岩溶地区桩基施工技术及异常情况的处理工作内容

张文

摘要：基于地质情况的复杂多变，存在探头石、溶洞及石牙等，且岩面的变化极大，使得在岩溶地区进行工程施工时必须细致地分析工程的地质特征、仔细地勘察岩土工程，从而采取适当的施工方法，针对桩基施工的过程中可能出现的异常情况提出相应对策，确保岩溶地区桩基工程的施工质量。

关键词：岩溶地区；工程勘察；桩基施工；钻进成孔；浇筑混凝土

中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0100-02

1 工程概况

此特大桥位于南方西南某地，大桥全长4648.4m，设有152个墩（台），1246根桩。桥址所处地质岩溶极为发育，地质情况复杂，根据设计地质钻探资料显示，溶洞桩有482根，均为柱桩，嵌入弱风化灰岩。

2 施工准备

岩溶地区其地质特征极其复杂，通常可见大量的碳酸盐岩石，在一些可溶性的岩石地区还存在岩盐、白云岩以及石灰岩等。众多的不良地质现象其类型的表现也极其繁多，桥梁在进行桩基的施工时，伴随成孔难度的不同其施工的进度必然出现不同程度的影响。同时岩溶不同的发育程度也会造成不同难易度的施工。

2.1 施工要求

在进行桥梁施工时一项隐秘且重要的工程即是钻孔桩基础。尤其是针对地质条件极其复杂的岩溶地区进行施工其难度极大。鉴于此，重视度联系着施工与监理的各个环节。在施工的过程中，必须严格执行操作规范、严格检查各道工序，针对可能在施工中出现的问题与情况予以及时应对并妥善处理，将质量隐患予以杜绝，减少人力、物力、财力的损失。

针对岩溶地区进行钻孔桩基的施工，首先必须要勘察岩土工程，即岩溶的分布、发育以及出露等相关情况予以探明。尤其是隐秘性的岩溶，其具体的形态、延伸的方向、岩层倾斜的方向以及覆盖层的厚度等地质情况的相关可靠资料应准确掌握，保证选择施工机械有据可依，使得对日后可能出现的事故进行科学性的分析，保证预防的目的性与处治的针对性；其次是桩基的施工及地基的处理，在发育强烈的岩溶地区进行桩基施工，如何成孔是一个相当难的问题，主要需要解决的则是岩壁的保护与再造、斜面钻孔以及穿越等。

2.2 工程勘察

工程勘察即是针对岩溶地区的工程施工的地质特征进行勘察。较为常见的即以下三类：（1）起伏不平的基岩顶面。基于气候条件中的温湿度影响，加之地表以及地下的水对石灰岩的表面造成强烈的侵蚀，使得出现犬牙交错与参差不齐的普遍形态。一般约1～5m的高度差常见于起伏不平的基岩顶面，甚至会有近20m的高度差见于局部的地段，使得桩基的施工极其的困难；（2）浅层类溶洞。浅层类溶洞即指出现在基岩面以下2～15m范围内的溶洞。浅层类的溶洞中通常都有填充物，其状态大致呈现为流塑或软塑状。由于溶洞具有非常复杂的发育形态，使得这类浅层类的溶洞直接关系基岩上桩基的安全施工；（3）地下水与软土。石灰岩地质的溶洞地区都普遍存在一层不同厚薄度的软土层分布在基岩表面，其状态大致呈流塑或软塑状。由于在这层软土层中含有大量的天然水、低承载能力及较差的工程地质条件，最终会造成上部结构出现不均匀的沉降现象。基于软土层本身具有极强的亲水性使得对地下水位出现变化时具有极强的敏感度，其浮托力会随着地下水出现下降而消减，土层逐渐固结最终变形，从而改变工程地质条件。

3 施工技术

3.1 护筒埋设

一般桩位的护筒长度达到2.0m即可，河沟边护筒须穿过河沟床。对塌孔全回填后重新开孔桩，护筒根据实际情况适当加长到3.0～6.0m，埋设时护筒外缘采用黏土回填密实。对地质较差的情况，开孔时可加些泥块和片块，冲击加固护筒刃角。

3.2 成孔

岩溶地区桩基施工技术目前较普遍的为钻孔灌注桩的施工方法。包括正循环钻、反循环钻的成孔方法及潜水钻的成孔灌注方法。在岩溶地区进行桥梁的桩基施工使用较多的方法则是冲击钻机进行钻孔然后灌注成桩，并且较常见的又属传统冲击钻和泵吸式反循环冲击钻方法完成钻进。针对钻进成孔的方法不同其需关注的重点不同，当采用反循环钻钻进成孔时，由于层次的不同灌注的泥浆的比重也不尽相同，从而保证孔壁的稳定性。正循环钻钻进成孔较之反循环钻钻进成孔的施工工艺极其相似，仅表现出正循环式的排渣，泥浆经泥浆泵向钻杆的内腔输进，之后由钻头处出浆口予以射出，从而使得钻渣在由钻杆与孔壁所构成的环状空间中不断上升至孔口进而向沉淀池中溢入，最后又重新返回泥浆池完成净化达到循环性利用。

