冲孔灌筑桩施工遭遇地下溶洞的处理

　　摘要：广西桂林是典型的克斯特(岩溶)地区，岩溶发育旺盛，在地基处理中常采用冲孔灌注桩施工。岩溶地区冲孔灌注桩施工应对照设计提供的地质钻孔柱状图来判识岩溶地层情况，做到心中有数，提前预防。在施工过程中，要不断总结经验、调整采用不同的施工方法和施工工艺，最终顺利的完成桩基工程。本文主要基于冲孔灌筑桩施工遭遇地下溶洞的处理原则，分析了主要的施工工艺，并通过具体的工程案例分析了实际情况中遭遇地下溶洞的具体措施。

　　关键词：冲孔灌筑桩;地下溶洞;施工;处理

　　Abstract: In the process of construction, it wants to sum up experience ceaselessly, adjust by different construction methods and construction technology, the final successful completion of pile foundation engineering. This paper is mainly based on the punching pouring pile construction experience of underground cave treatment principle, analyzed the main construction process, and through specific engineering case analysis of the actual situation encountered in underground caverns of specific measures.

　　Key words: punching pile; underground caverns; construction; processing

　　中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：

　　冲孔法成桩具备冲击能力大，穿透力强，较易穿过岩溶顶板，不受地下水影响，桩长、桩径灵活性较大等优点。因此对于石灰岩地区，冲孔桩是一种较为理想的成桩工艺形式。采用冲孔灌注桩基可以有效保证基础持力层达到稳定的基岩，且深埋的桩承台基础大大降低了不均匀红粘土干扰可能造成的不良影响的风险。

　　岩溶地区钻孔灌注桩施工的关键是如何保证成孔过程中不漏浆，或虽漏浆但不发生坍孔，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。施工中应对照设计提供的地质钻孔柱状图来判识岩溶地层情况，做到心中有数，提前预防。

　　一、冲孔灌筑桩施工地下溶洞的处理工艺

　　根据溶蚀发育状况、空洞大小、溶洞填充物情况，桩基施工采用常规的泥浆护壁方式，向孔内抛填片石，回填低标号混凝土，压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同的施工工艺。

　　1.片石回填

　　采取正常成孔方法施工，当冲孔穿溶洞漏浆时，反复投入黄土和片石，利用锤头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥、烧碱和锯末，以增大孔壁的自稳能力。施工中要注意密切注意观察冲孔机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生，发生漏浆现象，立即处理。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的手感[1]，锤头冲击岩层的响声，抽取的岩样来判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳松绳量应为1—2cm，防止击穿岩壳时卡锤头。打穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放粘土块、片石并补水，以保持孔内水位高度。

　　2.低标号混凝土回填

　　采取正常成孔方法施工，当打穿溶洞漏浆时或遇到倾斜岩面时填入低标号混凝土，间隔一定时间后采用冲孔机冲击成孔。混凝土标号通常采用C20混凝土，为尽快提高混凝土强度，节约施工时间，应在混凝土中掺加一定的早强剂，提高混凝土的早期强度[2]。对于倾斜岩面，为校正孔位，回填混凝土应与倾斜岩面顶面平齐，对于溶洞处，回填顶面高于溶洞顶板50cm。施工要注意回填48h后回填混凝土强度达到70%方可重新开机。

　　3.注浆加固

　　注浆方法处理冲孔桩溶洞，是通过设计院提供的地质勘察资料，对冲孔桩穿过的溶洞进行填充和加固的方法，该方法对于处理大溶洞是十分有效的措施。要根据设计资料，先找出最大的溶洞，如果溶洞为连通溶洞，只需要对其中最大的溶洞进行注浆加固，另外，钻注浆孔也是对地质情况的进一步勘探，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。用注浆泵注浆，注浆压力不宜太大，控制在0.5—1.0MPa范围，具体压力值由现场试验确定。注浆速度为15—20L/min，其目的是使浆液渗透到填充物内(包含灌入的砂或碎石)，然后固结，渗透最小直径定为3.0m，以保证冲击成孔时有足够的固结体。注浆施工中要注意为防止浆液流失太远造成浪费[3]，采用间歇注浆方式，使得先注入的浆液与砂子(或碎石)初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止。注完一个孔后，继续对其余孔进行注浆，后注浆的压力必须调高，最后封孔。注浆顺序由现场自行掌握。

