摘要：结合深圳保利上城花园2-5栋、坪盐通道1、2标桩基工程实例，针对存在溶洞的复杂地质情况 ,提出施工技术措施与质量控制关键点 ,为溶洞地质条件下的灌注桩施工借鉴经验。
关键词：冲孔桩; 溶洞; 施工
1、工程概况
保利上城花园二期2-5栋总建筑面积188028.27平方米，建筑高度为99.95米，地下33层，地下二层，基础采用冲孔灌注桩，桩身混凝土强度为C30,桩径φ1.2～2.2ｍ，桩长15-33米。场地为岩溶发育区，有溶洞、溶蚀裂隙溶沟、溶槽和石笋，溶洞规模不等，局部呈串珠状分布，溶洞高度0.30m-24.50m，钻孔见洞率为43.6％。同一桩位中相邻钻孔间的岩面高差较大，有异常突然变深现象，存在陡岩面。
坪盐通道1、2标路线长度2.6km，设有1座互通立交、9座桥梁共有31联89跨，上部结构有钢•砼组合梁和现浇砼连续箱梁，最大桥跨为62ｍ；下部结构为双柱或三柱桥墩，直径φ1.5ｍ，局部采用1.8×1.8ｍ方柱门架墩。基础为冲孔灌注桩，桩径φ1.2～1.8ｍ，桩长18-43米。场地为岩溶发育区，石灰岩顶面溶蚀裂隙发育，钻进时漏水现象严重，溶洞、溶蚀裂隙溶沟、溶槽和石笋，溶洞全部分布在主线里程YK0+000～YK0+620范围内，钻孔见洞率为44%，局部呈串珠状分布，岩溶发育程度较强，最大的溶（土）洞高达10.80m。
2、成孔中施工技术和对策
（1）正常成孔方法：当溶洞有填充物，是可塑或软塑的亚粘土，且溶洞不漏水，不论溶洞有多大、溶洞垂直方向数量有多少，可以不考虑溶洞的存在，而按正常地质情况施工。
（2）片石粘土回填：适用于较小溶洞（高度<3米），无填充物或半填冲，施工方法简单，造价较低。当冲孔过程中孔洞内出现漏浆时，反复多次投入粘性黄土和片石(比例为3:7)，利用冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥(5包/米)、烧碱和锯末(约10%)，以增大孔壁的自稳能力。片石采用强度≥30MPa石灰岩，石块粒径以15~50cm为宜，粘土、水泥采用袋装后投放。片石、粘土袋（可选择添加水泥、锯末）分层间隔掺加，回填高度为溶洞顶部以上1米处。
施工注意事项：根椐地质报告中溶洞大小提前准备充足片石、粘土、水泥等。密切观察施工情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，发生漏浆立即处理。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，穿过岩溶地层上壳时，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，防止护壁坍孔。
（3）素混凝土或石块回填：适用于中、小溶洞厚度3米~5米，无填充物均可采用此方法。施工方法简单，造价相对较高。当穿过溶洞漏浆或遇到倾斜面时填入低标号掺加早强剂混凝土（标C10-C25）或石块回填一定高度，保证冲击锤不出现偏斜，间隔一定时间后采用冲击钻成孔。斜岩面回填石块或素混凝土应与斜岩面顶面平齐，溶洞回填顶面高于溶洞顶板50cm。
施工注意事项：回填混凝土强度达到70%后，通过试做同条件砼试块确定砼强度达到后方可进行冲孔施工。
（4）注浆加固：适用小型（高度1米~3米）或多层无填充物的溶洞（多层串珠状小溶洞），也可用于各种有填充物的溶洞，但造价较高，
根据钻孔柱状图进行注浆孔布设，找出最大溶洞，如溶洞为连通溶洞，只需对其中最大的溶洞进行注浆加固。用注浆泵注浆压力不宜太大，控制在0.5~1.0MPa，具体压力值现场试验确定。注浆速度为15~20L/min，使浆液渗透到填充物，保证有足够的固结体。注浆时注浆管必须插入填充物底部，边注浆边缓慢提升，提管速度不宜太快，根据现场实际情况确定，渗透半径控制在允许范围内。
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施工注意事项：防止浆液流失采用间歇注浆，循环注浆多次，直至达到规定的注浆量和注浆压力控制值为止。注浆顺序由现场确定。
