岩溶地区桩基础施工技术

发表时间：2014-12-17T10:53:06.250Z 来源：《价值工程》2014年第7月下旬供稿 作者： 秦溱

[导读] 某高速公路一合同项目，全长12.3km，其中K33+127连续箱梁钻孔灌注桩桩位处存在构造溶洞，溶洞走向为南北走向，且南高北低。

Pile Foundation Construction Technology in Karst Areas

秦溱QIN Qin（云南交通职业技术学院，昆明650500）（Yunnan Jiaotong College，Kunming 650500，China）

摘要院我国的地貌分布有广泛的岩溶地质，而在此地区的特点就是地质情况复杂多变，致使在桩基施工的过程中稍不小心或不谨慎就会造成一些列的质量安全事故如漏浆，塌孔，卡钻等等严重的质量问题。对于一个在岩溶地区施工的项目工程来说，桩基础施工对整个工程项目的质量都有重要的作用，为使工程项目质量的提高，在施工开展之前对桩基础施工的勘测工作加以重视，设计桩基施工的方法及技术等，本文主要对岩溶地区在桩基施工中常常出现的问题以及采用的技术措施和应急预防措施进行进一步的讲述。

Abstract: The topography distribution in China is extensive karst geology, and features in this region is complex geological

conditions,which resulting quality and safety incidents such as leakage pulp, hole collapse, stuck pipe and other serious quality problemswill becaused in pile foundation construction if it has a little careless or incautious. For a construction project in karst areas, the pilefoundationconstruction has an important role on the quality of the whole project. In order to improve the quality of the project, the

investigations,method and design for pile foundation construction should be paid attention before construction. This paper focuses on theproblems,technical measures and emergency precautions of pile foundation construction in karst areas to discuss.

关键词院岩溶地区；桩基础施工；施工技术Key words: karst areas；pile foundation construction；construction technology中图分类号院TU473.1 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）21-0147-020

引言岩溶地区的地质情况较为多样并且极为复杂，在此地区会有丰富的地下水冲刷基岩的下部，使该地区形成土洞再进一步的发展成为大小和深浅都不一样的溶洞，在岩溶顶部较弱的地区，局部出现破碎或开口就形成能见洞的溶洞，或者是串珠样的溶洞。所以这样使桩基施工的条件就非常的复杂，经常会造成一些列的重大事故。为了避免或减少这些事故的发生就得总结在岩溶地区桩基础施工中常见的问题以及在施工的过程中采取一定的、必要的技术手段，以及预先做好勘测，掌握该地区的地质情况，考虑在桩基施工过程中可能发生的问题，预先做好各种问题出现时的应急措施。

在施工之前应该对该地段的情况进行全面的分析，各种形态的形成都是理化作用而产生的最终结果。岩溶地区，地下同时有流动的地下水，在继续融溶的岩层，以及具备岩溶发育的基本条件，岩层岩溶的发展变化有快有慢，在通常情况下，在建筑的使用年限内忽略这种岩层岩溶变化对工程质量造成的影响，主要对已有的岩溶形态进行分析。

1 岩溶地区桩基施工中常见的问题尧相对应的处理措施以及影响因素1.1 卡钻和埋钻造成这一质量问题的原因有许多，但主要的原因是在对溶洞填充时碎石的下落；在用钻头击穿溶洞顶板时用力过猛或者是突然进入溶洞时形成不圆顺的孔型出现卡钻的现象。对此采取的处理措施是：向孔内抛填粘性强的土与此同时把泥浆的比重调高防止碎石下落造成的卡钻现象发生；用小冲程冲砸较大溶洞的顶部；或卡钻事件发生后用小的钻头对卡钻的物体进行冲击。而埋钻事故的发生主要是由于孔壁的塌陷，处理的措施主要是在预先做好钻机撤离的准备如准备好一些拖拉的设备，把滑车钢丝绳系好，之后，用小冲程的钻机进行钻孔。

1.2 漏浆、塌孔以及断柱泥浆突然泄漏孔的现象叫做漏浆，泥浆渗漏的现象在溶蚀裂缝和洞穴或容易发生溶洞群发育地区容易发生，漏浆的主要原因产生钻穿屋顶没有填料或几个大溶洞，洞孔壁压力损失，洞头急剧下降，外部的水压过高孔壁坍塌，导致泥浆在孔内大量流失；灌注混泥土的过程中，铸件的侧压力作用，使大量的混凝土沿着岩溶裂隙或洞穴通道泄漏，产生具体的液面差，形成桩长不够的现象。所采取的措施是预先在孔口的旁边准备好质量较好的粘土以及石片，在出现漏浆的现象时及时应用抛填的措施进行处理。泥浆的渗漏对溶洞上部的护壁压力造成了破坏最终形成塌孔的现象，采取的措施是保证泥浆的浓度以及有一定的沉渣在孔底对小溶洞或裂隙进行堵封避免因漏浆带来的塌孔事故。为避免岩溶地段断桩事故的发生，应采取的措施是保证灌装混泥土的供应，做好事先的应急准备以备不必之需，出现混泥土的渗漏现象时及时将注灌的导管随着浆面向下插同时继续灌注。

某高速公路一合同项目，全长12.3km，其中K33+127连续箱梁钻孔灌注桩桩位处存在构造溶洞，溶洞走向为南北走向，且南高北低。该桥为三孔（25+32+25），桩基为1.5m 和1.2m 摩擦桩，桩长为30m，群桩基础。从设计施工图纸的地质钻孔柱状图来看，该柱状图只给出1# 墩在距地面14m 处有溶洞，2# 墩在距地面20m 处有溶洞，3# 墩的没有构造溶洞，0# 墩未进行地质钻孔。由地质资料可知，该处地质构造主要由砂岩和泥岩构成，其岩石最大强度为400MPa。根据文件及地质钻探孔，判断溶洞示意图如图1所示。

施工处理采用方案1（粘土片石封堵法）：采用粘土、水泥、片石封堵溶洞，即在施工前，备足够的粘土、适量片石和水泥，在施工过程中，泥浆比重控制到1.3 以上，既可提高护壁效果，又可封堵溶洞。当钻孔到接近溶洞标高时，在泥浆中加入一定量水泥，目的是一旦发生漏浆，泥浆进入溶洞可以起到固结作用。同时可向孔内加粘土、片石、水泥，但注意加入时要分层回填施工处理中还应防止钻头坠入粘土。方案2（注浆封堵法）：采用注浆封堵法，在桩位旁侧开孔到溶洞位置，通过旁开孔向溶洞内注入水泥浆，使其填塞溶洞，待注浆结束水泥浆固结后再进行施工桩基。

1.3 影响因素首先是溶洞与溶洞之间较强的连通性，或者岩溶覆盖层流塑性大，使钻孔内外液面不平衡或出现反差，使孔内没有泥浆产生的压力来维持孔壁的稳定出现塌孔。第二个影响是熔体中的内容填充方法和填料的影响，显示流塑填料在山洞里突泥突水现象，造成在使用人工挖孔桩方法的不均匀，但如果你想使用钻孔灌注桩，也会出现断桩等一些质量问题发生，还有是地下水的水位，这是重要的影响因素，决定桩基础施工方法的选择，承压水是最需要注意的，一旦在人工挖孔桩遇到时，就应该及时采取相应的补救措施或者是赶紧撤离，因为在这种情况下桩底就会涌出大量的水，易造成施工的安全事故。还有就是岩溶的发育程度以及分布的情况都会对岩溶地区桩基础施工产生影响。

2 岩溶地区桩基础施工技术2.1 挖孔桩施工沉井法砖砌护壁是一种早期采用的技术方法，现今使用最多的是浇混凝土护壁，把早强剂或粘稠剂参在混凝土中，使其的保护能力增强与此同时减短了拆模的时间，减短在此的施工时间。为了防止溶洞内发生坍塌的现象，以及避免脱落，在护壁内增加网状的拉筋措施。这样就可以解决在挖孔中遇到的主要问题排水和处理流沙。在岩溶地区，深入地下水位后挖孔桩的施工难度增大。在此处施工时护壁的长度缩短，在此过程中用注浆法封堵暗流，溶洞，涌沙或排水困难的问题。若在施工中采用的是人工的挖孔桩，采用的措施有：首先对施工地的详细勘察包括地质方面和水文方面，对该地区的地下水的流动方向，流动的速度，水位等以及岩溶的分布情况都要有充分的了解之后再展开对桩基的施工。再者就是对地下水排水或降水位措施，该措施的成败决定了是否能采用人工挖孔桩的技术。

为确保安全，在施工的过程中因流沙，涌水或流泥而造成施工人员受伤或质量方面的问题用钢套管来加固对溶洞壁的保护。

2.2 钻孔灌注桩及预应力管桩的使用钻孔灌注桩在裂隙较多以及溶沟较多易造成卡钻或容易造成钻孔偏斜的地质段不适合使用，该方法得到的钻孔直径大，并且其在施工中方便，在某些地质段使用其效果会很好如在底下有孤石，或嵌岩等，总之岩溶的表面有很大起伏能对桩柱的底端提供可靠的支撑力的等这些地区都适合用。

进入的土层厚，有较高的承受能力，以及其自身的混凝土强度高这是预应力管柱打入桩的特点，有些岩溶地段的土层较厚，溶洞表层的地质酥松不牢固那么该桩的使用会有较好的效果，并且可以对其质量进行人为的控制，但是在基岩较浅，有突出石等的情况下使用该种方法，其最终得到的效果都不会很好，若要使用就得在使用该柱的时候采取一些相应的辅助设施，否则造成折断桩体、桩身的倾斜就会导致桩基出现质量问题。

2.3 冲孔灌注桩的使用由于地质情况的复杂多样，对岩溶地段的地下地质情况进行分析，对同一层的溶洞来讲，岩溶发育速度较快，洞穴较小、顶板较薄，但是一般溶洞都是有多层的，并且裂隙开口较多的溶洞处，可以应用冲孔灌注桩，因其可使上下两层的顶板冲穿并且冲穿的厚度以及何时到达持力层可以凭借经验从声音判断。但是这样有很多不确定的因素会使判断的结果不准确，为了保准起见，最好在施工之前对洞穴的情况进行清楚的了解之后在做设计，可以在桩位进行超前钻的预试工作，设计出冲击钻应该冲至的深度。但是，该柱型的使用也有一定的限制，在较大的溶洞处不适合使用，因为在混泥土的浇灌中对其的流失难以控制。

3 总结岩溶地区由于地质条件的复杂特性，不仅是表现在岩面变化大的方面，还有石牙、探头石以及溶洞等不确定的分布存在，对该地区桩基础施工之前加强对地面，地下的情况进行勘察，然后根据其地区熔岩类型的不同，相应的采取适合的方案进行施工以及做好相应的预防措施，确保施工的进度安全以及工程的质量，避免系列由于地质的原因带来的安全事故或工程质量问题的发生。

参考文献院[1]王连玉.分析岩溶地质对桩基施工的影响及应对措施[J].科技信息,2011.[2]黄俊光，方引晴.岩溶地区地基基础处理的几个问题分析[J].自然科学.[3]雷用.桩基施工中流砂处理的几个问题探讨[J].地下空间,2011（S1）.作者简介院秦溱（1982-），女，云南昆明人，副教授，工程师，工程硕士，研究方向为桥梁、隧道勘察设计及施工。