孫彥超

（中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司， 湖北 襄陽 441000）

1 巖溶地質(zhì)的形成

巖溶地質(zhì)主要在石灰?guī)r地區(qū)形成，石灰?guī)r在遇到水和二氧化碳時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸氫鈣，而碳酸氫鈣可溶于水，于是完整的石灰?guī)r就會(huì)被溶解，如此反復(fù)作用，形成越來越大的孔洞。

當(dāng)巖石存在孔隙和裂隙時(shí)，為地層中的下滲提供了良好的渠道。巖石的孔洞越多、裂隙越大，巖石的透水性就越強(qiáng)，巖溶作用越顯著，如此形成一個(gè)惡性的循環(huán)系統(tǒng)。因此在巖溶地區(qū)溶洞會(huì)越來越多，形成的孔洞會(huì)越來越大。根據(jù)溶洞內(nèi)是否有填充物，溶洞主要分為充填和無充填兩種。

2 巖溶地質(zhì)樁基施工經(jīng)常出現(xiàn)的問題

由于巖溶地質(zhì)區(qū)復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)特點(diǎn)，樁基施工過程中易出現(xiàn)孔壁坍塌、泥漿漏失等現(xiàn)象，甚至可能導(dǎo)致場地失穩(wěn)，進(jìn)而引起地表塌陷。巖溶地區(qū)樁基施工難度大、不確定因素多，在施工過程中容易發(fā)生以下風(fēng)險(xiǎn)問題：

（1） 漏漿。漏漿是巖溶樁基施工過程中最常發(fā)生的問題，是指孔內(nèi)泥漿突然大量漏失，主要原因是在沖擊鉆施工過程中，鉆透沒有填充的溶洞，泥漿順著鉆透的孔洞進(jìn)入溶洞內(nèi)，造成孔內(nèi)的泥漿突然大量減少，現(xiàn)場不得不填充溶洞，重新造漿，還有發(fā)生塌孔的危險(xiǎn)，從而對樁基施工產(chǎn)生較大的影響。

（2） 塌孔。漏漿事故發(fā)生后，溶洞內(nèi)部的孔壁將會(huì)逐漸喪失泥漿的壓力支撐作用，而溶洞本身的穩(wěn)定能力不夠，于是孔壁會(huì)發(fā)生坍塌事故而形成塌孔。當(dāng)然塌孔的原因也可能是泥漿的性能不符合要求、鉆進(jìn)過程中碰撞孔壁、中間停鉆時(shí)間過長等原因。

（3） 埋鉆。漏漿事故發(fā)生時(shí)，如果鉆錘不能馬上或者未來得及從地下提出來，而塌孔又隨之產(chǎn)生，就會(huì)造成鉆錘埋在地下難以取出來的結(jié)果。

（4） 卡鉆?？ㄣ@發(fā)生的主要原因是鉆進(jìn)時(shí)由于鉆頭打破溶洞頂板，鉆頭進(jìn)入容腔內(nèi)，造成鉆頭無法上提，另一個(gè)原因是在鉆進(jìn)過程中施工到較疏松的地質(zhì)層或者有填充的溶洞處的時(shí)候，由于沖擊過程中隊(duì)相鄰地層的擾動(dòng)，造成碎石或者溶洞內(nèi)的填充物塌落，掩埋鉆頭，從而造成卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生。無論是哪種情形都會(huì)影響施工進(jìn)度，對施工造成較大的影響。

（5） 灌注混凝土漏失。樁基鉆進(jìn)施工過程中，大多采用泥漿防護(hù)，在鉆進(jìn)過程中形成泥漿護(hù)壁，維持孔壁的穩(wěn)定性，防止在鉆進(jìn)過程中水分的流失，同時(shí)也降低了鉆頭的溫度。但是由于泥漿的密度相對于混凝土較低，所以對孔壁產(chǎn)生的壓力較小，在灌樁過程中，由于混凝土下落產(chǎn)生的壓力再加上混凝土自身對周圍孔壁產(chǎn)生的壓力，有可能使在鉆進(jìn)過程中由于壓力較小而沒有破裂的溶洞孔壁在此時(shí)造成破裂，從而造成灌注混凝土漏失。

