关于钻孔桩施工中溶洞的处理技术之分析

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摘要：我国是岩溶分布最广的国家，随着高速公路建设的迅猛发展，在岩溶地区修建公路桥梁越来越多。岩溶又称喀斯特，它为石灰岩、白云岩、石膏、岩盐等可溶性岩层经常年水流侵蚀作用，逐渐溶蚀形成的溶槽、溶沟或溶洞。其空隙有的被泥土填充，有的为空洞，而某些空洞又与外界水流相连通。溶洞作为一种不良地质现象，由于其情况复杂，无规律，所以给桥梁桩基施工带来了不少困难。本文笔者根据多年工程实践经验，对一些岩溶地区的桩基施工技术进行了分析和概括，为以后类似的工程实际问题提供参考。

关键词：岩溶；溶洞；处理技术；钻孔桩；注浆

中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：

1 溶洞处理技术

1.1溶洞处理的准备工作

溶洞处的桩基施工，若准备不充分，容易引起塌孔，严重影响施工进度。所以对此不能有侥幸心理，要充分了解溶洞分布规律等基本情况，从而选择既能保证质量、安全，又尽可能降低成本的施工方案。在溶洞处施工时应做好以下准备工作：

(1)施工前应首先进行逐桩地质钻探，详细了解地质状况，画图列表，为制订相应施工方案提供依据。查明每个桩孔的地层结构及分布特征；查明溶洞分布情况；查明溶洞深度、高度、连通程度、填充情况、填充物类型以及溶洞顶板厚度。根据超前钻的结果，与设计图中的地质资料相对比，进而验证地质情况，确保设计的准确性和安全性，同时也为施工安全性提供可靠的保证。

(2)根据不同地质资料和溶洞填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。

(3)根据不同溶洞的处理方案，在冲击钻孔至溶洞顶板以前，准备所需粘土及稻草、片石及块石、袋装水泥等填充材料。

(4)根据地质柱状图和超前钻资料，严格控制冲孔速度，采用小冲程重锤轻击冲进，防止击穿岩壳时卡钻。在接近溶洞时，密切注意钻机工作情况、护筒内水位变化情况。

1.2溶洞处理方案

1.2.1一般溶洞的处理

对于比较小的溶洞，若洞内无填充物或充填物呈松散或软塑状态时，则在冲孔时适时向孔内投入片石及粘土块，甚至投入整袋水泥，保证泥浆不流失。采用慢速冲进，将抛填物挤入溶洞孔壁或溶洞裂缝，以加固护壁，防止漏浆和塌孔。

1.2.2大溶洞的处理

(1)对于较大的溶洞，若洞内无填充物或半填充时，则需要首先打设钢护筒穿透砂层，最好达到岩层表面，防止钻孔时打穿溶洞顶板后，泥浆迅速下落，导致上部钻孔坍塌。钢护筒打设完成后进行冲孔。溶洞顶板打穿后，向孔内填充片石及粘土至溶洞顶板，灌注泥浆后继续冲孔。如漏浆太快则应重复上述操作，直至泥浆不再下降为止。如果出现大量漏浆，也可将粘土倒入孔内，并分层加入一定量的整包水泥，回填至漏浆位置。然后轻放重锤，挤压粘土和水泥包，使之填充溶洞。再用重锤轻打，使水泥和粘土混合，形成水泥土浆，并挤进孔周围的粘土及水泥包之间或挤进岩溶缝隙之间。孔内成浆之后，需等水泥土凝固，在桩孔周围形成水泥土护壁层时，再进行冲击成孔。

(2)溶洞较大且为全填充时，若填充物呈松散或软塑状态，则可直接投人片石和粘土用锤冲击挤入周围孔壁，在溶洞内形成片石加粘土的围护结构，保证泥浆面高度；若填充物已固结呈硬塑状态时，则可直接冲孔。

