巖溶地區(qū)樁基礎施工技術控制

林洲

（廣東晶通公路工程建設集團有限公司，廣東 廣州 510635）

1 概述

橋梁鉆孔樁基礎在巖溶發(fā)育的地層中進行施工，不可預見因素多，施工難度大。

某項目特大橋，橋墩基礎為鉆孔樁基礎，設計為8根或9根鉆孔灌注樁，樁長6.5～58.5m。大部分墩臺地處灰?guī)r地區(qū)、巖溶、裂隙發(fā)育，存在有填充物或無填充物小溶洞及大溶洞，溶洞空洞最高23.4m。橋梁樁基處存在單層、多層溶洞，溶洞空洞最多有9層之多。施工中多次出現泥漿流失、卡鉆、塌孔等事故，成孔困難，成為制約施工工期、影響工程質量的技術難題。

本文根據該特大橋巖溶地區(qū)的鉆孔樁施工情況及采取的措施進行分析和歸納總結。

2 施工方案

在該特大橋樁基的施工中，主要采取了以下方案，即：地基注漿法、鋼護筒跟進法、直接回填沖鉆法共3種處理方法。

2.1 地基注漿法

適用范圍。當溶洞封閉且較小時，采用注漿處理巖溶地層，加固地基，提供成孔條件穿過溶洞。若溶洞內無填充物或少量填充物時，采取先填充碎石或干砂，然后注漿；若填充物呈松散或軟塑狀態(tài)時，則直接注漿即可。地基注漿加固約7d后，按普通沖擊鉆孔樁要求施工。

施工要點：①用注漿泵注漿，壓力控制在0.5～1.0MPa范圍，速度為 15～20L/min，滲透直徑不小于3m，水泥漿配合比為水∶水泥=0.8：1.0。②采用間歇注漿，使先注入的漿液與砂或碎石初凝后再注漿，防止?jié){液流失。③為防止?jié){液流失，應及時向孔內投放黏土、水泥和片石，加大泥漿密度，采用優(yōu)質泥漿或在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿，以提高泥漿膠體率和懸浮能力。④采用抽碴法（換漿法）清孔。

2.2 鋼護筒跟進法

適用范圍。對于填充物為軟塑或黏性土的較小溶洞，采用單護筒沖擊造漿護壁法成孔；對于填充物為流塑或空洞較大的溶洞，采用雙護筒法成孔。

施工要點：①采用單護筒法施工，當鉆頭進入溶洞時，分層投入黏土和片石，每層厚1m，用小沖程(0.5～1.0m)反復沖擊,將黏土和片石擠入溶洞，并可摻入水泥、燒堿和鋸末，增大孔壁自穩(wěn)能力。取樣測試泥漿各項指標，直至泥漿的性能指標滿足規(guī)范要求。

②采用雙護筒法施工時，首先用振動錘下沉外徑比設計樁徑大20cm，壁厚10～12mm的外護筒至基巖面，以防止孔壁坍塌。其次，當鉆穿巖溶頂板時暫停鉆孔，將直徑大于設計樁徑5cm的內護筒沉入巖溶層，隨鉆孔跟進至穩(wěn)定巖面，以防溶洞填充物涌入孔內，防止灌筑的混凝土流失，并為清碴和清孔創(chuàng)造條件。最后，沖鉆至設計高程成孔，鋼護筒則留在巖溶中。

2.3 直接回填沖鉆法

適用范圍：對于一些溶槽、溶溝、小裂隙、石灰?guī)r蜂窩狀巖溶地層，采用直接回填黏土塊、碎石、片石，利用鉆頭沖擊將其擠入溶洞及裂隙中，完成護壁和成孔工作。

施工要點

①為防止溶洞坍塌，鉆機就位時，鉆機下鋪長鋼軌，墊平方木，鉆頭中心與樁孔中心對齊。

②護筒采用6～8mm厚鋼板制作，直徑較樁徑大5cm，一般為1.5～2.5m高,我們現場取2米。

③開挖時用小沖程沖擊鉆孔，鉆進至護筒底2～3m 后加大沖程，主繩放長量為3～5cm。

④鉆穿巖溶時及時投放黏土、碎石、片石并補水，保持孔內水位高度。

3 關鍵工程施工技術和措施

3.1 傾斜巖面或遇孤石

該特大橋36號墩3號樁基施工中遇到傾斜巖面或孤石情況，出現鉆孔速度降低、鉆頭擺動、偏孔等現象。采取的措施是，當鉆頭接近傾斜巖面或遇孤石時，馬上提出鉆頭，拋填厚1.5～2.0m，粒徑25～30cm的片石、粒徑10cm左右的碎石和黏土塊，以45cm小沖程沖擊，待沖到原位后第二次拋填厚0.8～1.0m，相同配比的混合物,以80cm大沖程沖孔，反復進行，直至成孔。實踐證明，采用此辦法對于不是太復雜的溶洞處理起來比較有效果。若因巖層面傾斜導致樁孔偏移，采用回填片石仍無法糾正，可采用清孔后灌注高標號混凝土進行處理，一般采用不低于C30的水下混凝土（摻早強劑），待混凝土達到一定強度，與基巖形成整體后該，再進行鉆進。

