岩溶地区桩基施工技术

张居旺

张居旺ZHANGJu-wang

（中铁二十五局集团第三工程有限公司，长沙410016）

（TheThirdEngineeringCo.，Ltd.，25thBureau，CRCC，Changsha410016，China）

摘要：本文介绍了溶洞桩基施工方法，并根据某大桥施工的实际情况，根据桩基溶洞的发育概况，通过对溶洞发育类型及施工技术的研究，针对性的对溶洞地区桥梁桩基遇到溶洞的具体情况采取投放抛填物、下放钢护筒或注浆等施工技术进行处理。

Abstract:Thispaperintroducesthekarstcavepilefoundationconstructionmethod.Accordingtotheactualsituationinconstructionofabridge,basedonthegeneralsituationofthepilefoundationwater-erodedcave,throughthestudyofcavedevelopmenttypeandconstructiontechnology,targetedmeasuresareputforwardforthetreatmentofpilefoundationinkarstcaveareaincludingthrowingfillers,loweringsteellinersorgroutingconstructiontechnologyaccordingtospecificcondition.

关键词：岩溶地质；桩基；施工

Keywords:karstgeology；pilefoundation；construction

中图分类号院TU74文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）07-0130-02

引言

在流水的长期化学作用和机械作用下，石灰岩等可溶性的岩层所产生的特殊水文地质现象和地貌形态等统称为岩溶，也称为喀斯特地貌。岩溶地区地下溶洞发育，工程地质条件复杂，对建筑工程桩基施工具有较大的负面影响。因此，加强对岩溶地区桩基施工处理方法的研究对促进建筑业的发展具有重要意义。

1溶洞桩基施工方法

在建筑工程桩基施工过程中，根据溶洞具体情况的不同通常采取不同的方法。下面主要针对钢护筒跟进法、片石粘土筑壁法、注浆法等进行了分析。

1.1钢护筒跟进法在施工过程中，如果出现溶洞较大，并且伴有严重的漏水，洞内没有充填物或者流塑填充物时，通过采用片石加粘土的方法进行反复打密无法构成泥石护壁。钢护筒跟进法在这种情况下可以发挥作用。所谓钢护筒跟进法就是为隔断溶洞内流塑充填物或水的活动，一面冲孔，一面接护筒，并将其震动下沉至已钻成的孔内。冲击钻成孔钢护筒跟进法，利用桩孔穿过多个溶洞，并且都已完成造壁，在下面进行冲孔时，上面无法解决泥石护壁坍塌漏水，可以借助钢护筒跟进的方法，对该溶洞进行堵漏处理。在穿孔过程中，漏几个溶洞就通过钢护筒跟到几个溶洞。

如果施工时地下水非常多，并且不易抽干桩孔内的水，而且人工挖孔难以实现时，通常采用冲击钻进行成孔，然后利用钢护筒跟进法进行施工作业。在施工过程中，要保证钢护筒顺利下沉，充分利用冲击钻的扩孔性能。钻头外径与钢护筒内径的空隙，一般来说应该控制在3-5cm。如果护筒跟进难以实现，通常情况下，先下大护筒然后下小护筒，然后将大护筒下缘以上的内护筒割掉，进而确保桩砼与外护筒之间的连接。

在坚硬的岩石中，冲击钻的扩孔系数比较小，钢护筒下沉受到影响。通常情况下，利用小药量电雷管进行焊破，导向控制装置设在井口上部，进而确保钢护筒顺利下沉。在施工过程中，为了确保钢护筒顺利下滑，必须保证桩孔竖直，不能出现歪斜、缩颈现象。对钢护筒利用卷板机成型处理，确保孔径连接顺直，准确。以8-10mm为宜，且要有一定的刚度。

