溶巖地區(qū)深長(zhǎng)樁基施工要點(diǎn)控制

張衛(wèi)利

（中鐵二十五局集團(tuán)中鐵建大灣區(qū)建設(shè)有限公司， 廣東 廣州 511458）

1 地質(zhì)概況

貴廣高鐵五通義江雙線(xiàn)特大橋，全長(zhǎng)2794.054m，位于廣西桂林臨桂縣境內(nèi)，典型的喀斯特地貌。橋區(qū)不良地質(zhì)為巖溶、軟巖深厚及軟硬巖差異風(fēng)化嚴(yán)重，表層卵石土層，特殊巖土為軟粉質(zhì)黏土，裂隙溶洞水占巖溶水分布面積的46%，富水性強(qiáng)，向斜軸部節(jié)理裂隙密集，巖溶發(fā)育。全橋40m 以上樁基超過(guò)200 根，最長(zhǎng)樁長(zhǎng)77m，連續(xù)梁41#主墩，直徑1.5m，含虛樁55m，位于義江支流，終年流水，柱狀圖揭示全橋樁基基本都分布有溶洞，部分還有串柱型溶洞，較大空洞，施工難度大。

2 施工中常見(jiàn)問(wèn)題及原因分析

2.1 塌孔埋錘

案例：41 號(hào)連續(xù)梁主墩某樁基位于義江支流中，鉆進(jìn)施工中，突遇大溶洞，泥漿瞬間消失，幾秒內(nèi)孔口坍塌10*8m 大坑，鉆機(jī)一側(cè)侵入，錘頭被埋至37.8m處，現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)應(yīng)急搶險(xiǎn)機(jī)制，挖機(jī)配合牽引繩將鉆機(jī)拖出，火速組織回填黃泥、水泥加片石，及時(shí)留影像資料進(jìn)行四方會(huì)議紀(jì)要，結(jié)合地質(zhì)柱狀圖及實(shí)際渣樣，溶洞大，最后采用雙層鋼套筒分別穿越9m 多卵石層及較大溶洞，鉆進(jìn)、水鬼?yè)棋N到最后成孔將近用了一年。

案例原因：因溶洞較大，泥漿瞬間下降， 9m 多卵石層滲透強(qiáng)，在外側(cè)江水強(qiáng)大壓力的作用下塌孔，錘頭來(lái)不及拔出，導(dǎo)致埋錘。

其他原因：如護(hù)筒埋設(shè)不到位，富水滲透會(huì)導(dǎo)致塌孔；震動(dòng)、鋼筋籠下設(shè)等對(duì)孔壁的干擾導(dǎo)致塌孔；鉆進(jìn)過(guò)程泥漿比重不合理，未能有效護(hù)壁導(dǎo)致塌孔；灌注前清孔后泥漿比重變小的情況下，組織不利，沒(méi)有及時(shí)灌注，導(dǎo)致塌孔；已填充的溶洞、空洞較大，填充物自重等特點(diǎn)，沒(méi)有固結(jié)，導(dǎo)致填充物塌孔。

2.2 溶洞漏漿

案例，48#墩某樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)范圍粗圓礫土層較厚，柱狀圖揭示樁基穿越串柱型溶洞、空洞及較大空洞，從2010 年9 月開(kāi)始施工，一直到12 月中旬，很多次溶洞漏漿直致粗圓礫土層塌方，未成孔，頻繁的漏漿使周?chē)孛姘l(fā)生地陷。

案例原因：幾個(gè)月的漏漿未能有效封堵，分析為較大溶腔或有裂隙滲漏。

2.3 卡錘埋錘

遇溶洞或空洞，伴隨泥漿涌入或塌孔，鉆頭不能及時(shí)拔出，出現(xiàn)鉆頭卡溶腔里或埋錘，或遇斜坡巖未及時(shí)糾偏，出現(xiàn)錘頭傾斜卡在孔里。