3.2 穿越溶洞頂板

溶洞頂部巖層傾斜該，巖石強度不一，易導致偏孔、卡鉆等問題,因此必須在鉆進過程中仔細核對地質情況，隨時檢查鉆機和孔位。在鉆至溶洞頂0.5m左右時要改用小沖程鉆進，做到輕擊、慢打。當主繩擺動加大，并偏離樁設計中心時，說明已偏孔，應回填片石至原孔位置以上0.5m左右，繼續(xù)鉆進進行糾正。

在該特大橋相當多的墩樁基施工中，當鉆孔擊穿溶洞頂板薄弱部位時，采用了小沖程通過。因為頂板較厚部位容易形成探頭石或臺階，大沖程穿透時，會出現泥漿急劇下沉導致鉆頭斜臥在溶洞內的現象?？變人患眲∠陆禃r，應立即向孔內補充水泥漿，保持孔內水頭高度，將鉆頭提起，然后投放黏土、碎石、片石，采用小沖程沖擊，每循環(huán)進尺5～10cm，待填充物完全擠入溶洞內后，再加大沖程造孔。

3.3 漏漿和塌孔

由于通過與地下水暗流相連的強透水性地層或未填充的溶洞，常會發(fā)生漏漿和塌孔現象。此時，應采用長鋼護筒跟進或在短時間內集中拋填片石、黏土、水泥和鋸木屑混合物，反復沖擊，并向孔內補漿、補水，保持孔內水頭。該特大橋鉆孔樁施工中存在不同程度漏漿現象，采取的措施是立即拋填黏土、水泥、片石等混合物，補漿、補水，反復沖擊成孔。

3.4 穿越溶洞的施工方法

穿越溶洞頂后，鉆進速度明顯加快又無偏孔現象時，表明已進入溶洞。進入溶洞后，應根據溶洞的大小和洞內的填充物采取不同的技術措施。

穿越洞高小于1.0m小溶洞的施工：擊穿溶洞頂板后，要注意孔內水位、泥漿稠度變化。當孔內水位變化較大和泥漿稠度、顏色發(fā)生變化時，說明溶洞頂板已被擊穿，應加大泥漿容重，用大功率泥漿泵補漿，并向孔內投放泥包、片石等，等泥漿面不再下降后，繼續(xù)鉆進。在鉆進過程中，保持泥漿合適的稠度 (泥漿比重以1.15～1.25g/cm3，粘度以 25Pa·s左右為宜)，使泥漿充滿溶洞后再鉆進。

穿越洞高較大且無填充物或填充物呈軟、硬塑狀溶洞的施工:先鉆進至溶洞底板，然后用片石、礫石混合物回填溶洞，回填高度應超出溶洞2m，每回填一次后用小沖程擠壓，再回填，再擠壓，如此反復，直至完全充滿溶洞后再進行鉆進。在鉆進過程中，應適當增加粘土數量，提高泥漿密度。若溶洞充滿后孔內有漏漿現象，可拋填水泥包、粘土包。

穿越洞高較大且填充物為流塑狀溶洞的施工:由于溶洞較高，且泥漿的側向壓力較大、自穩(wěn)性較差，如果采用單一的回填片石和礫石等或回填片石后下鋼護筒的方法，回填物可能隨流塑狀填充物涌向樁孔，拋填數量難以估計，清孔困難，在施工砼灌注樁時存在質量隱患，且大量泥漿涌入樁孔或砼大量流失極易造成斷樁。因此，在穿越填充物為流塑狀的大尺寸溶洞時，鉆孔至溶洞底板后，不用清孔，即向孔內灌注水下砼到溶洞頂0.5m左右，待砼達到7d強度后，重新鉆進。灌注的砼會在樁孔周圍形成一個圓形或半圓形圍護，有效防止溶洞內流塑狀填充物涌入或砼流失引起斷樁。

4 結束語

巖溶地基鉆孔灌注樁施工，應充分進行地質核對，盡量全面地了解巖溶的分布和填充情況，根據不同的巖溶類型和深度、大小等，針對性地制定相應的施工方案和措施，可有效地保證成樁質量，加快施工進度。實際施工中，各種復雜的地質情況經常有可能出現，預備幾套施工預案就顯的十分重要。同時，對地質情況的了解和分析是確保方案制訂可行的關鍵。

實踐證明，采用上述施工方法是可行和有效的。在我們已經施工的樁基中，經檢驗成樁合格率達到100%，類樁比例高達90%。通過對該特大橋的巖溶地區(qū)樁基礎施工和檢測的總結，可為巖溶地區(qū)橋梁鉆孔樁基礎施工提供一定的參考經驗。

[1]《樁基工程手冊》，中國建筑工業(yè)出版社.

[2]《橋涵》，人民交通出版社.