目前，岩溶地区进行桩基施工常见于嵌岩桩的施工，所采用的钻进方法最为有效的则是冲击钻的钻进成孔法。此种方法具有极大的冲击力、较强的穿透力，针对溶洞的顶板可以很容易地实现穿过，破碎岩石的效率非常高，在钻进的过程中无需对泥浆进行循环使用，且不受地下水的影响等特点。但是，鉴于地质工程条件复杂多变的岩溶地区、埋深不一的基岩面、较大的起伏性且无规律等原因，使得在岩溶地区进行冲击钻式钻孔桩基的施工具有一定困难。

4 异常情况处理

4.1 施工中伴有溶洞出现

当施工过程中发现孔洞内泥浆的液面出现下降，需投掷纤维类物质（如麻袋）进行混合填充继而对裂缝或溶洞进行堵塞增强防渗透能力；在某地段出现较严重漏浆时则需加入化学类浆液增强泥浆的黏度，一旦情况得以控制后按原比例重新配浆进行灌注避免作业难度的增加。

当伴有较大规模的溶洞出现时，可以使用加有速凝剂的水泥砂浆或C20型混凝土进行封堵。在溶洞顶板的上方1m处灌注混凝土，之后将黏土在上部进行回填且注入冲洗液直至孔口，当混凝土开始初凝之后钻进继续。

4.2 卡钻、斜孔和偏孔

溶洞的顶部岩层出现倾斜且岩石的不同强度极易造成卡钻、斜孔和偏孔等问题，鉴于此，在钻进的过程中必须对地质情况仔细核对，且保证随时做到对钻机与孔位进行检查。当钻进至溶洞位置时及时调整冲程改为小冲程，保持慢打与轻击的节奏。一旦出现卡钻首先保持冷静，不能盲动与强行提拉，以防拔断大绳造成掉钻。当钻头可以活动后，便可对钻头进行上下提拉，从而使得钻头出现一个转角，辅以吊机的配合尝试多次，于此钻头有可能提出；若无效，便可在水下借助小爆破产生振动的方法使得钻头出现松动后立即将其提出。当出现斜孔和偏孔时，可将素混凝土予以浇筑或片石回填，再将偏斜的钻头予以纠正继而向下冲孔。

4.3 塌孔

桩基进行灌注时，若泥浆的比重出现不够则护壁不可靠、孔壁受到取渣筒或钻头等撞击从而造成护壁的破坏及处理漏浆不及时等都会伴有塌孔的出现。此时可将一些块石和优质黏土混合成团进行回填，并重调比重约为1.6，调稠泥浆，利用小冲程对固壁进行冲孔，以防扩大塌孔。

4.4 断桩

当溶洞出现相互沟通，混凝土在灌注时其具体数量无法测出，在水下出现严重流失；且导管的接头处由于密封差等都会产生断桩现象。断桩是桩基施工中最严重的危害且处理难度最高，一般主要采取预防性措施。即实施灌注时每次都需备足混凝土于漏斗中；保证施工过程的细致分工与记录的及时性，完成混凝土连续灌注；混凝土在穿越溶洞的施工中基于之前的条件保证需对浇筑混凝土的速度与埋设导管的深度进行严格控制。

4.5 底板起伏不平

当岩面及溶洞的底板出现起伏不平时，切忌大冲程的盲目使用，可将黏土石块进行投入，填平孔底，再借助十字型的钻头利用小冲程缓慢冲捣多次直至穿过，之后将冲击频率和冲程逐渐增大直至一定深度桩孔的形成再进行正常的冲击。

5 结语

此特大桥岩溶地质复杂，针对岩溶地区进行桩基施工由于复杂与多变岩溶的存在，必须对岩土工程进行细致的勘察从而制定一套行之有效的施工方案，保证工程技术具有可行性与可靠质量。严格监控施工的全过程，切实按照操作规范加强管理，制定安全与质量保证规章，并完善应急处理的措施。

参考文献

[1]李孝男.岩溶地区地基处理及桩基施工技术[J].中国科技信息，2006，（13）.

[2]肖雪强.岩溶地区桩基施工的几种处理措施[J].中华建设，2008，（6）.

[3]杨福军，廖麦秋.岩溶地质条件下桥梁桩基施工技术探讨[J].广东建材，2008，（5）.

[4]孙增奎，何琼.灰岩溶地区桩基处理实例[J].岩土工程技术，2007，（1）.

[5]秦凤荣，范秋雁.岩溶地区桩基施工技术及异常情况的处理[J].红水河，2008，（2）.

[6]何华.岩溶地区钻孔桩基础施工疑难处理措施[J].铁道建筑，2006，（9）.

（责任编辑：刘 晶）