關于巖溶發育地區鉆孔樁基礎溶洞處理技術方案應用

摘要：在巖溶發育地區中，鉆孔樁基礎溶洞處理技術是路基基礎施工中難點也是重要部分。本文結合工程實例，對巖溶發育地區某橋梁鉆孔樁基礎溶洞處理方案中采用的超前鉆進施工、注漿施工進行了探討，并提出了工程量確定包含的方面，以確保以確保橋梁鉆孔灌注樁溶洞處理方法的有效實施，保證施工質量。

關鍵詞：溶洞處理技術;樁基;超前鉆進;注漿

1.工程概況

某引橋橋墩采用端承型樁基礎，該施工段鉆孔樁直徑均為1.5m， S32～S37#墩共6個橋墩處于巖溶發育地帶，需實施逐樁鉆探勘察。

場區基巖以三疊系大冶組（DT）白云質灰巖及白堊～第三系東湖群（DNK-E）陸相碎屑巖為主。由于斷裂構造影響，巖面高程變化極大。巖溶隨沿層面、節理裂隙面等構造面發展，并溶蝕裂面巖石，形成各種溶孔、溶隙等，在節理裂隙的網狀密集切割段，構成網狀連通體，進一步形成大的溶洞或溶槽。巖溶的發育受自然地理、地質多種因素影響，隨機性強，無明顯的規律可循。場區溶洞多半～全充填，部分未充填，充填物為不同狀態的黏性土、巖塊。

2.鉆孔樁溶洞處理施工技術

2.1超前鉆進施工

根據地勘報告，逐樁鉆進，要求鉆進深度滿足設計要求。對于S32#地勘報告未發現溶洞的樁基，先鉆進施工一個直徑110mm的孔，鉆進孔位距離樁中心距離550mm～600mm，若仍未發現溶洞，則不進行后續鉆進，該樁基可直接采用旋挖鉆鉆進施工，若發現溶洞，則與地勘報告上發現溶洞的樁基一樣，按照要求鉆進3個直徑110mm的孔。而S33～37#樁基均按照有溶洞的樁基要求施工3個孔位 ，3個孔位均勻分布在距樁中心550mm～600mm的位置。

（1）先導孔鉆進施工：鉆孔前，根據設計坐標，現場放樣樁中心位置，根據樁中心位置及方案要求（距樁中心550mm～600mm），由技術員明確鉆孔位置，并對孔位編號。鉆機就位后，用吊墜、水平尺等工具調整鉆機角度，使得鉆機呈水平，鉆桿豎直后，方可進行鉆進施工。開孔時，先在孔位垂直鉆進130mm直徑的孔，要求孔位深度超過地表回填土層，然后插打130mm套管護壁，要求套管的垂直度不得大于1%。

（2）鉆進成孔：鉆進時，采用直徑110mm的鉆桿鉆進，至基巖地層，若鉆進困難，可根據實際情況適當調整鉆頭直徑為90mm后繼續鉆進。鉆進采用全套管跟管鉆進，過程一旦發現孔口水頭迅速下降則說明鉆至漏水的巖溶地層，然后及時跟進套管，加滿清水繼續鉆進，直至鉆進深度超過樁底高程9m后，且未發現溶洞為止。超前鉆進施工時，對于每個孔位的地質情況要取樣，并上報監理、設計。

（3）清孔：成孔后，用注漿機接水管放入孔中基巖層，用清水加壓，并上下移動水管，將基巖層的護壁泥沖洗干凈，確保注漿效果 。

2.2注漿施工

（1）水泥漿配置選用材料為：PO32.5水泥。漿液配比先按照水灰比1：1進行。若預大溶洞，水泥漿注漿達不到預期效果，可適當添加水玻璃，添加水玻璃時水泥：水：水玻璃配比為1：1：0.05。各機組按水-水泥-水玻璃的順序加料，攪拌5～8分鐘，使漿料攪拌均勻。然后應用比重計和漏斗粘度計分別檢測漿液的比重和粘度，在注漿過程也應根據要求定期檢測，并記錄在施工記錄表中。