（6） 擴(kuò)徑與縮頸。在巖溶地質(zhì)地區(qū)，伴隨著溶洞的發(fā)育就是地質(zhì)的疏松，并且多孤石、泥加石，由于這種特殊的地質(zhì)情況，在鉆進(jìn)過程中很容易出現(xiàn)擴(kuò)徑與縮頸現(xiàn)象，尤其是擴(kuò)徑現(xiàn)象更為常見。擴(kuò)徑簡單地說就是實(shí)際鉆孔的孔徑大于設(shè)計(jì)鉆孔孔徑，造成該現(xiàn)象的主要原因是由于地質(zhì)松散，加上鉆進(jìn)過程中對附近地層的擾動(dòng)，造成片石和粘土脫落，使該處孔壁直徑大于設(shè)計(jì)的孔徑，雖然擴(kuò)徑對樁基的質(zhì)量及設(shè)計(jì)所需的承載力沒有影響，甚至有可能大于設(shè)計(jì)所需的承載力，但是其造成混凝土的超耗過大，從而造成了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的流失，另外也容易在隊(duì)伍結(jié)算過程中產(chǎn)生由于責(zé)任界定不清造成扯皮拉筋的現(xiàn)象?？s頸是由于松散地層向內(nèi)擠壓造成實(shí)際孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑，此時(shí)可能出現(xiàn)樁徑不符合設(shè)計(jì)要求，地基承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象發(fā)生。

（7） 偏孔與斜樁。在巖溶發(fā)育地區(qū)不僅會(huì)存在松散，孔洞等地質(zhì)現(xiàn)象，還會(huì)存在斜巖、孤石等地質(zhì)現(xiàn)象。當(dāng)施工過程遇到斜巖、孤石時(shí)，由于鉆頭受力不均勻，鉆具會(huì)沿著巖石斜面或者地質(zhì)相對松軟處歪斜，使錘頭中心偏離鉆孔正中心，進(jìn)而使實(shí)際樁孔的垂直度偏離設(shè)計(jì)樁孔的垂直度，造成鋼筋籠隨著樁孔發(fā)生傾斜（或者根本無法下鋼筋籠），灌注的混凝土也隨著樁孔發(fā)生傾斜，最終的結(jié)果是影響樁身質(zhì)量，甚至造成廢樁。

3 巖溶樁基施工要點(diǎn)

（1） 由于巖溶地區(qū)樁基實(shí)際施工過程中情況復(fù)雜多面，為了應(yīng)對各種突發(fā)情況，要求巖溶樁基施工前，首先要對橋區(qū)進(jìn)行地質(zhì)鉆探，并根據(jù)地質(zhì)鉆探資料進(jìn)行全面分析，掌握樁基所在地區(qū)的地質(zhì)情況，比如溶洞的深度、大小、樁基是否穿過溶洞等情況，提前做好應(yīng)對措施，防止由于準(zhǔn)備工作不足，造成實(shí)際施工過程出現(xiàn)手忙腳亂的現(xiàn)象發(fā)生。

（2） 在巖溶樁基施工過程中要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的地質(zhì)情況提前做好應(yīng)對措施，隨時(shí)調(diào)整施工節(jié)奏，比如在遇見溶洞時(shí)，鉆機(jī)鉆進(jìn)速度應(yīng)減慢，降低鉆頭提拉的高度，防止卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)遇見斜巖、孤石時(shí)放慢施工節(jié)奏，防止偏空現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)遇到較完整的巖石時(shí)可加快施工節(jié)奏，提高鉆頭高度。

（3） 在施工前制定出如塌孔、漏漿等情況的處理方法，備足處理所需的材料，常見的設(shè)備和材料有片石、粘土、水泥、泥漿泵、挖機(jī)等。

（4） 巖溶樁基施工前，準(zhǔn)備的泥漿池容量應(yīng)大于200m3，以便漏漿時(shí)及時(shí)補(bǔ)充泥漿，防止塌孔。

4 巖溶樁基施工處理辦法

4.1 回填處理

（1） 粘土回填：適用于小型溶洞（小于1m） 或有填充物溶洞漏漿時(shí)處理，采取正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時(shí)，根據(jù)漏漿的速度判斷溶洞的大小，根據(jù)漏漿穩(wěn)定后的泥漿液面確定溶洞的頂面位置，及時(shí)補(bǔ)充泥漿防止出現(xiàn)塌孔，處理時(shí)反復(fù)投入粘土，并減小鉆機(jī)的沖程（控制在1m以下） 利用鉆頭沖擊將粘土擠入溶洞和巖溶裂隙中，根據(jù)處理的實(shí)際情況，必要時(shí)還可摻入水泥、以增大孔壁的自穩(wěn)能力。

