巖溶地區基樁超前鉆施工及突發問題預防分析

黎志賓

（廣州城建職業學院）

0 引言

巖溶地區地基處理情況復雜，采用超前鉆方法進行樁端持力層檢驗，以查明樁端基巖性狀，包括巖樣強度、是否有溶洞、溶洞尺寸、頂板破碎程度、頂板厚度等；查明勘探深度范圍內土層的厚度、成因類型、埋藏條件，及其物理、力學性質；查明可供選擇的持力層和下臥地層的埋藏深度、厚度。超前鉆應確保樁底下有3d 且大于5m 穩定中微風化灰巖持力層，且無軟弱夾層；查明有關的水文地質條件，判別地下水對基礎材料的腐蝕性；查明基礎樁、承臺的施工條件及對周圍環境的影響。

此工程項目場地分布的地層主要有第四系地層和泥盆系、石炭系巖層等，從區域地質角度出發，場地揭露的地層按時代、成因和巖性總體上為二元地層，即上部為第四系沉積物，下部為泥盆系、石炭系沉積巖。

1 超前鉆施工方案

本次超前鉆孔勘察工作內包括勘察準備工作、野外鉆探及原位測試、室內試驗、報告編制及審核，出版、提交業主和設計單位等。現場超前鉆孔資料同時提交給業主和設計單位進行最終的樁長設計。

1.1 施工方法

1.1.1 鉆探過程

⑴鉆探質量由地質工程師負責，開鉆前組織機組人員進行技術交底。

⑵機組每到一個新的孔位后應及時平整鉆探場地，機長要核對鉆孔的性質，對孔深、取樣、試驗等要求必須嚴格按技術要求進行。

⑶機組在鉆探過程中應及時向主管地質工程師匯報鉆進情況，發現存在技術上的問題及時匯報，及時解決。

⑷鉆探過程中采取各種措施，保證各巖土層的采取率。超前鉆深度應鉆到樁底以下3d 且大于5m；超前鉆鉆孔數量：少于或等于二樁承臺取1 個鉆孔，3～4 樁承臺取2 個鉆孔，4 樁以上承臺鉆孔數量按樁數的1/2取，若超前鉆揭露承臺范圍有溶洞時，此承臺其余的樁也須進行超前鉆。

⑸鉆探完成后，須經技術人員進行孔深和采取率等技術驗收，達到要求后方可終孔。

1.1.2 取樣

土樣使用取土器進行采取。取樣過程中注意事項如下：

⑴取樣技術（控制）孔鉆進，盡量采用泥漿護壁，如無法避免而改用套管護壁，取樣位置應低于套管底部約1m，且應保持孔內水位等于或稍高于地下水位。

⑵下放取土器之前應仔細清孔，孔底殘渣厚度不得大于10㎝，下放取土器時嚴禁沖擊孔底。

⑶在地下水位以上、遇水易于浸濕而影響土試樣的質量的土層鉆進，應采用無水干鉆，嚴禁向孔內注水或使用沖洗液。

⑷流塑至可塑狀粘性土類，應采用簿壁式取土器，借助鉆機自重，用快速靜力連續壓入法提取未擾動土樣（Ⅰ類土樣），或用重錘少擊方式取樣；硬塑至堅硬類粘性土，可采用厚壁式取土器，快速靜力連續壓入或重錘少擊方式取樣（Ⅱ類土樣），如強調采取未擾動試樣，應改用回轉式取土器。砂類、砂礫石類取樣，并不強求其結構的完整性，可采用厚壁式取土器、重錘少擊方式取樣。

⑸所采取土度樣應具有代表、典型性，滿足勘察技術要求，如土層結構復雜，可適當增加取樣組數，記錄員應詳細填寫“土（水）試樣標簽”及“試樣送驗單 第 號”。

⑹巖樣一般用有內層包裝的濕紙包好，再用塑料透明膠布纏住，用標簽注明巖樣的名稱、長度。采取的巖樣尺寸應滿足試塊加工的要求。選取巖樣（對軟質巖應進行密封），包裝，貼好標簽，表明上下面，送往試驗室進行試驗。

1.1.3 仔細鑒定巖芯，按《巖土工程勘察規范》第2 章第2節和有關規范要求統一巖土命名標準

⑴準確記錄鉆探進尺、不同巖性的分層厚度和采樣位置。

⑵在軟土或砂土中鉆探時，如有縮孔、坍孔等異常現象，應注明其位置、嚴重程度，應采取加固措施。

⑶準確量測和記錄鉆進尺寸及不同巖性分層深度，認真填寫鉆探記錄的各項內容。

2 超前鉆孔中各種突發問題的預防措施

2.1 地面塌陷的預防

從土洞形成和塌陷發生的條件分析，巖溶發育區在自然狀態下，由于地下水活動形成的土洞而導致地面塌陷發生的現象，要受各種影響因素和條件控制，一般情況在短期內不易形成地面塌陷，但存在潛在的危害性。而由于地表水體（如河流沖刷、強降雨）作用或人為活動（如大量抽汲地下水）改變地下水動力條件時，在短期內或瞬間可形成嚴重的地面塌陷，危害性大。

由于鉆探施工，破壞地下水動力條件，當鉆至溶洞即發生漏水，砂層水可直接滲流入巖層中溶洞，易被侵蝕的土顆粒順巖溶裂隙通道不斷被帶走，當鉆機鉆進過程中，水流不斷沖蝕，帶走的顆粒越來越多，漸漸形成空洞，向地表發展，在不能承受上覆重量時，最終導致地表塌陷。巖溶塌陷危害性很大，對場地的穩定和地面設施的破壞巨大，若發生地表塌陷時，立即采取有效措施予以治理。

2.2 巖溶區預防鉆探塌陷及應急措施

本場地巖溶較發育，且上覆土層分布有砂層，在野外鉆探、抽水過程中因破壞巖溶地下平衡狀態，極易造成地面塌陷，施工現場采取特殊的鉆探工藝，如跟管鉆進至灰巖后，用水泥砂漿進行封底，防止砂層及地下水涌進溶洞，然后再繼續鉆進。當為串珠狀溶洞時，可采用多重套管的形式，對溶洞進行阻隔。若有必要，進行抽水試驗時，應在抽水試驗鉆孔附近設置地下水回灌鉆孔，以免地下水的抽取造成地面塌陷。

如采取以上措施后仍無法避免地面塌陷，則做好搶險預案，準備大量水泥、砂石等填方材料，一旦發生塌陷事故，立即對鉆孔位置回灌水泥砂漿，并對塌陷處回填砂石等材料，待塌陷穩定后，回復原狀。

3 結束語

巖溶地區建筑物地基的處理復雜且有很大的難度，利用超前鉆可以將復雜的地質情況基本展現出來，在成樁之前采用鉆探的方法查明巖溶情況，給與設計及施工人員提供參考，能夠根據不同的地質條件因地制宜地設計方案和選擇施工方法，從而有效的控制成本。