巖溶地區鉆孔樁基礎施工疑難處理措施

李斌

（武漢紡織大學，武漢430200）

1 引言

巖溶地區溶蝕作用的變化情況會隨著時間的推移擴大溶洞的規模。由于巖溶地區地質的不穩定性，受外界因素影響頗大，在此地進行施工，樁基施工的難度過高，常常會出現一些卡鉆、塌孔等情況[1]。若是對該種情況不重視，很容易出現意外事故。針對當前所出現的問題，要以巖溶發育地區的地質條件作為著手點進行分析，引進先進的技術對巖溶地區的工程項目進行技術優化，增強周邊支護結構的穩定性，制訂有效的溶洞處理方案，推動巖溶地區施工項目的順利開展。

2 目前巖溶地區鉆孔樁基礎施工中存在的主要不足

從巖溶地區的地質分布來看，同一施工場地內相近位置的土層分布不盡相同，從而增加了樁基施工的難度。目前，在相關工作中普遍存在設計深度不夠，施工處理方案單一，施工人員專業水平有待提高等問題。本文主要針對以下3個方面進行全面的解析：首先是在施工中對巖溶的分類進行分析；其次是常見溶洞類型的處理措施；最后從組織措施及管理方面進行相關論述。希望通過這些分析可以為日后的工程項目提供更好的理論支持，能夠提供更多可選擇的措施。

3 巖溶類型分析及對鉆孔樁基礎施工的影響

3.1 巖溶的分類

根據巖溶的填充特點，可以分為充填型、半充填型和無充填型；根據巖溶垂向分帶個數分為單個溶洞和多層溶洞；根據巖溶大小可以分為大溶洞（溶洞高度＞3 m）和小溶洞（溶洞高度＜3 m）；根據是否漏水可以分為全漏水溶洞、半漏水溶洞、不漏水溶洞[2]。

巖溶的分類多種多樣，對此，本文主要根據巖溶的演變發育分為以下4種：

1）地表水會沿著灰巖內的裂隙面發生溶蝕，最終在時間的推移下轉變成石柱或石筍；

2）地表水會沿著灰巖內的裂隙面向下滲流，慢慢形成落水洞；

3）落水洞的地下水含水層會發生橫向移動，形成巖溶洞；

4）地下洞穴塌陷后形成的巖溶洞。

3.2 巖溶對樁基施工的影響

巖溶地區出現巖面不平整主要源于該地區的巖面傾斜、風化差異大等情況。若是該情況不被重視，施工時會導致鉆頭或沖錐移位，致使沖擊時的能量損耗過大，發生一系列的施工安全問題。部分地區的巖溶發育區溶洞密集性強，各個溶洞相互交雜、填充，故一旦在鉆孔時擊穿過溶洞，會出現巖溶地區的漏漿塌孔等情況，嚴重時還會出現地表局部的坍塌風險。溶洞頂板的擊穿會有一定的卡鉆風險，如果在該情況下完成混凝土灌注，會使混凝土直接流入溶洞中，致使規模較大的溶洞地質條件很難形成灌注樁[3]。

4 巖溶處樁基的處理措施

針對不同的巖溶類型，應采取不同的處理措施，樁基在溶洞地層的鉆孔施工。建議根據溶洞的類型采用填充片石黏土、鋼護筒跟進法施工方案，綜合巖溶地區地質條件的復雜性，巖溶地區的施工指導性方案可根據施工現場實際情況進行調整。

4.1 填充法

采用黏土和片石填充適用于溶洞高度小于6 m的情況，片石與黏土可按1∶1的體積比回填，溶洞較大時，可加入部分水泥砂漿，當鉆孔內發生漏漿時，先對該區域的不平整區域預先回填1~2層水泥砂漿，再用鉆頭對其沖擊1遍即可確保周邊地區的片石和黏土密實統一，確保回填面距離頂部1～2 m為止[4]。在溶洞完成回填后，要向鉆孔內注入水泥砂漿，使其可以慢慢地浸入片石縫隙中。若一些地區無法靠自然力浸入縫隙內，可利用鉆頭沖擊的方式將其直接擠入溶洞，確保周邊形成一項保護膜。

