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摘要：在岩溶地区，由于特殊的地质形态，对施工有更高的要求。钻孔桩基础作为最为常见也是最为基础的施工技术，要引起我们足够的重视。
关键词：岩溶地区；钻孔桩；施工技术；疑难处理
1.前言
在岩溶地层上利用冲击钻施工桥梁的桩基础时，常常会发生各种事故，主要有卡钻、塌孔、偏斜孔、漏浆、断桩等。由于溶洞处理的成败关系到基础施工质量、工期和成本。因此我们必须要做好施工质量控制。
2.岩溶地区桩基础施工技术及分析
2.1冲击成孔灌注桩
（1）冲击成孔灌注桩的施工原理
冲击钻成孔施工法是采用冲击钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣桶或其他方法将钻渣岩屑排出。每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。
（2）冲击成孔灌注桩优缺点以及适用范围
冲孔灌注桩的主要优点是施工简便、操作易掌握、可连续施工、施工效率高、成本低，并且可以通过各种松散、软弱地层，也可冲入基岩，由于其适应性广而被广泛应用于各种桩基础。但由于钻孔、灌注混凝土都是在水下进行，致使施工中工作人员无法直接接触到，特别是在桩基施工过程中，往往会由这样那样的疏忽或其它原因，造成严重的质量事故。当桩基发生事故后，若处理不及时，易给工程留下隐患。对冲击成孔灌注桩的效益分析可以得出。
2.2钻成孔灌注桩
（1）钻成孔灌注桩的施工原理
钻孔灌注桩施工方法有正循环钻成孔法、反循环钻成孔法。正循环钻成孔法和反循环钻成孔法大体相同，只是排渣方式不同。正循环施工中，泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出，带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升到孔口溢进沉淀池后返回泥浆池净化，再循环使用。但是，正循环回转钻进时，孔壁之间的环状断面积大，而在岩溶地区桩基成孔时，钻渣的粒径较大，故造成泥浆的上返速度低，排除钻渣差。从使用效果来看，正循环钻进劣于反循环钻进。因此，岩溶地区的桥梁桩基常采用反循环钻孔灌注桩施工。反循环钻进成孔的方法是，在施工的桩顶处埋设护筒，护筒的直径比桩径大15%左右，然后安置钻机。钻进工作时，转盘带动主动钻杆旋转，从而使钻头钻进。在钻进过程中，冲洗液（水或泥浆）从钻杆和孔壁的环状间隙中流入钻孔底部，并携带被钻头切削下来的钻渣，由钻杆内腔返回地面，与此同时，经过过滤后的冲洗液又返回钻孔内形成冲洗液循环，这种冲洗液循环的钻进方法称为反循环钻进。反循环钻进成孔按照冲洗液循环输送钻渣的方式，动力来源和工作原理可分为泵吸、气举和喷射反循环钻进方法，而泵吸和气举反循环钻进方法是常用的方法，
（2）钻成孔灌注桩的优缺点以及适用范围
该桩型成孔直径大，一柱一桩，受力明确，施工方便，适用于单桩荷载大、地下有孤石或夹层分布、岩溶表面起伏大等情况，用这种桩能钻穿孤石和夹层，将桩端可靠地支承在持力层上，桩端的嵌岩情况也好。但钻孔桩不宜用在岩溶裂隙多，溶沟多的基岩中，因为施工中容易造成卡钻，钻杆沿岩溶斜壁偏斜，以至打偏等现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌，甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能稳定孔壁、防止塌孔。护筒除起这个作用外，同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向等作用。
3.常见施工故障及预防措施
3.1漏浆
漏浆是岩溶地层钻孔桩施工常见故障之一，主要是由于岩溶裂隙透水、桩孔与溶洞突然贯通，或钢护筒底部漏浆等原因所造成的。其预防措施有：穿透溶洞时，应密切注意护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降漏浆，应立即提出钻头，向孔内补充泥浆或注水，保持住孔内水头压力并投入粘土和片石混合物；当岩溶裂隙较大，因透水性强而发生漏浆时，应采取加大泥浆比重，改善泥浆稠度和控制钻进速度等措施进行处理；
