探讨溶岩地质钻孔灌注桩施工的处理与预防

陈晓伟

摘要：由于部分山区的地质结构比较复杂，在工程建设时会出现山区区域的溶岩地质现象，这种溶岩地质就会直接给工程建设带来很大的威胁。因而，工程建设单位要加强对这些地质的处理，尽量地去减少给工程项目施工作业带来的不良影响。

关键词：溶岩灌注桩;骨料;化学添加剂;护筒

引言

在进行钻孔灌注桩施工作业当中，工程人员要及时地做好工程方案的编制及工程造价工作。在施工中，灵活地应用灌注桩施工方法，来开展工程的基坑施工作业和桥梁的建设作业。对于公路施工现场存在的溶岩地质，要采取必要的处理措施。在桥梁的工程建设中，要求设计师对整个设计有全面系统的把握。

一、溶岩地质规模及类型分析

（一）超前钻

使用超前钻工程作业期间，工作人员要预先对工程做好封样工作的处理，还要工程人员对钻孔设备进行严密的检查，并形成相应技术规范，如图1所示。在提供地质状况资料前提下，可以应用偏位钻方式，再与地质的资料形成比较鲜明的对比，了解溶洞的宽度及溶洞的钻探未来走向。

（二）超前注水

工程人员在超前钻进行施工作业时，利用超前钻装备的高压水管，之后，再逐步向溶洞内注水，这样就可以实现对水管长度的管控。应用容器来及时地注入水量，利用水表来观测，这样就可以有效地去判断出是不是水流已经充满孔洞或者水洞。在应用高压水管或者向溶洞内部注水时，水管的深长度要确保能够深入到溶洞内部，水管的外径往往比钻孔要略小一些，这将更容易去判断外管内部的直径高度。当孔内部的浆液在流入到孔洞之后，就有可能产生塌方事故。

二、施工工艺

（一）钻孔轨迹

对溶洞的提前探测，需要采用钻孔设备进行钻掘。因此，精准的钻孔可以有效的提高施工作业，精准对穿孔的施工目的就是为了让施工设备直接命中设定的靶点。在钻孔的过程中，钻孔施工作业尽量要平稳进行，不要过快或过慢，钻孔轨迹尽量平稳的穿过设定的路线。在开采挖掘过程中使用定向钻进施工技术，轨迹设定时要使设备从低向高缓慢掘进，保持钻头轨迹稳定平顺，这种钻孔设备在向上掘进时，轨迹线路的角度不应该超过1度/3米，这样就可以减少钻孔施工作业遇到的阻力，也可以使钻孔产生的石渣顺着轨迹流下。在钻孔的轨迹中，每隔60米都要设置一个分叉点，以避开不稳定的地层。在轨迹的设计时，要综合考虑后期施工设备能否准确对准靶点，因此要控制设备爬升速度，水平掘进，并在轨迹处预留分支点，来科学合理设计钻孔轨迹[1]。

由于探测管会在实际的测量过程中产生一定的误差，因此，可在实际的探测过程中，调整探测管道方向，从巷道的侧方进行探测，进而可以精准的探测钻头的工作情况。

（二）控制钻孔轨迹

在掘进钻孔过程中，施工作业对于钻孔轨迹管理控制标准要求非常高，在隧道掘进施工作业中，需要严格按照钻孔轨迹设计标准来施工，每掘进3米都要测量一下钻孔是否产生偏差。如果钻孔轨迹产生偏差，就需要调整钻孔角度来纠正。在纠正的过程中，要缓慢的调整设备的角度。同时在钻进的过程中，也要考虑钻孔设备自身对于这种轨迹的影响。探测管往往在钻孔设备的后方，只有在掘进6米后，才能通过探管设备测量出内部的钻孔轨迹，因而在实际的施工作业中，要凭借施工人员的经验来对实际的掘进过程进行判断[2]。

（三）施工的流程

可以在实际的钻孔作业过程中采用直径为133毫米的钻头以及直径为89厘米的钻杆，进行精准对穿孔施工作业。在钻进12米时，更换钻孔设备，采取直径为98毫米的定向转头，螺杆马达以及直径为73毫米的钻杆，来对钻孔轨迹实行定向掘进。在钻孔设备掘进三米时，就对实际的钻孔轨迹进行测量，并记录数据，测量设计的钻孔轨迹与实际钻孔轨迹的偏差。同时调整偏差，在穿孔后，将钻孔设备换回去，换成直径为133毫米的平底钻头，以及89毫米直径的钻杆。通过大直径的钻头将穿孔作业完成后，不直接提出转头，而是直接将设备卸下，进而卸下钻头。在钻孔作业完成后，给孔套上套管，套管与孔隙之间进行注浆以加固套管。

三、处理方法分析

（一）回填法

应用回填法作业范围不超过1米的溶洞，工程人员将粘土、砂石等部分骨料用编织袋装好。之后，再放入到桩体内部，桩基的土方量高要达到孔洞的顶部以上。在应用重锤将泥土冲击之后，要减少溶洞的间隙以及孔洞的裂隙缝隙，避免出现跑浆问题产生[1]。