對于大面積的溶洞，應用填黏土和片石很難了解到的孔隙變化情況，故要對成孔區域采用灌注低標號混凝土對其進行處理。此外，還需要將混凝土通過導管直接灌入孔隙內部，確保混凝土可以直接灌注到溶洞頂1 m以上的位置，等到混凝土施工強度達到一定狀態后再對其進行工程施工。

4.2 護筒跟進法

當溶洞高度不一時，可應用鋼護筒進行鉆孔，應用片石、黏土塊等對該區域進行封堵。而某些特殊形態的溶洞，則應根據實際情況采用多層次的鋼護筒進行鉆進處理。鋼護筒應用一些高質量的鋼板制作，確保其在廠家生產之后應用機械集中卷對其進行工程加工。施工時，先將樁徑擴孔10 cm，正常鉆進至溶洞上方約1 m處，采用汽車吊輔助振動錘等打入設備，將鋼護筒分節打入土層中至溶洞底。

鋼護筒跟進工藝流程：場地平整、定位→埋設外鋼護筒→沖孔至溶洞頂→下放內鋼護筒→正常成孔至樁底標高（終孔）[5]。

巖溶處理預注漿法施工步驟為：先在每個樁基周圍均勻布設6個注漿孔，注漿孔從地面鉆孔（鉆孔直徑D=108 mm）至樁底，鉆孔長度為從地面到樁底，鉆穿頂板后用直徑為89 mm,壁厚3.5 mm的鋼花管打入溶洞底部。鋼花管采用在無縫鋼管上鉆孔制作，注漿材料采用42.5R級普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1。水灰比根據現場情況可做適當調整。為防止注漿過程中漿液流失過快，漿液采取1∶1水泥漿，并摻加早強劑及增稠劑（5%~6%的膨潤土）。對于填充物較少或溶腔較大的溶洞，可先通過鉆孔向溶洞內填充黃沙，待溶洞填充滿后再進行注漿加固。

4.3 施工注意事項

4.3.1 斜孔、彎孔的防治

在對周邊的基巖進行沖擊的過程中，要考量搭配基巖埋深、溶溝、溶槽等施工中會涉及的特殊地質。一旦遇到該種類別的地質，需要放慢沖擊速度，依據現場實時調整沖擊頻率，維持低頻率、小落距。回填硬質片石時，應用低錘密擊有利于避免偏錘孔斜現象，配制適量低標號混凝土回填斜孔或彎孔處，待混凝土強度提升，符合施工作業后才可再次被沖擊使用，確保孔位偏差慢慢減小。

4.3.2 埋錘、卡錘的防治

進行埋錘、卡錘的防治時，要根據集到的地質數據信息制定措施，實時調整沖程和速度，確保該地區的泥漿濃度符合規定，減小塌孔出現的概率。一旦發現巖溶洞隙，要向其中填入一定量的塊石和碎石，確保洞隙處被充實，溶洞施工區域要應用鋼絲繩緊繃錘子，降低擊打時出現的沖程，主要源于巖溶地區施工的特殊性。此時，需要及時的關注鋼絲繩的變化情況，判斷鋼絲繩是否會出現斜孔問題。如果是由于一些意外事故出現埋錘、卡錘、掉錘等意外事故時，不可以盲目將錘子拔出，要在分析其實際原因后再采取針對性的舉措。若卡錘現象出現在砂礫層，可以通過沖、吸等方法對其綜合處理，使沖錘周邊的沖碴不斷松動并掉落，等待合適的時機順利提錘。需要注意的是，一旦出現塌孔埋錘現象，施工單位要配置大直徑的沖擊錘，將其用于清理周邊地區的雜質物，再確保原錘與孔壁分離即可。