2.4 斷樁、短樁、縮頸

斷樁原因：由于灌注過(guò)程測(cè)量不準(zhǔn)確，拔導(dǎo)管拔漏會(huì)導(dǎo)致斷樁；導(dǎo)管氣密性問(wèn)題或遇砼大顆粒堵管處理時(shí)間長(zhǎng)，砼未連續(xù)灌注使砼上翻困難，最終停止灌注，出現(xiàn)斷樁；還有因泥漿比重大、沉渣厚等導(dǎo)致砼上翻困難，澆筑被迫中斷而出現(xiàn)斷樁；澆筑過(guò)程遇塌孔導(dǎo)致砼上翻困難斷樁。

短樁原因:主要是技術(shù)對(duì)砼澆筑高度測(cè)繩判斷不準(zhǔn)確，虛樁有效樁長(zhǎng)不夠；砼坍落度大，測(cè)量未考慮砼中粗骨料的下沉。

縮頸原因：未及時(shí)檢查錘的磨損，尺寸不足未及時(shí)補(bǔ)焊導(dǎo)致鉆孔直徑小于設(shè)計(jì)，出現(xiàn)縮頸；灌注過(guò)程局部塌方侵入砼，導(dǎo)致局部樁徑不足；塑性土膨脹也會(huì)導(dǎo)致縮孔。

3 常見(jiàn)問(wèn)題的預(yù)防及處理

3.1 塌孔預(yù)防及處理

鉆孔過(guò)程突遇溶洞引起的塌孔，往往會(huì)伴隨埋錘卡鉆，后果很?chē)?yán)重，只能回填重新鉆孔并撈錘；澆筑過(guò)程的塌孔往往會(huì)造成斷樁，砼、鋼筋籠報(bào)廢，重新鉆孔，處理一根樁2 倍以上的費(fèi)用，由此可見(jiàn)，溶洞塌孔的預(yù)防比處理更重要。

塌孔的預(yù)防：塌孔的預(yù)防在于“?？础?、“常補(bǔ)”、“勤分析”。?？淳褪且獙?duì)各地層地質(zhì)情況做到心數(shù)有數(shù)，每天認(rèn)真取渣樣，如實(shí)填表，特別查看漏漿等異常情況，隨時(shí)觀察泥漿水位變化?！俺Ｑa(bǔ)”就是當(dāng)鉆進(jìn)松散粉砂土、卵石土或者其他特殊地質(zhì)時(shí)，要及時(shí)填補(bǔ)優(yōu)質(zhì)造漿土，必要時(shí)填水泥造漿，增大泥漿比重，高粘度的泥漿對(duì)預(yù)防非巖地質(zhì)或穿越溶洞孔壁塌孔尤為關(guān)鍵，組織有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)和工班，及時(shí)分析記錄，制定科學(xué)準(zhǔn)確的方案對(duì)塌孔預(yù)防極為重要；

塌孔的處理：

孔口塌孔，要及時(shí)的把護(hù)筒拆除掉，并及時(shí)回填，分析原因后重新埋設(shè)護(hù)筒開(kāi)鉆。

當(dāng)孔壁內(nèi)局部坍塌，孔內(nèi)水頭無(wú)明顯損失時(shí)，向孔內(nèi)拋粘土，加大泥漿比重；

溶洞空洞的塌孔處理：回填黃土夾片石，過(guò)程加水泥靜置，較大溶洞處理無(wú)效應(yīng)改用砼封堵靜置，必要時(shí)鋼套筒跟進(jìn)。

3.2 漏漿的處理

溶巖樁基施工中，溶洞漏漿可以說(shuō)是家常便飯，有的樁基每天都會(huì)記錄漏漿1～8 次，甚至更多，發(fā)生漏漿第一時(shí)間回填黃泥等并及時(shí)補(bǔ)漿，對(duì)預(yù)防塌孔極為重要。

