溶巖地區深長樁基施工要點控制

張衛利

（中鐵二十五局集團中鐵建大灣區建設有限公司， 廣東 廣州 511458）

1 地質概況

貴廣高鐵五通義江雙線特大橋，全長2794.054m，位于廣西桂林臨桂縣境內，典型的喀斯特地貌。橋區不良地質為巖溶、軟巖深厚及軟硬巖差異風化嚴重，表層卵石土層，特殊巖土為軟粉質黏土，裂隙溶洞水占巖溶水分布面積的46%，富水性強，向斜軸部節理裂隙密集，巖溶發育。全橋40m 以上樁基超過200 根，最長樁長77m，連續梁41#主墩，直徑1.5m，含虛樁55m，位于義江支流，終年流水，柱狀圖揭示全橋樁基基本都分布有溶洞，部分還有串柱型溶洞，較大空洞，施工難度大。

2 施工中常見問題及原因分析

2.1 塌孔埋錘

案例：41 號連續梁主墩某樁基位于義江支流中，鉆進施工中，突遇大溶洞，泥漿瞬間消失，幾秒內孔口坍塌10*8m 大坑，鉆機一側侵入，錘頭被埋至37.8m處，現場啟動應急搶險機制，挖機配合牽引繩將鉆機拖出，火速組織回填黃泥、水泥加片石，及時留影像資料進行四方會議紀要，結合地質柱狀圖及實際渣樣，溶洞大，最后采用雙層鋼套筒分別穿越9m 多卵石層及較大溶洞，鉆進、水鬼撈錘到最后成孔將近用了一年。

案例原因：因溶洞較大，泥漿瞬間下降， 9m 多卵石層滲透強，在外側江水強大壓力的作用下塌孔，錘頭來不及拔出，導致埋錘。

其他原因：如護筒埋設不到位，富水滲透會導致塌孔；震動、鋼筋籠下設等對孔壁的干擾導致塌孔；鉆進過程泥漿比重不合理，未能有效護壁導致塌孔；灌注前清孔后泥漿比重變小的情況下，組織不利，沒有及時灌注，導致塌孔；已填充的溶洞、空洞較大，填充物自重等特點，沒有固結，導致填充物塌孔。

2.2 溶洞漏漿

案例，48#墩某樁設計樁長范圍粗圓礫土層較厚，柱狀圖揭示樁基穿越串柱型溶洞、空洞及較大空洞，從2010 年9 月開始施工，一直到12 月中旬，很多次溶洞漏漿直致粗圓礫土層塌方，未成孔，頻繁的漏漿使周圍地面發生地陷。

案例原因：幾個月的漏漿未能有效封堵，分析為較大溶腔或有裂隙滲漏。

2.3 卡錘埋錘

遇溶洞或空洞，伴隨泥漿涌入或塌孔，鉆頭不能及時拔出，出現鉆頭卡溶腔里或埋錘，或遇斜坡巖未及時糾偏，出現錘頭傾斜卡在孔里。

2.4 斷樁、短樁、縮頸

斷樁原因：由于灌注過程測量不準確，拔導管拔漏會導致斷樁；導管氣密性問題或遇砼大顆粒堵管處理時間長，砼未連續灌注使砼上翻困難，最終停止灌注，出現斷樁；還有因泥漿比重大、沉渣厚等導致砼上翻困難，澆筑被迫中斷而出現斷樁；澆筑過程遇塌孔導致砼上翻困難斷樁。

短樁原因:主要是技術對砼澆筑高度測繩判斷不準確，虛樁有效樁長不夠；砼坍落度大，測量未考慮砼中粗骨料的下沉。

縮頸原因：未及時檢查錘的磨損，尺寸不足未及時補焊導致鉆孔直徑小于設計，出現縮頸；灌注過程局部塌方侵入砼，導致局部樁徑不足；塑性土膨脹也會導致縮孔。

3 常見問題的預防及處理

3.1 塌孔預防及處理

鉆孔過程突遇溶洞引起的塌孔，往往會伴隨埋錘卡鉆，后果很嚴重，只能回填重新鉆孔并撈錘；澆筑過程的塌孔往往會造成斷樁，砼、鋼筋籠報廢，重新鉆孔，處理一根樁2 倍以上的費用，由此可見，溶洞塌孔的預防比處理更重要。

塌孔的預防：塌孔的預防在于“常看”、“常補”、“勤分析”。常看就是要對各地層地質情況做到心數有數，每天認真取渣樣，如實填表，特別查看漏漿等異常情況，隨時觀察泥漿水位變化。“常補”就是當鉆進松散粉砂土、卵石土或者其他特殊地質時，要及時填補優質造漿土，必要時填水泥造漿，增大泥漿比重，高粘度的泥漿對預防非巖地質或穿越溶洞孔壁塌孔尤為關鍵，組織有經驗的技術和工班，及時分析記錄，制定科學準確的方案對塌孔預防極為重要；