4.4 灌注問題處理

采用灌注混凝土處理溶洞時，混凝土的灌注量與樁孔徑大小息息相關，但過多的混凝土會增加混凝土用量，并且在施工過程中，灌注阻力的變大直接降低了混凝土的和易性，致使其出現堵塞導管、漏斗的情況，甚至危害工程的安全性。此時，要提高設備起重承載力，使其直接應用漏斗加混凝土。若是起重承載力不足，會導致施工出現晃動情況，故應當應用卷揚機拉緊漏斗，使混凝土直接灌輸到孔底即可。灌注混凝土時，會出現不連續情況，故要有效做好水下導管的設計。在整體工程施工完成后，施工人員應當了解當地的孔口地返漿情況，規避后期的灌注不密實情況。為增強該地區的灌注密實度，應有效減小漏斗高度落差，防止其出現樁孔坍縮等意外情況。但是，根據實際的工程施工需求，應當確保每根灌注樁的混凝土灌注時間少于8 h，灌注高度大于10 m。

5 針對巖溶地區樁基施工人、材、機的管理

5.1 設計階段的把控

在設計前期，應收集翔實的地勘資料，在公共建筑中提前進行超前鉆，為設計提供盡可能準確的地勘資料，有助于樁基結構的安全設計及施工造價的把控。對此進行簡要分析：

1）明確工程施工要求，了解每一個地區的樁基施工規范，制定適合當地施工的施工計劃以及舉措，待相關工作者核實之后，直接進行下一步操作；

2）制訂施工計劃后，要對樁基的情況全面分析，應用計算機設備采集相關數據信息，了解巖溶洞的一些基本情況，經過長期性的分析與檢驗之后制訂游戲計劃；

3）對不同地區的樁基位置做好核實，一旦發現信息數據存在差異，要聘請專業設計單位以及建立單位做好現場情況的重新核實。

5.2 相關的技術人員職業素養提升

在巖溶地區樁基施工中，工作人員的綜合素養與其施工質量息息相關。因此，培養高素質的、專業性強的技術人員的十分重要。但就當前的社會發展過程情況可知，這類人才極度缺乏。故管理者必須重視對專業技術人員的培養，引進更多的專業人才加入巖溶地區樁基施工團隊，確保工程施工的質量。當前，各類專業技術人員的水平參差不齊，各種施工質量問題屢見不鮮。為了從根本上解決些問題，可以通過諸多途徑進行專業人才的培訓和培養，通過多種渠道、多方式吸引人才，聘請專業的講師進行知識宣傳。另外，還要定期或者不定期地對施工人員進行考核，使施工人員主動地利用閑暇時間進行專業知識學習，從而不斷提升自身的綜合素養和技術水平。

5.3 關鍵的機器設備的提檔升級

在巖溶地區樁基施工技術的使用過程中，對設備的要求十分高，但目前行業發展過程中，某些機器設備的配備難以滿足施工需求，直接影響了施工質量。為進一步保障行業的發展前景，要不斷更新相關的機器設備，對設備進行升級，確保使用最優的工程施工工藝。目前，我國巖溶地區樁基施工的技術水平比較落后，設備的更新與升級速度慢，導致施工問題屢見不鮮。如果不能保障機械設備的購置，很難開展工程施工。故在后續的行業發展中，要重視機器設備的引進，提升對巖溶地區樁基施工質量和水平。

6 結語

盡管巖溶地區樁基施工情況復雜，影響因素較多，但通過翔實的勘探、深化設計，在施工中進行及時的溝通，提出切實可行的施工方案，再進行精細化的施工部署，依據樁基施工規范，可以較好地確保樁基施工的質量、工期及造價。在今后的基礎建設中，巖溶地區的樁基施工不可避免。希望本文所述對巖溶地區的樁基施工有所幫助，為基建行業提供一些有益借鑒和參考。