注漿泵投入使用前，需通水加壓檢測泥漿泵的性能（清孔時，即可驗證注漿泵性能），當泵管內壓力滿足注漿壓力并持續兩三分鐘不出故障，即可投入正常的注漿施工。

注意事項：①制漿材料必須稱量，稱量誤差應小于5%。?②各類漿材必須攪拌均勻。?③漿液在使用前應過篩，自制備至用完的時間不宜大于4h。?④注漿泵的性能應與漿液類型、濃度相適應，容許工作壓力應大于最大注漿壓力的1.5倍，并應有足夠的排漿量和穩定的工作性能。?⑤制漿機的能力應與注漿泵的排量相匹配，以保證注漿連續和避免注漿中斷而造成堵管事故。

（2）注漿管道安裝：鉆孔完畢確定孔內沒有坍塌的情況后，方可安裝注漿管，注漿管采用直徑25mm的管路，成控驗收合格后，先將底部刺有花眼的注漿管通入孔底部30cm位置（注漿管外露長度不得小于30cm，以便安裝閥門），并于孔口位置安裝出漿管，管深度為孔口下方2～3m位置（應超過松散的回填地層），然后將孔口及孔口四周堵塞封閉，堵塞采用與孔口尺寸一樣的圓形木片封堵，并在木片上抹10cm砂漿混凝土。以確保洞口封閉嚴實，滿足注漿施工條件。

（3）注漿管路檢查：注漿施工前，應采用注漿機注水進行壓水施工，壓水施工的作用是檢查管道回路是否暢通，孔口封閉是否滿足要求，注漿設備性能是否正常。

（4）注漿施工：待上述工作完成后，開始注漿施工，注漿速度控制在50～100L/min，壓力控制在1.5～2.5MPa。

由于加了水玻璃后水泥漿凝固太快，施工時，水泥漿凝固造成無法注漿，此時，壓力表的讀數不能準確反映孔內壓力，即不能判斷注漿處理結果是否滿足要求，所以注漿結束后，需再次于孔位附近（距樁中心550～600mm，位于相鄰孔位之間）鉆孔，判斷是否還存在間隙或者溶洞。直至用普通水泥漿注漿滿足要求后，方可施工下一個樁基。

注漿效果判定：初步判定：孔口壓力穩定或冒漿點已超出孔位5m。直接判定：對于溶洞發育地段，抽樣取芯，檢查樁基位置溶洞是否已經充填密實（暫定取芯5根樁基，S33～S37#各選擇一個溶洞較大的樁基取芯檢測，并壓水檢驗，最終取樣數量根據實際地勘報告，由設計確定是否增加取芯數量）。若未密實，繼續注漿施工。

3.工程量確認

溶洞處理的人、機、材用量以監理工程師確認的溶洞處理量為主。

根據上述溶洞處理方案，其發生工程量主要包括如下方面：

（1）溶洞處理中回填重新鉆孔;填充材料如片石、黏土、水泥、混凝土等。回填片石、黏土及混凝土并重新鉆孔以回填溶洞深度按方量計算;回填水泥按t計。

（2）鋼護筒加工與埋設、打入等，按t計;

（3）拋投混合物后復沖費用，按m計;

（4）樁基溶洞造成坍孔、卡鉆、埋錘等處理打撈工程量，根據不同項目按實計。

（5）其它增加的工程量等項目。

4.結論

首先介紹了鉆孔樁基礎所處的巖溶地質情況，其次對本工程鉆孔樁溶洞處理施工技術進行闡述，并提出工程量確定所包含的項目。

參考文獻

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[2]鄭驪平.巖溶區多種方法結合處理溶洞樁基的關鍵技術研究 [J].建筑技術開發，2020（2）.

[3]朱明準.橋梁樁基施工溶洞的處理方法[J].工程建設與設計，2019（15）.

作者簡介：魏娟，女，漢族，籍貫：甘肅榆中 生于：1989-2-16，職稱：助教，碩士學歷，研究方向：巖土工程。