3.2卡钻
使用冲击钻钻孔时，由于钻头的抖动往往会有冲破孔壁，致使孔壁不圆，或形成梅花孔现象；此外，由于钻头磨损未及时补焊，钻孔直径逐渐变小，新钻头或补焊后钻头直径过大，以及在施钻过程中，由于冲程过大，突然击穿溶洞顶板，使钻头旋转不能提钻等均可导致卡钻。预防措施有：及时更换或补焊钻头，并向桩孔中回填片石，在钻进面先用小冲程钻进，然后逐渐加大到正常冲程，转入正常钻孔；在溶洞顶板施钻时应先用小冲程开孔，并注意旋转钻头，溶洞开口后，要及时抛填片石和粘土块填筑，逐渐进入正常钻孔。
3.3埋钻
埋钻是钻孔中常见的而不易处理的故障，主要是由于孔壁塌陷造成的。在岩溶地层钻孔，钻孔穿越的溶洞顶板较薄、埋深较浅时，由于冲程过大，砸击溶洞顶板就可能出现溶洞坍塌，地表下陷，施工不慎便会发生掩埋钻头的情况。预防措施有：发现漏浆应及时提起钻头，向孔内补水注浆，保持水压力，采取相应措施，堵住漏浆；穿越溶洞时应改用小冲程钻进，防止击垮溶洞顶板，并准备好拖拉设施，系好滑车钢丝绳，做好钻机撤离准备。
3.4漏混凝土
钻孔桩基础出现灌注混凝土泄漏的原因通常是由于混凝土的密度大于泥浆的密度。这是由于灌注水下混凝土时孔壁侧压力增大，冲破已形成的片石粘土孔壁封闭环而产生混凝土泄漏。预防措施有：对高度比较小的溶洞，在按照上述方法形成孔壁封闭环后，再次抛入粘土和片石混合物，并超过溶洞顶板底面一定的高度，重新成孔以增加孔壁的厚度和强度；对高度大且无充填物的空溶洞，应采用钢护筒跟进，并把不小于设计桩径的钢护筒要跟进至溶洞底，在确保钢护筒与溶洞的下层坚质围岩密接后，继续钻孔至设计标高
4.岩溶地区钻孔桩施工中需要特别注意的几个问题
4.1施工准备
根据地质资料预测施工中可能出现的问题，制定施工方案，并向钻机操作人员进行技术交底。桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。
4.2钻孔
钻机时泥浆要稍稠，现场泥浆池内尽量多备些泥浆，在溶洞穿孔后及时补浆。施工中要加强钻孔地质检查、复核，并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳放长量控制为1cm~2cm，防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。钻穿溶洞顶板时一旦漏浆，及时投放粘土块、片石并补水补浆，保持孔内水位高度。漏水严重时，可填充稻草和水泥等混合物，每次填满后补浆补水，再重新冲击钻进，挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最终至不漏浆为止。通过溶洞层后，继续钻孔，直至设计深度。
4.3加强对护壁泥浆质量的控制，有效地保证泥浆的护壁作用
岩溶地区的钻孔桩施工，最容易发生的情况就是塌孔，其中因素之一便是泥浆的质量不好，因此，施工过程中制备泥浆时，除了考虑施工方便，就地取材外，还应从赫土的选用、泥浆配比的确定以及现场泥浆控制指标几个方面综合考虑。
4.4灌注混凝土
灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生。桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察30min左右，如果混凝土面没有变化再拔出导管。
5.结束语
岩溶地层钻孔桩基础施工，由于岩溶沟槽、溶洞等隐性不良地质条件的影响，客观上存在很多不确定性施工困难，但只要能够最大限度地预测溶沟、溶洞的位置、形状、大小及充填物的性质，并采取相应的施工措施，谨慎处理，是能够取得良好钻孔效果的。
参考文献
[1]安宏科，任学萍.花都特大桥岩溶发育地区桩基础施工技术研究[J].价值工程，2016，30（04）：77.
[2]谭亮.岩溶地区桩基础施工技术的探讨[J].城市建设理论研究：电子版，2016（18）：30
论文作者:项俊宁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/8
标签：钻孔论文; 溶洞论文; 岩溶论文; 钻头论文; 泥浆论文; 顶板论文; 钻杆论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;