摘要：随着工程技术的不断进步，我国的岩溶桩基施工过程已经越来越成熟，但仍然存在一些问题，为此本文针对性地介绍了岩溶桩基施工过程中常用的施工方法，并结合现场施工经验介绍了岩溶桩基施工要点、注意事项及施工原则，从而为现场施工提供参考。
关键词：岩溶桩基桩基施工
引言
岩溶的种类和形式多种多样，处理岩溶区域的桩基施工技术手段也越来越多。如可通过加固岩体、增强成孔护壁、填充空腔、封堵渗漏等方面完成岩溶桩基的施工。为了顺利完成岩溶区域的桩基施工，在施工前正确判定岩溶的物理形态尤为重要。这关系到施工设备的选择、施工方法的选择、成本的控制、成桩质量和施工安全的保障。
1.施工前准备
在进行岩溶桩基施工之前，首先要检查地质资料，包括核查岩溶的基本形态、发育程度、溶洞所处位置、地下水富集程度等物理形态以及对桩基施工不利影响的其他因素，从而确定岩溶的类型，据此制定施工方案，准备施工材料及设备。
2.岩溶处理方法的选择
岩溶桩基应根据岩溶类型选用相应的施工方法，其中回填冲击处理法、护筒跟进法、压浆加固法、压注混凝土（砂浆）法较为常用。其中回填冲击处理法适用岩溶影响范围较小，围岩相对稳定的一般溶槽、溶沟、小裂隙等。在施工时采用填充块石、黏土、水泥能材料并在冲击作用下挤入围岩，填充孔洞、封堵渗漏相对较小的地下水，形成新的围岩并加强泥浆护壁稳定性。护筒跟进法适用于岩溶影响范围较大、水流量较大、串通型大溶洞、岩层不稳定的桩基施工。施工时通过逐步加长和跟随护筒形成稳定的钢质挡土墙。压浆加固法适用于溶洞内填充不稳定的沉积物。为保证施工和桩体安全，这是对不稳定沉积物进行注浆加固后进行钻孔施工的方法。而压注混凝土（砂浆）法适用于较大半填充或者无填充的溶洞、中小型的串通型溶洞。此方法采用混凝土（砂浆）速凝压注填充至溶洞内进行加固、封堵围岩，从而达到桩基施工成孔条件。
3.施工中岩溶的识别
岩溶确定主要分两个阶段，设计阶段和施工阶段。设计阶段是设计过程中经过勘察探测形成的地质资料，可以基本确定桩基是否处于岩溶区域，能够明确部分桩基存在岩溶地质。但是由于探测手段的局限性，不能够全面的反映出岩溶的形态，所以在施工中对岩溶地址的识别尤为重要。这是保证施工安全、避免经济损失的有力保障。而在施工阶段，主要是进行岩溶桩基的钻孔施工。这一施工的主要特点如下：
（1）清空泥浆稠度变小，说明孔底有地下水涌出来稀释泥浆。
（2）孔内泥浆面出现气泡，说明孔底有气体反出，气体的产生有两种情况，一是下方有存在气体的封闭空间，受到挤压后反出；二是下方有遇水反应产生气体的矿石，这种情况在这里不做探讨。
（3）泥浆面下沉，说明下方存在孔洞或裂隙。
（4）冲击钻落锤时下沉深度突然增加，回旋钻阻力突然减小，钻杆突然出现震动幅度变大，说明该处出现软弱层，软弱层的产生可能是本身地层软弱，同时也有可能是存在溶洞沉积物。
4.岩溶施工一般原则及处理方案
4.1岩溶一般原则
（1）同桥台或临近的桩基桩底高程最低的优先施工，减小在施工中由于施工扰动引起岩层变化而改变其他桩基的地理环境。
（2）处于岩溶边角位置的桩基先施工，有利于整个岩溶区域的改良和稳定。
（3）接近岩溶区域是缩短钻孔冲程，减小围岩扰动，缓慢钻进，削弱孔内坍塌风险。
