巖溶地區鉆孔樁基礎施工疑難處理方法分析

連 俊 偉

(山西機械化建設集團有限公司，山西 太原 030009)

當前，鉆孔樁的應用范圍較廣，主要因為其對施工技術沒有過多的要求，并且成孔速度較快、成孔質量較佳。所以，能夠確保施工中的安全[1]。巖溶地貌，會受到地下水流侵蝕影響，構成溶蝕溝槽、溶洞，易于產生漏漿、卡鉆、埋鉆等情況。為此，應結合工程實際情況，制定針對性處理措施，以便不斷完善施工工藝。

1 巖溶地區鉆孔樁基礎施工中存在的不足和處理方法

1.1 漏漿問題及處理措施

漏漿，在巖溶地層鉆孔樁施工發生故障的幾率較高。發生故障的原因和巖溶裂隙透水因素、樁孔和溶洞間貫通因素、鋼護筒底部漏漿因素等，存在密切的聯系。

處理措施：在穿透溶洞的過程中，應加強對護筒中泥漿面情況的觀察，若產生泥漿面漏漿現象，需要馬上將鉆頭提出，向孔內方向補充適量的泥漿、水，以此確保孔內水頭的壓力。然后，投入適量的粘土、片石混合物。巖溶裂隙較大的時候，受到透水性較強因素的影響，易于發生漏漿情況。因此，可通過加大泥漿比重方式，有效改善泥漿的粘稠度、鉆進速度。鉆頭在擊穿頂板，進到溶洞的時候，確保樁孔內水的壓力適宜，于樁孔內拋填封堵漏漿混合料的方式，在小沖程反復沖砸處理后，構成新的造孔壁。鋼護筒底部漏漿，繼續下沉鋼護筒，并且通過粘土對護筒四周縫隙進行封閉處理，避免產生地表水滲入的情況。針對無法確保水壓力時，則可判定為空溶洞較大、和其他溶洞間保持相連。需立即終止鉆孔操作，使用堵漏混合物拋填方式處理，最后做好鋼護筒底漏漿處理工作、封堵工作。成孔過程中，一般不采用下護筒方式處理，主要因為護筒直徑和錘頭比較相近，容易發生卡鉆情況。

溶洞處理方法，需達到強度、承載力、變形方面的要求。注漿法處理，按下—上順序處理溶洞，將注漿管插入到溶洞下部位置，對各溶洞設置排氣管，將完成配置的漿液，經注漿管注入溶洞中，直至漿液達到孔口位置；回填法，經上—下順序，結合回填材料要求、溶洞具體狀況，將回填材料置入溶洞中，然后加以回填夯實處理，確保溶洞被完全填充，并且達到強度的要求；鋼護筒跟進，可分為單層護筒、多層護筒，全跟進、部分跟進，實際處理溶洞的時候，需結合具體情況，選擇適宜的鋼護筒跟進方法處理(見圖1)。

1.2 卡鉆問題及處理措施

在沖擊鉆孔的過程中，因為鉆孔抖動動作會對孔壁構成直接影響，出現孔壁不圓情況。與此同時，受到鉆孔磨損影響，沒有在第一時間進行補焊處理，鉆孔的直徑會發生較大改變。這時，新的鉆頭直徑較大，鉆孔時會受到較大的沖程影響，使得溶洞頂板被擊穿，鉆頭旋轉無法達到提鉆的效果，出現卡鉆的情況。

處理措施：加土、增稠泥漿比重，增加潤滑，及時更換鉆頭，向樁孔內回填片石，經鉆進面小沖程方式處理。然后，再過渡到大沖程鉆進、正常沖程鉆進，轉入正常的鉆孔即可[2]。同時，實行溶洞頂板鉆進操作時，首先需使用小沖程實行開孔，做好鉆頭旋轉工作。待溶洞保持開口的狀態，做好拋填片石、粘土塊填筑操作。

1.3 混凝土問題及處理措施

混凝土泄漏的原因為混凝土密度大于泥漿密度。灌注水下混凝土的過程，孔壁側壓力加大，沖破形成的片石粘土孔壁封閉環，進而容易引發混凝土泄漏現象。

處理措施：主要經增加泥漿比重、緩慢灌注方式處理。針對高度較大、沒有充填物的空溶洞，可通過鋼護筒跟進方式加以處理，將達到樁徑鋼護筒設計要求的鋼護筒，跟進到溶洞底部，旨在保證鋼護筒、溶洞下層間質圍巖連接，對鉆孔標高進行合理設計。

1.4 偏孔問題及處理措施

由于巖面處于傾斜、臺階狀態，并且受到地質(黃土層、粘土層)影響，容易發生偏孔狀況。鉆孔遇到探頭石半邊為巖石，一邊為堅硬、另一邊為軟質，鉆頭發生傾倒后，就會形成偏孔。鉆進時，需經土層進到基巖、溶洞底板，再合理調整鉆機沖程情況，調整為小沖程進行鉆進處理。然后，通過拋填土石混合物、灌注水下混凝土，確保基巖界面保持水平狀態，利于成孔操作。

