廣西巖溶地區鉆孔樁施工技術

羅覺

（中鐵港航局集團第二工程有限公司）

廣西巖溶地區鉆孔樁施工技術

羅覺

（中鐵港航局集團第二工程有限公司）

本文描述了洛湛路永芩段YQ1標處地質復雜的情況下，在鉆孔施工過程中如何采用鉆挖結合、鋼護筒跟進、拋填土石等施工處理技術；在成孔、成樁質量方面采用“勤觀察，加快灌注速度，加大導管埋深”等控制方法，均一次性通過了相關部門的檢測。

巖溶地區；鉆孔樁；施工技術

一、工程概況

洛湛鐵路永岑段YQ1標位于廣西北部的富川縣境內。本標段共有鉆孔樁308根，樁徑均為1.25m，樁長在8m～52m之間。鉆孔樁所處的地質情況：覆蓋層為軟粘土，粘土，厚度在5m～16m之間，下層為溶洞發育的石灰巖巖層，屬弱風化帶。溶洞分為填充、半填充、空洞以及溶隙四種，高度絕大部分在 0.5m～6m之間，設計要求鉆孔樁穿過溶洞嵌入完整灰巖2.5m。

二、施工技術

1、軟弱覆蓋層的處理

粘土及軟粘土的覆蓋層，土體穩定性極差，覆蓋層滲水量大。茶源二號大橋的 8-2#樁、4-4#樁，因未作處理措施，或只作簡單拋填片石和黃泥進行重新護壁處理。在分別沖進至13.2m、10.1m時，出現塌孔。

地質資料如下：

4-4#樁：樁長10m，孔深14.5m，樁徑1.25m，覆蓋層為軟粘土，含水率達42%，厚度為9.5m，于孔深9.5m～11.5m處有兩層溶洞，溶洞高度均為0.8m。樁基附近有民房。

8-2#樁：樁長16m，孔深20.1m，樁徑1.25m，覆蓋層為軟粘土，含水率達40%，厚度為14.5m，于孔深15.1m～16.6m處有一層溶洞，溶洞高度均為1.5m。樁基附近無民房。

對兩個孔回填普通土，對于 8-2#樁，由于遠離民房，抽取地下水時不會影響房屋的穩定，采用挖孔樁開挖，并澆筑C20砼護壁，護壁厚度為20cm，護壁內徑1.35m，開挖至灰巖面后，改用鉆機沖孔。在施工護壁時，考慮到挖孔安全及拋填片石時石塊撞擊破壞護壁等原因，在護壁加入適量的鋼筋。

對于 4-4#樁，由于抽取地下水時會影響房屋的穩定，所以采用跟進鋼護筒施工。鋼護筒采用內徑1.4m，長1.5m，壁厚8mm 的鋼護筒跟進至巖面。主要操作如下，加大鉆頭至1.32m，將鋼護筒焊連成3.0m長的一節，開孔沖進，沖至3m左右停止沖進，鋼護筒對位下放，在護筒頂架上兩條30工鋼，上面滿鋪枕木，利用鉆錘沖擊枕木，達到插打目的。插打到位后繼續沖進，在沖進至6m左右時將第二節鋼護筒與第一節鋼護筒頂焊連，重復以上步驟，直至將鋼護筒插打至巖面。沖進時，要注意地面、孔內水位等情況，一但出現異常，必須馬上提起鉆頭，以防土側壓力擠扁護筒，從而卡鉆。同時，孔邊盡可能地避免重型車輛通過，理由同上。另外，鋼護筒插打時要做好垂直度測量工作，以防出現斜孔。

通過對這兩根樁的處理，總結出了在處理軟弱覆蓋層方面樁基施工方法，對后來鉆孔樁的施工有著較好的指導性。

2、溶洞的處理

本標段鉆孔樁所處的溶洞有以下兩種：A、半填充、填充物的溶洞或空洞，較大（3～6m）,B、小溶洞，一般在0.4～1.0m之間，個別溶隙未在地質資料中揭示，給施工帶來一定的難度。

（1）對于A類溶洞，當鉆頭沖破溶洞后并沒有過快的過大的漏漿現象，泥漿面下降速度在0.1～0.5m/min，在泥漿面下降3～5m后不再下降。對于這種情況，當沖至離溶洞頂部附近時，采用小沖程，逐漸將洞頂擊穿，防止卡鉆。另外，一旦發現泥漿面下降，應迅速補水，然后根據溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石，仍采用小沖程輕砸，讓粘土和片石充分擠入溶洞內壁。一定要待粘土和片石充分擠入溶洞內形成穩定護壁后才能轉入正常鉆進。此方法較常用，所用材料易于采備，施工方法簡單，在本工程中普遍收到較好的成效。