1.2片石粘土筑壁法对于高度不太大（一般在3m以内），溶洞内没有充填或半充填，且漏水比较严重，护筒内水头高度难以保证的情况下，可以将片石与粘土按照1:1的体积比混合进行回填，构造泥石护壁。通过反复回填和冲击，直到形成泥石护壁，不再漏浆为止。该施工方法比较成熟。在利用粘土、片石筑壁法进行施工的过程中，为了有效避免因溶洞漏水或水头高度急剧下降造成坍孔。所以，必须保证钢护简穿过透水层，座落在亚粘土层上。另外，在容易控制地下水的情况下，可以同人工挖孔、砼护壁的方法进行施工，该方法的优点是质量好、速度快、成本低，使用这种方法也要求将钢护筒穿透透水层，座落在亚粘土层上。

1.3帷幕注浆法帷幕注浆法一般在溶洞高度在8m以上时采用。单管注浆通常要采用水泥砂浆进行，注浆压力一般应控制在0.5-1.0MPa范围内，帷幕的范围以桩中心以外5m，每隔一米提管一次，注浆孔间距为3-5m。钻孔位置在距离桩周边5米的范围布置，且不得随意调整，同时需要设置护桩。另外，为保证注浆工作与钻桩工作同步，必须选用合适地质钻机或者潜孔钻机并且要配置好压浆机，切实控制成孔空闲时间，不宜过长。钻孔不得漏钻，采用隔行跳打，保证孔壁垂直。注浆管在成孔之后要及时安放，连接注浆机，调整设备，确保设备工作正常，拌合水泥砂浆确保其中无结块。进行注浆首先要将注浆管设置于距孔底0.5m处，注浆开始采用0.4MPa的注浆压力，在预定位置上，用低压送浆，在浆液充足后采用1.0MPa的压力持压要大于10分钟，然后提管1m，继续下一阶段的注浆工作。

1.4注浆法如果溶洞层数较多且呈串珠状，大小位于0.5m-3m之间，且土层中有较厚的砂层，通常情况下应采用预先压注水泥浆的方法，压注压力应控制在0.4MPa之内，在稳定两秒后再进行下一个孔的注浆。等到注浆工作完成24小时后开始钻进。

2结合工程实例加以说明

2.1工程概况贵广高铁第六标段某特大桥，全长2794.05m，此桥位于广西省桂林市临桂县境内。此地的岩溶发育强度属发育，溶沟、溶槽及溶洞是主要的发育形态，溶洞充填以粉质黏土、圆砾为主，对于该桥来说岩溶是主要不良地质现象。

2.2溶洞桩基的施工方法结合本特大桥所处的溶岩发育地区的结构特点，通过研究分析制定施工方案，利用冲击钻成孔进行施工，进而提高地基的承载力，同时克服不良地质现象。受溶洞原因的影响，在冲击钻钻孔过程中，为了确保成孔过程中不出现塌孔、漏浆，进而保证人员和机具的安全，确保顺利成孔，在成孔过程中，需要对溶槽，溶洞，溶沟等关键性的问题进行解决。

施工要点：淤开孔过程中，进行间断式冲击，用20cm耀40cm的小冲程冲击钻孔，通常情况下，将进度控制在60cm/h耀80cm/h。于岩溶地区的地质情况比较复杂。在对特大桥的桩基进行施工的过程中，需要核查每根桩的地质，为了确保溶洞位置钻机的安全，以及对溶洞在设计、施工中的比对，一般每钻进两米对土样及碴样进行取样。为了确保钻机的安全，在冲击钻孔过程中为了避免钻机发生倾斜和意外，在钻机就位前，铺设四根或六根长14m的型钢进行支垫。

为保证钻机在冲击过程中顶部不塌孔、不漏浆，在钻机就位前埋设6m长的大于此桩直径50公分的护筒。加强泥浆护壁法：当钻机在岩溶地区进行钻进时，泥浆浓度控制在1.15耀1.2之间。由于岩溶地区岩溶水呈酸性，为了增强泥浆护壁的效果。所以，在配制优质泥浆的过程中，根据试验结果，在孔内填入一定比例的烧碱、木屑等混合材料，把填充的混合料挤入溶洞周边位置，进行中和。在冲击钻孔过程中，钻头即要击穿溶洞顶板进入溶洞时，将片石或者块石抛填入钻孔桩内，确保填充的高度高于溶洞0.5m耀1.5m。然后通过小冲程冲锤对片石或块石进行冲击，使片石和块石进入裂隙溶洞内。如果遇到大溶洞通过片石、块石无法添堵时，或者用片石无法纠正偏移量时，通常情况下，通过利用传统的C15素混凝土进行水下灌注，进行填塞，在达到一定强度后，再进行钻孔。