塌孔的處理：

孔口塌孔，要及時的把護筒拆除掉，并及時回填，分析原因后重新埋設護筒開鉆。

當孔壁內局部坍塌，孔內水頭無明顯損失時，向孔內拋粘土，加大泥漿比重；

溶洞空洞的塌孔處理：回填黃土夾片石，過程加水泥靜置，較大溶洞處理無效應改用砼封堵靜置，必要時鋼套筒跟進。

3.2 漏漿的處理

溶巖樁基施工中，溶洞漏漿可以說是家常便飯，有的樁基每天都會記錄漏漿1～8 次，甚至更多，發生漏漿第一時間回填黃泥等并及時補漿，對預防塌孔極為重要。

輕微漏漿以回填黃泥、及時補漿為主，1～3m 漏漿及時回填黃泥卵石片石，因大溶洞或空洞引起的漏漿，先回填片石黃泥，摻水泥靜置封堵；因裂隙或特大溶洞所致的反復漏漿在常規封堵無效后，進一步考慮砼封堵或鋼套筒跟進，裂隙發育地段可以通過提前鉆孔進行注漿封堵地層，預防和降低漏漿。

3.3 卡錘埋錘的預防及處理

卡錘埋錘的預防：卡錘主要通過調整接近斜坡巖或溶洞時的沖程進行調節預防，感覺異常及時抬錘，此類預防選擇有經驗的工班極為重要。

遇卡鉆或埋錘，只能吊機配合變換位置拔錘，若無效只能重新換錘沖擊至該位置，并用小錘四周沖干凈，慢慢將錘撈出，過程請專業潛水員配合撈錘，安全風險和花費費用都非常高。

3.4 斷樁、短樁、縮頸的處理

斷樁、短樁、縮孔危害很大，斷樁只能從新鉆孔或變更補樁更經濟，淺層短樁可進行補樁。首先提高技術測繩測量的準確性，加強泥漿比重、沉渣厚度的控制；其次加強過程關鍵環節卸料口加過濾網篩、導管墊圈安裝，導管埋深拔管、砼連續灌注的控制；再次，對偶爾的突發拔漏，可以嘗試二次封堵，翻漿太厚，采用泥漿泵抽取。

3.5 較大溶洞的處理

對即將穿越溶洞或發生漏漿時要短進尺，一般進度控制在60～80cm/h，沖程控制在50cm，對較大空洞或填充物較差大溶洞采用超前鉆孔注漿封堵溶巖、過程灌注砼封堵、雙層鋼套筒下底等方法。

對于多層溶洞，溶洞間距較小，常規回填無效的，采用單層鋼護筒穿越處理(見圖1)。先用沖擊錘進行沖孔、擴孔處理, 然后采用振動錘將鋼護筒振動下沉至溶洞底部, 為保證鋼護簡的強度和剛度, 每隔2m, 設置加強鋼板箍。

圖2

對于溶洞大, 且溶洞間距較大時,擬采用雙層鋼套筒法施工, 即用內護筒穿過

下層溶洞的方法進行施工。護筒長度L=h+2m (h 為多層溶洞高), 內護筒內徑應比設計樁徑大20 cm 左右, 外徑應小于外護簡內徑5cm（不能太小，防止被卡住）,（見圖2。）

4 巖溶深長樁基施工的要點控制總結

4.1 優選隊伍，加強組織

其一，選擇有經驗的管理人員及工班，其二，制定 24 小時值班，做好挖機，裝載機，泥漿車的隨時待命和片石，造漿黃泥和水泥等封堵材料的儲備。

4.2 施工技術要點控制

認真結合地質資料，柱狀圖，試樁，分析制定初步方案，過程結合實際渣樣、特殊情況靈活調整方案，加強跟設計等單位的溝通交流，加強資料收集及變更簽認。

科學確定開孔順序，嚴格做好鋼護筒的埋設。 對塌孔、埋錘、斷樁、堵管等加強預防為主，做好過程控制，嚴肅過程獎罰。 做好工序銜接，清孔后做到“兩及時”、“兩快速”，鋼筋籠及時到位，鋼筋籠套筒快速連接、導管快速下設，砼及時、連續。

5 結束語

本文針對巖溶樁基常見問題進行案例分析，并給出了不同的處理方案，最后對巖溶施工的施工要點進行了總結，提出了選擇專業隊伍，做好現場值班，加強塌孔、埋錘、斷樁等預防控制的重要性。