（4）岩溶采用空腔填充、流体加固、液体封堵的原则，即溶洞内没有沉积物或沉积物很少时采用填充的方式施工；溶洞内沉积物为流体状态时需对流体进行加固处理，例如填充物为淤泥时，就需要进行注浆加固处理；溶洞内存在水，就需要封堵桩体范围内水的来源和去向，以减弱水流冲刷。
（5）每桩施工前必须进行物理钻探，并详细记录地质条件、地理位置、大小和填充物状态等数据资料，并完成地质素描，为施工方案的制定提供详细的依据。
（6）对填料进行岩土试验，分析其物理和机械性能，为施工计划的制定提供依据。
（7）根据地质物理钻井资料和填充物的试验数据，制定各桩基的溶洞处理方案、成孔方法和施工措施。
（8）施工前对采用的每种处理方案，必须进行详细的计算和论证，确认后再实施。同时在岩溶桩基之外对岩溶灌浆和钻孔试桩进行实验，取得经验数据后完善施工方案，为下一步施工提供数据支撑。
（9）遇到大溶洞和复杂地质问题时，有必要申请设计单位核实和组织专家审查施工方案，经过批准后进行施工。
4.2岩溶施工处理方案
岩溶施工处理可通过加固岩体、增强成孔护壁、填充空腔、封堵渗漏等原理来解决。高压旋喷技术可对松散围岩进行加固和围岩裂隙进行封堵，增强成孔护壁可通过延长钢护筒穿越岩溶区域，大型溶洞可通过先钻填充孔道采用压浆、压注混凝土（砂浆）等压入胶凝材料方式填充加固，小型溶洞可直接在钻孔过程中回填土石冲击夯实溶洞进行施工。
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5.岩溶桩基成孔施工技术
岩溶桩基通常通过冲击钻孔的方式施工。首先需要制备泥浆，泥浆中可掺入0.2%的纯碱粉，提升泥浆形成护壁后的稳定性；其次埋设套管，采用壁厚为20mm的钢套管，内径比桩基的直径大20cm-30cm，其中每个部分的高度设定为2米，保护的顶面应至少比地面高0.3米；然后再架设钻机，钻机的支点位置需远离孔口，以确保足够的安全距离。同时，采用缆风绳夹住钻机的极限，从而在安装后保障其顶盘和底座之间的绝对稳定性，还可以避免施工期间下沉和位移等问题；继而进行钻进作业。
当在靠近岩溶地点钻井时，通常采用小行程钻进，以50-75cm的行程钻孔并且增加泥浆稠度。在进入岩溶层钻进时，可以采用回填冲击法进行施工，可以保证回填块石、砂袋、黏土、水泥等填充物有效填充孔洞和封堵裂隙，同时加大冲程冲击钻进，一般以100-150cm行程冲击钻进；另外需采用护筒跟进法、压浆加固法、压注混凝土（砂浆）法等和采用加固岩体、增强成孔护壁、注浆封堵原理的，进入岩溶层钻进时保持小冲程钻进，减少扰动确保加固措施的完整。
如果在钻进过程中溶洞出现严重的泥浆泄露问题，可以使用水下混凝土灌注的方式来确保持续钻进。具体包括以下步骤：
（1）根据水下混凝土的施工技术要求，采用管道进行水下灌注；
（2）在溶洞的水下混凝土填充完成后，混凝土表面不再下落或水下灌注超过溶洞顶部100cm作为灌注标准；
（3）灌注混凝土的强度达到50%并再次开始钻进。此外，溶洞中严重的漏浆问题也可通过帷幕防渗技术或通过溶岩区的连续钢护筒来处理，从而解决坍塌和泄漏问题，确保溶洞部分的钻进正常进行。假如填充体难以自己稳定，则可以用混凝土干燥材料填充。如果溶洞的空间面积过大，如直径达到5m，且有很强的导水性，还可以在制备的混凝土干燥材料中加入一定量的水玻璃以提升稳定性。
6.岩溶桩基施工问题的解决措施
在岩溶桩基施工中容易出现的问题是卡钻、坍孔、埋钻和局部偏孔等。