（2）對于B類溶洞，對于B類溶洞，較小，一般在0.4～1.0m之間。同樣會導致漏漿現象，主要是通過拋入用纖維袋裝好的粘土與稻草的混合物，根據地質資料，提前0.3m左右拋入6～12袋，再進行沖進，在沖至溶隙后，纖維袋、稻草、粘土的混合物能很好攪合在一起，進而堵塞溶洞。用纖維袋包裝的水泥來代替纖維袋裝粘土效果更佳，但費用相對較高。富川大橋 14-2#樁（地質資料揭示為于孔深 8.8m進行灰巖巖層，在孔深8.8m～14.7m間有三層溶洞存在，溶洞高度分別為0.4m、0.8m、1.0m，樁身嵌入完整灰巖3.6m）在沖進至孔深12.5m時出現漏漿現象，采用回填粘土及片石處理，反復三次均未達到預期目的，推斷為拋填的粘土及片石未完堵塞此處溶洞，拋填物沿溶洞流失。因此采用以上方法處理，結果漏漿現象不再出現。此法適用于溶洞較小，且采用拋填黃土及片石未到達到堵漏目的的情況。

3、成孔質量控制

成孔過程中，要做到“勤觀察”，利用經驗及掌握的現場實際情況加以分析、控制。

（1）如何判斷持力層是否為完整灰巖。方法是在最后3m孔深時，從以下五個方面進行判別：第一，通過鉆孔巖屑的觀察，通過的撈碴篩撈出的巖屑含量必須大于95%，含砂含泥量必須小于5%。第二、巖碴的巖性堅硬，巖碴表面“新鮮”，表面無“乳黃色的水垢狀物質”（用指甲可刮掉）。因為本地段灰巖中均夾有白云巖，“乳黃色的水垢狀物質”正是白云巖的全風化后的狀態。第三，根據沖進記錄判斷。在無間斷換漿的情況下沖進，每小時進尺在0.1m～0.2m間，則可認為此進尺速度符合完整灰巖的進尺速度。第四、觀察井口鋼絲繩的擺動情況,錘頭觸巖面時會出現輕微反彈。第五、聽錘頭沖擊巖面的聲音，如為完整灰巖，聲間較沉悶渾厚。

（2）拔球前，必須用測錘多個方向檢查孔底沉碴，在能明顯感覺到測錘與孔底巖面的直接撞擊后方可認為具備灌注水下混凝土條件。另外，保證停止二次清孔至拔球間的時間在15～20min之間，減小沉碴厚度。

4、成樁質量的控制

（1）由于地下暗河暗流的存在，易對樁身混凝土造成沖刷，使樁身邊緣混凝土出現局部離析現象。現在就百水電站特大橋 8-4#樁的施工來闡述我們的處理措施。8-4#樁的地質情況如下：覆蓋層為軟粘土，厚度為8.2m，9.2m～10.3m為一深溶洞，樁長為13m。采用鉆挖結合法施工。在掘進至孔深9.3m時出現大量涌水現象，且在涌出的水流中發現活魚、鉆孔巖碴等，由此推斷此處空溶洞與相鄰的9#墩鉆孔樁及6#墩旁的魚塘相通，為地下暗河。于是停止掘進，改用鉆孔方式，并采取了以下措施：一，鉆進前共拋入12m3片石，12m3粘性良好的黃土，1噸纖維袋包裝的水泥，分二次拋入孔中，利用鉆錘反復多次沖砸，以利形成堅實密孔壁，之后提起鉆錘，停工三天，使拋入的水泥很好地固結拋填物。二，由于涌水量大，采用第一點的方法可能未能完全封閉溶洞，因此在灌注水下砼時，控制在1小時內完成，減小暗河對樁身砼的沖刷時間。三，混凝土的塌落度盡量偏小，控制在 18～19cm之間。通過以上方法的處理，8-4#樁經檢測為 I類樁。8-4#樁是采用鉆挖結合法施工時發現有地下暗河的，對于直接沖進的鉆孔樁，是否存在地下暗河較難發現，但可以通過以下幾點進行推斷：一，觀察地形地勢，對于三面環山，地表河流水量豐富的地方，則有存在地下暗河的可能性。二，參考附近挖孔樁、明挖基礎等施工揭示的地下水情況。三，觀察鉆錘擊穿溶洞前后的泥漿濃度情況。

（2）存在較大溶洞的樁基在灌注時，由于混凝土的側壓力的原因，鉆孔過程中拋填片石及黃泥形成的護壁容易被擠破，造成混凝土流失，甚至出現斷樁。

針對這一現象，采取以下施工措施：

A、加快灌注速度。

B、灌注過程中加大導管埋深，我們一般控制導管埋入深度不小于 6米，在砼面高程超過較大溶洞后，更要勤于測量混凝土面高程，對灌注過程中出現的緩慢下降要有準確的判斷。防止突然混凝土面下降導管懸空造成斷樁。

C、對漏漿嚴重或多次漏漿的樁基，應在灌注時應加大混凝土灌注高度，一般考慮要超過設計高程2.5米，盡量避免在灌注完成拔出導管后混凝土面下降造成短樁。

三、結束語

在標段，沒有采用注漿、鉆孔鉆爆破等高成本的方法而完成了全部的鉆孔樁，節約了一定的成本。同時這此方法在基本上涵括了本標段巖溶地區的難點處理方法，具有很好的指導性，為加快進度起到了很大的作用。

TU158

1674-3954（2011）03-0125-01