（5）钢护筒跟进加固：适用于特大溶洞(溶洞高度>5米)、无填充溶洞、半填充溶洞或溶洞上方有较厚的沙砾层时。护筒长度L=（h+H）m（h为超前钻确定的溶洞高度，H为溶洞顶到地面加30厘米的高度）；护筒内径大于桩直径10cm，多层护筒外面一层护筒内径大于内层护筒外径10cm，并以此类推。钢护筒孔径要准确，连接顺直，要有一定的刚度。钢护筒沉放，一面冲孔一面接钢护筒，将其压到或震动下沉至已钻成的孔内。
施工注意事项：用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时，充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。钻头直径大于刚护筒外径3~5cm，护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。如果冲击钻在坚硬岩石中的扩孔系数较小，不能满足钢护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔竖直，无歪斜、缩颈。
3、常见问题及处理措施
1) 漏浆根椐地质报告，当遇到穿过大溶洞，防止出现大面积漏浆现象 ,做好应对措施，准备大量泥土、片石，及时进行补浆堵漏。
2) 塌孔塌孔原因主要是漏浆严重，补水来不及造成的。常用的处理方法：及时补足泥浆，保持孔内水头高度，同时加粘土、片石混合料，采用小冲程冲孔固壁，防止塌孔扩大；若塌孔扩大，导致地表塌陷时，其处理方法是：小面积塌陷护筒无位移时，应及时回填粘土并用袋装粘土加固护筒后再重钻；若护筒口有较大横向位移并且无法纠偏时，拔出刚护筒，回填塌孔，重新压入护筒在钻。当漏浆量大时 ,造成地面大面积塌孔沉降 ,需要紧急调用场内大型汽车吊至桩位处 ,以便将钻机吊离避险 ,防止塌孔埋钻及钻机毁损。
3) 掉钻卡钻掉钻事故以预防为主 ,经常检查易损坏位置 ,定期检修 ,遇到损坏的部件立即修整或更换消除隐患。掉钻后,采用特制打捞挂钩进行打捞,并在打捞的期间保证泥浆循环 ,防止泥浆沉淀埋钻。
在遇到探头石、落石、岩溶层的溶沟、溶槽或击穿溶洞顶板时，极易发生卡钻，卡钻事故发生的主要原因是击穿溶洞顶板过猛，钻头突然进入溶洞，造成孔形不圆顺或掉入大空洞中而卡钻。遇到卡钻时，应仔细分析原因，不可妄动，以免造成越卡越紧或掉钻事故，当钻头可活动时，可上下提动钻头，并使钻头转动一个角度，反复尝试，有可能提出，用小冲锤在桩孔一侧冲击，并配合高压空气或高压水冲射，使卡点松动后提出钻头。必要时可试用水下爆破法，震松锤，提出钻头。
4) 斜孔由于钻机钻孔时产生位移、局部下沉或倾斜，或在倾斜的岩面上钻孔、岩质软硬不均时容易造成斜孔和偏孔。遇到钻孔偏斜时，可采取下列预防补救措施：①在入岩部位、溶洞处理部位要时刻观察钢绳在冲击过程中的摆动情况，校正钢绳与桩孔中心的偏差。②如遇到探头石引起，可用小型钻机对探头石打眼爆破。也可回填片石、卵石，用冲击锤打掉探头石。③当发生孔斜时，应立即进行修孔，对于斜孔段高度<0.5m，用小冲程修孔，在倾斜的岩面上冲击出一个台阶，再采用较大冲程冲击。对于斜孔段高度>0.5m，应采用填石修孔法。
5）混凝土超灌注、断桩
通过溶洞段时，由于溶洞相互沟通易发生混凝土压力过大引起孔壁坍塌造成混凝土流失或断桩。所以必须精确计算、精心组织，控制好混凝土坍落度与灌注速度。灌注溶洞层面混凝土时，要放慢灌注速度,要保证足够埋管深度，减少对下部混凝土的扰动轻微上下提动导管 ,使混凝土有足够的时间溢流填充溶洞,严禁在该层面处快速大幅度的提拔导管。
结束语
钻（冲）孔灌注桩的施工过程的每个环节都必须落 到位 ,施工过程严格把好安全与质量技术关,能有效缩短工期,保证工程质量与经济效益的双赢。
参考文献
[1]JGJ 94 —2008 ,建筑桩基技术规范[ S]
[2]许钧愿.溶洞地区桩基施工技术[J ]. 交通科技 ,2007
论文作者:万胜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/11
标签：溶洞论文; 冲孔论文; 钻头论文; 混凝土论文; 粘土论文; 高度论文; 注浆论文; 《基层建设》2019年第30期论文;