（1）卡钻
在桩基施工过程中，严禁在发生卡钻现象时强行拔出钻头，以免造成坍塌、掉钻和埋钻事故。万一发生卡钻时，可以用钻头微冲程撞击卡钻的岩体，使其松动破碎，也可以使用其他小钻头来帮助清除卡住的岩体，从而可以平稳地取出钻头。另外通过岩溶地点时采用小冲程钻进也是减少卡钻发生的有效方法。
（2）坍孔的处理
1)在对岩溶桩基进行施工时，需要按照标准施工程序，由外向内施工。
2)关于坍孔的问题，主要是岩溶桩基岩面以上的土层存在危险。为了保持孔壁稳定，在打开孔的过程中必须选择大于设计桩径的钻头，并通过冲击在基岩表面形成孔，再下入钢套筒。然后按高强度级别配制砂浆，使用黄土填实、填注在套筒外侧进行填实，从而避免孔中泥浆的流失，减少塌孔的发生。
3)当采用防渗方法进行渗漏时，由于渗漏通道出现自桩孔外以及自裂隙孔中渗水，所以应及时堵塞通道。当经过钙质砾岩裂隙区域时，需要采取抛掷粘土球，经过反复进行再低锤慢击作业，使浆液泄露不再影响正式施工。
（3）埋钻
钻孔埋钻具体的原因包括：岩溶地区土壤粘性较强，岩溶的溶壁薄，易发生塌陷和下沉，另一个原因是钻孔冲程力太大，扰乱了下面的结构，导致坍塌，这将导致埋钻。如果埋钻处理不当，将导致严重事故，甚至造成人身危害。在处理时，钻孔埋钻要根据不同的原因采取不同的处理措施，主要包括选择小型钻孔机进行适当的钻孔，特别是在岩溶地区。另外大型的钻孔机虽然施工效率高，钻孔加速快，但由于对底层的干扰大，很容易造成坍塌，不适合在岩溶地区使用。
（4）钻孔偏离
钻孔偏离的主要原因是钻进时基岩起伏不平，受到裂隙、溶沟等影响，产生的孔洞里的岩石软硬情况分布不均匀，一半岩石一半溶洞、一半岩石一半泥土或斜坡岩等。这些导致钻头锤落到底部时产生水平推力，从而使得钻锤偏向软弱一侧，致使钻孔发生倾斜等。为了有效地控制钻孔偏离并减小钻孔危害，第一种方法是分次回填石片，每次回填后采用钻头小行程夯实，确保钻头始终保持水平，钢丝绳始终处于竖直状态，并且填入的片石的强度超过岩石的强度，在回填至斜面的顶部之后用钻机重新钻孔，反复进行该操作，直至纠偏完成；第二种方法是在斜面与溶洞交界的地方，孔内注入混凝土，填满溶洞，当强度超过周边岩石强度后，再进行钻孔；第三种方法是利用直径比较大的钢护筒进行跟进，同时使用直径比较大的钻锤钻孔，穿越偏孔病害区后，再使用原有尺寸的钻锤钻孔。
7.结语
由于岩溶地区特殊和复杂的地质条件，其桩基施工是一个相当复杂的工程问题，且难度较大。假如处理不当，将对施工质量造成危害。因此在具体施工时，我们不仅要充分利用工程物探技术充分掌握岩溶地区的地质特点，采取相应措旋和对策，确保岩溶地区工程建设的可行性，还要关注施工环境中的可变因素，随时根据环境变化及时调整施工方案，做好项目质量控制，科学有序地完成施工任务。
参考文献
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论文作者:王广金
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/20
标签：岩溶论文; 桩基论文; 溶洞论文; 钻孔论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 围岩论文; 《基层建设》2019年第19期论文;