3岩溶桩基施工时袁常见事故问题及预防处理

3.1斜孔弯孔在钻孔过程中，出现斜孔弯孔，其原因是：在冲击钻孔过程中，由于钻机冲程大，在溶洞、溶沟、溶槽等岩溶发育较弱的位置发生倾斜，进而造成斜孔弯孔，以及卡锤埋锤等事故。淤预防措施。在岩溶发育地区施工时，通过小冲程钻进法进行施工，放慢钻进速度，防止发生斜孔弯孔事故。掌握基岩埋深及溶洞的发育特征，要及时对岩溶发育地区针对设计图纸及时比对，合理钻孔。于处理措施。在0.5m耀1.5m之间控制回填片石，对于回填物是硬质片石或块石，在回填之后利用低冲程低频率钻机进行冲击处理。如果纠偏不及时，利用C15素混凝土进行水下灌注，当混凝土强度达到一定条件后进行冲击，直到纠正孔位为止。在岩溶地区施工时，在1.15耀1.20之间控制泥浆浓度，同时调整泥浆比重，软土区泥浆比重为1.05耀1.1。

3.2塌孔在钻进过程中，由于泥浆比重不达标或者泥浆中没有添加纤维素等，影响泥浆质量，造成塌孔。在钻孔过程中，泥浆突然下沉，消失，护壁不及时，进而导致塌孔。淤预防措施。在钻进过程中保证泥浆泵正常使用，在不同的地层及地质情况下，选用相应的泥浆指标。在钻机开钻前为了确保钻孔过程中，桩基顶部不塌孔，需要埋置六米长的钢护筒。保证孔内水位的高度，在一定程度上，防止岩溶位置因水头高度不够造成塌孔。于处理措施。在冲击钻孔时应控制冲击速度，以免造成塌孔。在砾砂层冲击钻孔时，应选用较大比重的泥浆。成孔后，清孔要及时，同时保证一定的水头高度，并且及时吊装钢筋笼。

3.3漏浆桩孔与溶洞突然贯通，岩溶裂隙出现透水，进而造成漏浆。预防措施：淤穿透溶洞时，密切关注护筒内泥浆面的变化情况，一旦发生漏浆，及时提出钻头，向孔内补充泥浆或注水；于岩溶裂缝较大、透水较强，引发漏浆时，通过提高泥浆的稠度、控制钻进速度、增加泥浆比重等进行处理。

3.4埋锤，卡锤，掉锤在钻进过程中，由于泥浆浓度过高，没有及时纠偏，造成埋锤、卡锤、掉锤现象。淤预防措施。对泥浆的稠度、粘度、含砂率等指标严格控制。定期检查钢丝绳的焊接质量及安全状况。于处理措施。如果锤头掉入桩内，采用比原锤头大的空心锤进行冲击，分离孔壁，提出落锤；或者派专业潜水员潜入桩底，将钢丝绳栓接在锤头上，清理其周围的碴土，缓慢提锤。如果锤头被埋，先清孔位，碴石清理干净后，慢慢提锤，捞出锤头。

4结论

在岩溶发育地区进行桩基施工时，要制定科学、合理的施工方案，熟悉当地的地质情况、水文情况。选用合适的施工方法，合理利用资源，确保工程进度，提高施工质量。对泥浆的各项指标进行每天测量，与图纸做比对，进而选用适宜的措施或方案，保证施工质量，使得经济效益最大化。

参考文献：

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[2]罗书学.铁路桥梁工程施工技术指南[M].中国铁道出版社，2010：12.

[3]王平江.浅谈桩基施工中常见问题的处理[J].公路,2010，2.