（二）应用静压化学灌浆的方法来处理

在工程作业实施期间，要对孔洞进行填筑作业。作业人员确定好溶洞四周施工位置，保持桩基周围的四个分布均匀的关键孔尺寸相一致。在施工期间，还要形成80毫米的孔洞。同时，孔洞的深度也要达到相应的技术要求，在选择材料时要尽量地选择具有较高水凝性的混凝土材料，及时去控制好混凝土的凝固时间，将材料凝固时间控制在半个小时以内。应用静压化学的灌浆方法来实现对混凝土结构桩的全封闭式控制，由上到下分段式的管理，可以开展重复的搅拌。在整个工程施工时，要做好浇筑作业的记录，并及时地去编写相应的参数数据，来绘制详细的曲线图纸。

（三）套内护筒

在施工时，如果溶洞为空洞，而且溶洞内部的高度在达到3米以上，就可以使用套内的护筒工程。首先，工程人员确定筒内的护筒长度，护筒长度为h+3米，再确定不同类护筒的直径。根据地质的状态数据结果，来确定每节护筒的直径大小。如果只有一层的溶洞，此时护筒的直径可应用1.73米，壁厚达到一厘米，外部直径达到1.75。外桶的内部直径可达到1.9米。当在施工时，遇到第2层溶洞时，第2层溶洞的内筒的直径可达到1.7米，并且工程人员也要确定好钻头的直径。外部直径来确定钻頭的外部直径，如果外层直径比内部护筒的直径小上2厘米，可以在扩孔之后，形成比护筒大5厘米窗口。如果在施工的桩孔内部没有溶洞，此时钻头的直径要以桩基的设计作为最大的限值。如果桩孔内部有多层的溶洞，那么该桩基就会由上到下依次去变小[2]。

（四）溶洞顶部的冲孔

工程人员在溶洞顶部的冲孔工程施工作业时，要根据溶洞内部顶部的地质情况来选择适当施工设备。开展工程机械化操作，冲孔作业会使用钻机来开展。回旋转的机械设备主要是由钻头和钻杆来构成，在应用冲击钻的施工设备时，要保证该钻头直径达到设计的标准，使钻头的直径达到1.73米。在冲击溶洞顶部期间，会出现冲锤的问题，此时工程人员要轻轻地使用设备，慢慢的地启动钻头，钻机就不会受到较大的阻碍。应用上下慢提的方法，来提高冲击钻上升的高度，使其不能够超过50厘米。

（五）沉放护筒

工程人员要及时地将钻机准备到位之后，再用钢丝绳去绑住护筒。在钻机设备的钻杆附近上，应用钻机设备，使钻杆和钻头的重量保持一致，来使护筒由钻头位置一致地向下钻直到钻进溶洞底部。

（六）处理护筒的空隙及溶洞底部的空隙

在施工中，施工人员要保持溶洞底部与顶部的1米范围，在中间部位填筑砂石材料之后，再应用高压喷出灌浆的方法来实现精准浇筑。

四、溶洞的监测

当工作人员进行作业施工时，如果钻头进入到岩体之后，岩心溶解，在重锤在锤入一定的深度之后，突然进尺速度加快，就不需要在应用提锤来使锤体自动下沉[3]。在取样期间，如果岩层风化现象较多，而且也有一些钟乳石碎块，入岩之后的泥浆会发生颜色的变化，逐步地由黄色变为黑色。工程人员在地质状态资料研读的基础上，来通过桩基的施工，及通过应用成孔方式来监测，这样就可以在一定程度上去正确分析断层的走向，并判断溶洞的大小和溶洞的数量，以及路基填充的状况。有些纵横位置和溶洞位置存在偏差，就会造成工程人员出现错判的问题。

五、预防措施

（一）防止吊锤卡锤的措施研究

在入岩前期，工程人员要尽量减少冲击力，同时还要尽量控制好桩锤，避免桩锤突然去冲击，而造成溶洞顶部坍塌，在吊锤坠落瞬间，拉力突然增大，而出现拉断钢丝的情况产生。要在溶洞的顶部依次去提起冲击锤，控制好提锤的速度和冲击力度[4]。

（二）减少混凝土扩散量

工程人员用编织袋将碎石、粘土砖瓦的混合物装好，填充物的投放量要实现达到溶洞的顶板标准，再用桩锤将其挤至周围。

六、结束语

近年，我国加大对山区地区的开发力度，在山区修建很多的高速公路，但是在修筑道路时，会遇到许多的溶岩，此时工程人员要针对溶岩地质状况开始分析勘测，然后再应用钻孔灌注桩的施工方法来处理。工程公司工作人员要加强对地质溶岩钻探技术的控制，深度掌握技术核心，研究新型的钻探设备，提高自身的钻探技术水平。

参考文献：

[1]徐學鹏.岩溶地质条件下大直径超长钻孔灌注桩施工技术研究[J].山西建筑，2018，044（015）：76-78.

[2]毛文森，李国丽，张再源.岩溶发育地区钻孔灌注桩施工技术研究[J].科技创新与应用，2019，000（012）：144-145.

[3]唐俊华.岩溶地貌钻孔灌注桩施工方法探讨[J].中国房地产业，2018，000（008）：P.146-146.

[4]郑礼旺.超前导孔在岩溶地质旋挖钻成孔灌注桩施工中的应用[J].四川水泥，2019，000（010）：247.

（作者单位：安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院）