　　三、冲孔灌筑桩施工地下溶洞的实例应用

　　由广西桂林地建建设有限公司负责施工的桂林市金霖·华庭12#楼工程，基础施工采用了人工挖孔桩和冲孔灌注桩结合的施工工艺。该项目地质特点为粘土层较厚、裂隙和溶洞发育的粘土、石灰岩地层，尤其是位于水中的桩基，根据地质超前钻的资料反映，孔位处的地层50%以上存在溶洞，有些孔位的溶洞甚至有2个。最大溶洞深度达8.50m。多数溶洞内充填有於泥和沙砾。设计采用冲孔灌注桩基础。在冲孔施工过程中经常出现卡锤头、偏孔、塌孔、漏浆、埋锤头等事故。在施工过程中，不断总结经验、调整采用不同的施工方法和施工工艺，最终顺利的完成了桩基工程。主要采取如下措施：

　　(1)改善泥浆品质

　　施工初期，采用项目附近的一般泥土作为冲击钻使用的造浆材料。但由于地层中有裂隙发育，导致地层透水性增大，地下动水压力高，使得冲孔过程中孔内无法形成坚固有效的泥浆护壁，经常出现漏浆的情况。要想形成有效的泥浆护壁，必须提高护壁泥浆的品质。高品质泥浆大多需使用膨润土作造浆原材料，膨润土泥浆具有相对密度低、粘度高、含砂量少、泥浆胶体率高、分散性好、失水率小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、冲孔时阻力小、冲孔效率高、造浆能力大等特点。但使用膨润土势必会增加工程资金投入[4]。为节约施工成本，选用了在距项目1公里外的房屋基础挖方要废弃的红色胶泥，经试验检测，该胶泥含砂率几乎为零，制成泥浆后分散性好，粘度高，非常适合冲孔造浆材料。在实际使用过程中效果明显，起到了很好的护壁作用。

　　(2)钻孔放炮对偏孔纠偏

　　由于裂隙的影响，造成桩孔下地质情况极不均匀，基岩顶面极不平整，石灰岩质地十分坚硬，冲孔过程中入岩以后飘锤严重，导致偏孔。采用一般的纠偏方法(回填片石或混凝土)没有什么明显效果。经分析地质报告，采用地质超前钻钻孔放小炮的方法将孔内不平整的岩面炸松，由此取得了很好的纠偏效果。

　　(3)采用内外双层护筒

　　采用单层护筒在粘土层中冲孔可以保证钢护筒的跟进，但入岩以后，由于基岩顶面极不平整，再加上裂隙的影响，护筒底边部分入岩卷边或倾斜、导致偏锤严重，这样锤头就容易被钢护筒底部的卷边卡住;而钢护筒周边不能充分入岩[5]，又导致透水塌孔的事故频频发生，使得冲孔无法继续进行。为解决这个问题，采用了双层钢护筒下至基岩岩面的做法，使内层钢护筒充分入岩，从而最终顺利成孔。

　　总结：

　　广西桂林是典型的克斯特(岩溶)地区，岩溶发育旺盛，地质情况复杂，岩溶地基处理有很大的难度和复杂性。需因地制宜地设计和选择施工方法。采用冲孔与挖孔相结合的办法进行处理，既经济，又避免了许多难以解决的问题，诸如抽取大量地下水，引起周围建筑物的下沉开裂，人工挖孔难以穿过多层溶洞等问题。冲孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大，因此在桩基施工得到了广泛的应用。冲孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。因此，在施工中因地置宜，灵活采用不同的施工方法既能保证工程质量，也能取得较好的经济效益。

　　参考文献：

　　[1] 梁荣标.桥梁施工桩基溶洞处理[J].中国房地产业,2011,(4):190.

　　[2] 尹传稳.钻孔桩施工溶洞处理方法比较分析[J].铁道建筑,2007,(5):65-67.

　　[3] 陈永胜,沈显忠.岩溶地区钻孔灌注桩施工探讨[J].黑龙江科技信息,2010,(20):273-274.

　　[4] 李杰洲.浅谈不良地质条件下冲孔灌注桩施工技术[J].大科技·科技天地,2010,(6):232-234.

　　[5] 张继娥.浅谈岩溶地基桥梁桩基施工技术[J].中国科技纵横,2011,(10):209.