輕微漏漿以回填黃泥、及時(shí)補(bǔ)漿為主，1～3m 漏漿及時(shí)回填黃泥卵石片石，因大溶洞或空洞引起的漏漿，先回填片石黃泥，摻水泥靜置封堵；因裂隙或特大溶洞所致的反復(fù)漏漿在常規(guī)封堵無(wú)效后，進(jìn)一步考慮砼封堵或鋼套筒跟進(jìn)，裂隙發(fā)育地段可以通過(guò)提前鉆孔進(jìn)行注漿封堵地層，預(yù)防和降低漏漿。

3.3 卡錘埋錘的預(yù)防及處理

卡錘埋錘的預(yù)防：卡錘主要通過(guò)調(diào)整接近斜坡巖或溶洞時(shí)的沖程進(jìn)行調(diào)節(jié)預(yù)防，感覺(jué)異常及時(shí)抬錘，此類(lèi)預(yù)防選擇有經(jīng)驗(yàn)的工班極為重要。

遇卡鉆或埋錘，只能吊機(jī)配合變換位置拔錘，若無(wú)效只能重新?lián)Q錘沖擊至該位置，并用小錘四周沖干凈，慢慢將錘撈出，過(guò)程請(qǐng)專(zhuān)業(yè)潛水員配合撈錘，安全風(fēng)險(xiǎn)和花費(fèi)費(fèi)用都非常高。

3.4 斷樁、短樁、縮頸的處理

斷樁、短樁、縮孔危害很大，斷樁只能從新鉆孔或變更補(bǔ)樁更經(jīng)濟(jì)，淺層短樁可進(jìn)行補(bǔ)樁。首先提高技術(shù)測(cè)繩測(cè)量的準(zhǔn)確性，加強(qiáng)泥漿比重、沉渣厚度的控制；其次加強(qiáng)過(guò)程關(guān)鍵環(huán)節(jié)卸料口加過(guò)濾網(wǎng)篩、導(dǎo)管墊圈安裝，導(dǎo)管埋深拔管、砼連續(xù)灌注的控制；再次，對(duì)偶爾的突發(fā)拔漏，可以嘗試二次封堵，翻漿太厚，采用泥漿泵抽取。

3.5 較大溶洞的處理

對(duì)即將穿越溶洞或發(fā)生漏漿時(shí)要短進(jìn)尺，一般進(jìn)度控制在60～80cm/h，沖程控制在50cm，對(duì)較大空洞或填充物較差大溶洞采用超前鉆孔注漿封堵溶巖、過(guò)程灌注砼封堵、雙層鋼套筒下底等方法。

對(duì)于多層溶洞，溶洞間距較小，常規(guī)回填無(wú)效的，采用單層鋼護(hù)筒穿越處理(見(jiàn)圖1)。先用沖擊錘進(jìn)行沖孔、擴(kuò)孔處理, 然后采用振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒振動(dòng)下沉至溶洞底部, 為保證鋼護(hù)簡(jiǎn)的強(qiáng)度和剛度, 每隔2m, 設(shè)置加強(qiáng)鋼板箍。

圖2

對(duì)于溶洞大, 且溶洞間距較大時(shí),擬采用雙層鋼套筒法施工, 即用內(nèi)護(hù)筒穿過(guò)

下層溶洞的方法進(jìn)行施工。護(hù)筒長(zhǎng)度L=h+2m (h 為多層溶洞高), 內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比設(shè)計(jì)樁徑大20 cm 左右, 外徑應(yīng)小于外護(hù)簡(jiǎn)內(nèi)徑5cm（不能太小，防止被卡?。?（見(jiàn)圖2。）

4 巖溶深長(zhǎng)樁基施工的要點(diǎn)控制總結(jié)

4.1 優(yōu)選隊(duì)伍，加強(qiáng)組織

其一，選擇有經(jīng)驗(yàn)的管理人員及工班，其二，制定 24 小時(shí)值班，做好挖機(jī)，裝載機(jī)，泥漿車(chē)的隨時(shí)待命和片石，造漿黃泥和水泥等封堵材料的儲(chǔ)備。

4.2 施工技術(shù)要點(diