摘要：岩溶区的地质条件较为复杂，多存在溶洞、裂隙与溶沟等异常发育情况，对钻孔灌注桩施工产生的影响较为突出，是工程建设与施工中所研究和关注的重点。本文将结合工程实例，对岩溶区钻孔灌注桩施工中的溶洞处理方案及其具体实施等有关内容进行研究。
关键词：岩溶区 钻孔灌注桩 施工 溶洞处理 方案
岩溶区施工也是工程施工中较为常见的情况，由于岩溶区的地质情况较为复杂，多存在溶洞、裂隙以及溶沟等地质条件异常发育情况，导致其施工开展的难度较大。其中，岩溶区钻孔灌注桩施工中，对溶洞的处理直接影响着钻孔灌注桩施工的顺利开展及其质量效果，一旦对溶洞的处理不合理，极容易导致钻孔灌注桩成桩质量缺陷以及桩位偏移、桩基失效或者是钻孔施工中出现孔内垮塌、漏浆等问题，需要引起关注和重视。下文将结合工程实例，对岩溶区钻孔灌注桩施工中的溶洞处理方法及其具体实施等有关内容进行研究。
1、工程概况简述
1.1 工程概况
紫光恒越自主可控实验室及数字化产品研发生产基地项目位于浙江省杭州市萧山区湘滨路与延庆路交叉口西南侧，由浙江恒泰建筑设计院有限公司设计，拟建工程总用地面积38238.00m2，总建筑面积10107.80m2，其中地上建筑面积83278.94m2，地下建筑面积17792.86m2，由1幢4F厂房栋、1幢11F配套用房A、1幢11F配套用房B、1幢1F甲类仓库、4幢1F警卫室组成。拟建配套用房A及配套用房B拟采用以⑧层中风化灰岩为持力层的钻孔灌注桩注桩基础，根据详勘阶段钻探揭露情况，场地底部中等风化灰岩中有溶洞分布，存在岩溶不良地质作用，见洞率为46.6%，溶洞发育程度为极强。
1.2 地质条件分析
根据对上述工程地区的地质条件勘察结果显示，其基础施工地区的地质地层从上到下依次为杂填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、含碎石粉质粘土、粉质粘土、含砂粉质粘土、含砾粉质粘土、粉质粘土、中风化灰岩。其中，淤泥质粉质粘土层厚度在0.70-8.80m之间，层顶埋深1.40-5.60m之间；含砾粉质粘土层顶埋深5.00-31.40m，局部砾石含量较高，含量约25%，局部位置可遇滚石，直径约为30-100cm。此外，其地质勘察资料结果还显示，该工程其中一部分基础施工中，其施工地区岩层的多个层面较多溶洞、土洞地质发育情况，并且这些溶洞与土洞的大小不等，包含全填充、半填充以及无填充等多种不同形态，主要位于该地区地质分层的灰岩层结构中，层顶埋深28.80-48.90m之间，部分呈单层面分布，同时也存在多层面分布情况；对其溶洞及土洞内的填充物勘测分析显示，其主要为相对柔软的可塑状亚粘土或夹砂、夹碎砾石等。在进行上述工程的基础施工中，由于该地区部分溶洞或土洞之间呈相互贯通状态，导致其进行钻孔灌注桩施工中存在较为严重的漏浆情况，对其施工开展及质量效果等影响十分不利。
2、岩溶区钻孔灌注桩施工的溶洞处理方案
结合上述工程情况及其基础部分钻孔灌注桩施工中所面临的问题，为避免该地区岩溶发育的特殊地质条件对钻孔灌注桩施工的不利影响，根据该工程基础部分施工的有关要求，在具体施工中以钻孔经过岩溶区溶洞时能够确保钻孔内护壁完好且牢固为基本原则进行相应的溶洞处理方案设计，以避免岩溶区溶洞影响导致钻孔灌注桩施工经过溶洞时，因钻孔内泥浆瞬间流失，从而引起孔壁坍塌等，对其施工开展以及下一工序实施造成不利影响。此外，在进行上述工程中岩溶区钻孔灌注桩施工的溶洞处理时，还需要根据其“一桩一孔”钻孔勘探地质资料结果，进行综合分析与研究基础上，进行具有较好可行性的溶洞处理方案制定。根据以上思路，对上述工程岩溶区钻孔灌注桩施工的溶洞处理，最终制定了以下两种处理方案：即，第一种方案主要针对钻孔灌注桩桩位中只存在一些封闭式或者是规模较小（即直径低于3m）的溶洞与土洞，以布管注浆进行处理；第二种方案主要针对钻孔灌注桩桩位中存在有开放式溶洞与土洞的情况，并且其规模较大，一般洞口直径在3m以上，则先采用钢护筒防护灌注C15混凝土方案进行溶洞有效处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆值得注意的是，在上述溶洞处理方案基础上，对该工程基础施工中钻孔灌注桩桩位存在的溶洞或土洞虽然为封闭式且规模相对较小，但其处于桩位的较深位置或者是处于淤泥层、砂层覆盖较厚的桩位的情况，也需要采用第二种处理方案对其进行有效处理，以确保钻孔灌注桩施工的顺利开展及其质量符合要求。
3、主要施工技术与控制要点分析
3.1 布管注浆处理及其技术要点分析
根据上述对本工程岩溶区钻孔灌注桩施工溶洞的处理方案设置，首先，在有较大溶洞的桩，在原桩位用XY-100型钻机钻进，钻通至最底层溶洞洞顶板标高以下，埋设好注浆管，实施注浆施工。根据溶洞的三维分布，采用梅花形布控，慢速低压法注浆（注浆压力0.3MPa-0.8MPa）。为了提高浆液的速凝性，采用普通42.5硅酸盐水泥结合水玻璃双液注浆，标高由低而上，分层注浆。采用慢速低压目的是为了减少浆液在施工区域内的流失和对周边建筑物的影响。施工过程中确保原材料的供应量，注浆过程中时刻灌注注浆压力及周围勘探孔冒浆情况，确保其施工顺利开展。
3.2钢护筒溶洞先行处理及技术要点分析
从三维空间图和地勘揭露的资料分析，场地内部分位置存在大溶洞，用直径φ1100的锤击桩对大溶洞密集区钻进至最底层溶洞顶板标高以下进行C15混凝土灌注，成孔过程中套用厚15mm的钢护筒护壁。在C15混凝土灌注处理时，对其顶部冲孔的控制需要在冲孔至距离溶洞顶板约1m位置时，通过对泥浆的比重增加，并采用低冲程慢速冲进方法实现溶洞顶盖逐步击穿，以避免出现卡钻等情况，同时在冲孔操作中应由专门的人员对护筒内泥浆变化进行观测，在出现泥浆面下降时应迅速提锤，并立即进行补浆和抛填混合料操作，以在护筒内泥浆面无下降变化且逐渐稳定性，继续按照上述方法进行冲孔操作，以确保岩溶区钻孔施工的顺利实施，并且孔壁在穿过溶洞时为稳定状态。
3.3 钢护筒防护施工及其技术要点分析
采用钢护筒防护施工方案进行岩溶区钻孔灌注桩溶洞处理时，其钢护筒材料为厚度为15mm的Q235钢护筒，并且对每节护筒的长度需要根据其下孔深度以及现场要求等进行确定，进行钢护筒制作时应尽量控制焊接的节数，采用分段接长、分段振沉方式进行连接与下沉，对每节护筒的接长部位应进行一层20cm宽、8mm厚的加强板焊接，以避免钢护筒出现振裂等；进行钢护筒套设时，根据桩孔设置及其施工要求，对其分别进行双层护筒或者是三层护筒套装，同时应确保内层护筒的直径与外层护筒相比小10cm；对钢护筒沉放操作，应根据钻孔灌注桩桩位的地质勘测结果，对护筒下孔的深度进行明确，一般以护筒穿过淤泥层、砂层，沉放至粘土层以下2m或者是沉至全风化砂岩等为最佳，在使用机械手将护筒沉入钻孔并套入接长后，通过振动锤将钢护筒振沉，期间注意对其垂直度进行控制。
在进行钻孔灌注桩的多层溶洞处理中，采用钢护筒防护处理，一般情况下，针对各层溶洞的间距无较大差异的情况，可通过一次性套进方式将钢护筒套入，即在钻机冲进至溶洞顶板一定位置时，需要将钢护筒套入孔内，并将其振沉、稳固后，使用钻机以低冲程慢速冲进方法进行溶洞顶盖击穿，然后进行混合料抛填与补浆处理等，在补浆稳定后进行钢护筒接长并继续振沉至成孔为止。但是，在进行多层溶洞之间的间距相差较大情况操作时，需要采用多层内套护筒套入方法，即进行第一层护筒套入，并在其穿过第一层溶洞后，即可根据该层溶洞的孔深等情况，对其护筒长度进行计算确定，然后采用钢丝绳进行第二层溶洞的护筒套入，完成后将钢丝绳抽出，即形成第二层护筒，按照上述方法依次进行多层护筒套入至钻孔灌注桩施工成孔为止，以确保其施工效果。
4、结束语
总之，对岩溶区钻孔灌注桩溶洞处理方案分析，有利于促进其在具体实践中结合工程情况采用有效的溶洞处理方案及措施，以确保岩溶区钻孔灌注桩施工的顺利实施，促进其施工质量与工艺技术不断提升。
参考文献：
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[2]谭海.粤西岩溶区桥梁钻孔灌注桩基础溶洞处治技术[J].四川水泥，2017（12）：57.
论文作者:王一旻
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/2
标签：溶洞论文; 钻孔论文; 岩溶论文; 粘土论文; 情况论文; 地质论文; 工程论文; 《基层建设》2019年第27期论文;