2 巖溶地層鉆孔施工案例

以某公用建筑工程為例，其為3層的框架結構，建筑高度、跨度、樓面設備荷載最大值分別為：16 m,10 m,10 kN/m2。工程方面通過10型正循環鉆孔灌注樁，鉆井深度為17 m，鉆機上臺不能鉆入。這時，⑥-2層土，為含有碎石的粘土，含量占15%足有，粒徑在3 cm左右。結合以往鉆孔灌注施工經驗，應確保正循環施工工藝，粒徑不大于15 cm碎石，在泥漿中漂排出，防止產生鉆頭卡死情況。⑥-2層土樣中，碎石因為質地較硬的硅質巖，最大粒徑控制在40 cm內，沖抓4斗土，可祛除大于10 cm碎石10塊，小于10 cm較多。碎石的強度較高，鉆頭不能鉆入。為獲得具體的數據，需通過2號鉆機繼續試樁，而在鉆入17 cm位置時，易于鉆桿發生被卡死情況，這時應征求相關單位同意，實行停機處理[3]。

巖溶地層鉆孔樁施工技術的難點，為確保溶洞層段可安全、有效完成成孔操作，并且不會產生卡鉆、電鉆等問題。針對于此，相關工作人員需提前了解樁孔地質內容，密切觀察鉆孔中是否存在異常，以便在第一時間對鉆孔情況加以客觀評判。然后，結合工程具體情況，制定完善的造壁方案、護壁方案、斜面開孔方案、穿越頂板方案等。鉆孔樁在穿越巖溶地層進行施工時，做好以下幾方面工作。

2.1 泥漿造壁處理方法

泥漿造壁，主要需結合溶洞內充填物類型、流塑性特點，在通過泥漿護壁施工之上，按照具體的比例，添加水泥、草袋、片石等材料。然后，經鉆頭沖擊搗固作用，做好填充材料和泥漿在同一時間擠入溶洞、巖溶裂縫中的工作，以便構成強度達標，可連續的鉆孔路徑，實現最佳的泥漿護壁目的。泥漿造壁方案，一般多在洞體尺度較小、樁徑較小的溶洞，可結合溶洞位置和圍巖類型、填充物性質等合理使用。

2.2 鋼護筒跟進處理方法

鋼護筒作用機制，為定位樁基、導向施鉆，并且能對孔口、孔內水頭壓力進行保護。施工的過程中，因為巖溶地層比較復雜，溶溝、溶槽和溶洞等保持連通的狀態，如果沒有合理處理，易于發生泥漿流失、塌孔、卡鉆等不安全事件。為此，在鋼護筒跟進作業后，需做好振動打樁錘下沉工作，經回旋鉆機組進行鉆孔，確保鋼護筒勻速下沉。在和溶洞比較接近的時候，向孔內拋填片石、絮狀物質，于鉆機——拋填物軸位實行擠壓處理，充分填滿整個溶洞，實現護孔成樁的效果。

2.3 密閉壓漿處理方法

這種處理方法，多經土體化學加固作用，通過高壓輸漿泵將化學漿液經灌漿導管，壓入地層中，避免產生地下水流動情況。密閉壓漿處理方式，能夠將泥砂固結為人工石，有效改善樁基鉆孔條件，促使鉆孔的安全實施。施鉆前，實行密閉壓漿，即為采用小型鉆孔設備鉆孔到溶洞位置，通過高壓注漿泵，將化學漿注入到溶洞砂石層，在最短的時間填滿圍巖裂隙，對地下水進行抑制，并且可經增加灌注低標號混凝土加速凝劑等方式處理，以此完善地質的類型[4]。溶洞內砂石固結后，使用沖擊鉆施鉆成孔方式加以處理。

2.4 傳遞能量處理方法

傳遞能量方法，主要是對巖溶地層、巖面傾斜和巖質不均勻等處理的方法。處理前，做好巖面傾斜情況的判斷工作，結合設計內容、施鉆中鉆繩擺動、鉆機沖擊聲音等進行判斷，從而充分發揮傳遞能量的最大作用。

3 結語

巖溶地層鉆孔基礎施工的過程中，受到較多因素影響，使得施工存在一定的困難。為此，需做好溶溝、溶洞相關預測工作，從而達到最佳的鉆孔目的，實現節約成本、提高工程施工質量的效果。

參考文獻：

[1] 肖志平.巖溶地區地基處理及樁基施工技術探析[J].低碳世界，2017(14):84-85.

[2] 陳榮林.巖溶地區公路橋梁樁基礎施工實例分析[J].福建交通科技，2017(3):105-108.

[3] 趙京虎.武咸鐵路巖溶地區沖擊鉆機超長深樁施工技術[J].水利水電工程造價，2017(3):5-8.

[4] 楊東雄.巖溶地區超前鉆在預應力管樁施工中的應用[J].世界有色金屬，2017(11):282.