(3)若溶洞深度不大，可采用打长钢护筒(或预制钢筋混凝土护筒)，采取边冲孔边振沉钢护筒的方法穿过溶洞，在溶洞处套上钢套管的主要作用是防止混凝土流进溶洞。

1.2.3连通溶洞的处理

有些溶洞，使得相邻桩孔在桩身的某个部位贯通，当一个桩冲孔时，相邻桩孔内泥浆翻动。此时应根据地质资料进行处理，若溶洞不大，可灌注混凝土，阻隔两孔，使之无法串通；若溶洞较大，可填充片石、卵石、漂石等石料，使其形成具有一定强度和厚度的护壁，防止施工过程中漏浆、塌孔。

1.3注浆法处理

注浆法也是处理溶洞较为有效的方法，由于其能提前对溶洞进行处理，可以有效避免漏浆和塌孔现象的发生。注浆分为单管注浆、花管注浆以及袖阀管注浆。

该方法主要针对较大的溶洞，若溶洞内为全填充物时，可直接注浆固结；若洞内无填充物或半填充物，则可以直接注浆，也可先往洞内填充砂子或碎石，然后注浆。需向洞内填充砂子时，则选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其他孔作为减压孔。需向洞内填充碎石时，则必须钻一个大孔放入钢管并固定，钢管上置碎石料斗，投料时振动钢管，以防止堵塞。对于较大较深的溶洞，考虑到下长钢护筒成本太高，所以在工程中一般都采用袖阀管注浆法施工。该法能进行定深，定量，分序，分段，间歇，重复注浆，是比较可靠的注浆方法。

2 溶洞施工中常见事故处理及防治

溶洞施工中，以下一些事故常会发生，为此需熟悉处理措施并做好预防准备。

2.1卡钻

当冲击钻穿过溶洞顶板时，冲程过大，容易导致卡钻。遇到卡钻不能强行提拉，可缓缓上下活动钻头，待松动后慢慢提出；也可利用大钻头上下松动，将石块破掉后提出；或用水下爆破方法将岩石破碎。预防的方法是在即将击穿溶洞时改用小冲程钻进。

2.2斜孔

在穿越溶洞时，要密切注意冲击钻钢丝绳的居中情况，防止发生斜孔。若斜孔，则提钻回填粘土、片石至斜孔上方lm左右，重新冲孔，直至钢丝绳居中。

2.3埋钻

漏浆塌孔是造成埋钻的主要原因。埋钻后将下陷地表用片石加粘土填平，重新冲孔，最后将被埋钻头提出。预防的方法是：①发现漏浆时应及时提钻头；②穿越溶洞时应改用小冲程钻进，并准备好拖拉设施。

2.4漏混凝土

在对有溶洞的桩成孔灌注混凝土时，可能会出现混凝土的压力把已形成的护壁破坏，使混凝土浆漏入溶洞的情况。因此，施工中在溶洞顶板被冲透并在洞内形成护壁后，需再抛填粘土、片石、水泥等充填物，并超过溶洞顶板高度，进行复打，重新冲击形成强度更大、稳定性更好的护壁。

3 结语

岩溶地区桩基施工有很大的难度和复杂性，所以需要在施工前掌握好准确的地质资料。应加强溶洞勘察，尽可能详细地了解溶洞的发育情况，为溶洞处理、选择方案提供科学可靠的依据。施工中对岩溶处理，有很多种方法，所以需要作技术经济比较，选择经济实用的施工方法，既能保证质量，又能经济实用，加快施工进度。注浆法是较好的溶洞处理方法，特别是对于大、深溶洞处理具有良好的效果。该工艺可以有效避免塌孔问题，从而可以缩短建设工期。溶洞处理不能有侥幸心理，应事先做好各方面准备或及早处理。当然由于其复杂性，有时其发生有较大偶然性，为此积极预防，做好各种准备。而事故一旦发生，立即采取相应措施进行处理。

参考文献:

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[2] 杨涟．复杂岩溶地基处理实例[J]．勘察科学技术，1999，5

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[4] 姚爱民，靳敏超．聚龙大桥岩溶地层钻孔桩施工[J]．国外建材，2004，3