（2） 粘土+片石回填：適用于小型溶洞（1～3m） 處理，采取正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時(shí)，確定溶洞的尺寸和位置，反復(fù)投入粘土和片石，控制粘土和片石的參入比例，回填過程中減少片石回填量的同時(shí)加大粘土的用量，也可加入水泥，增大孔壁的自穩(wěn)能力。片石、粘土和水泥需分層加入，回填高度為高于溶洞頂板2m 處；回填片石加粘土還可以處理片偏孔，發(fā)現(xiàn)偏孔應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)拋填片石，回填高度2.0m，不斷反復(fù)回填片石同時(shí)減小鉆機(jī)沖程（控制在0.6m～0.8m 為宜），回填片石的強(qiáng)度應(yīng)大于孔內(nèi)斜巖本身的強(qiáng)度，通過不斷的反復(fù)沖擊達(dá)到處理偏孔的目的。

4.2 注漿處理

采用此種方法處理巖溶樁基，主要的依據(jù)是施工前的地質(zhì)勘探資料，通過地質(zhì)勘探資料對樁基要穿過溶洞的樁基進(jìn)行注漿處理的方法，這種方法目前較為有效。該項(xiàng)方法應(yīng)在樁基施工前提前進(jìn)行，首先根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，找出需要進(jìn)行注漿處理的樁位，然后進(jìn)行鉆孔、注漿，其實(shí)鉆孔注漿的過程也是對地質(zhì)情況更加詳細(xì)的鉆探過程，有助于了解樁位處的地質(zhì)情況，為后續(xù)的樁基施工提供更多的依據(jù)。施工時(shí)，注意漿液中要加入一定量的水玻璃以提高漿液粘結(jié)能力，其次為了防止?jié){液流失過遠(yuǎn)造成材料的浪費(fèi)，可采用間斷式的注漿方法，使先注入的漿液充分與碎石或粘土初步達(dá)到粘結(jié)后在注漿，防止?jié){液流失過遠(yuǎn)，造成漿液的浪費(fèi)。

4.3 鋼護(hù)筒跟進(jìn)處理

適用于大型溶洞（大于5m 且無充填或?qū)娱g距較大的溶洞）、多層溶洞處理。3～5m 的溶洞或多層間距較小的溶洞，先正常施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時(shí)，反復(fù)投入粘土、片石或素混凝土進(jìn)行處理，當(dāng)處理次數(shù)到5 次以上仍漏漿或塌孔時(shí)，這時(shí)就要考慮鋼護(hù)筒跟進(jìn)法進(jìn)行施工，先進(jìn)行擴(kuò)孔處理，再用振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒振動(dòng)下沉至溶洞底部。

在實(shí)際施工過程中，回填處理、注漿處理、鋼護(hù)筒跟進(jìn)可以同時(shí)組合交叉使用，以使巖溶樁基處理效果最佳。在回填片石時(shí)，需邊回填邊壓實(shí)，每回填1m 進(jìn)行壓實(shí)，使回填料充分?jǐn)D入溶腔內(nèi)，形成穩(wěn)固的護(hù)壁，可有效減少混凝土超方，避免出現(xiàn)卡錘等情況。對于巖溶樁基回填粘土、片石和水泥處理時(shí)，水泥必須整袋進(jìn)行投放，提高泥漿密度和粘度，水泥與泥漿混合填充漏漿縫，水泥與泥漿混合凝結(jié)，可以有效堵塞漏漿縫，形成堅(jiān)固的護(hù)壁，防止塌孔。等到漏漿停止后需再次進(jìn)行施工，鉆進(jìn)至漏漿部位的時(shí)間要控制在水泥終凝之前，防止由于水泥終凝造成強(qiáng)度增大，給鉆進(jìn)增加難度，然后暫停5～9h，這樣反復(fù)操作直到?jīng)_擊過程中新形成的水泥粘土漿把漏漿的地方有效堵死，不再漏漿為止。

5 結(jié)語

綜上所述，在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁基施工操作時(shí)，施工前要做好充分的準(zhǔn)備，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工，遇到問題及時(shí)分析原因，采取行之有效的措施，爭取在保證樁基施工質(zhì)量的前提下，提高施工進(jìn)度，減少施工成本。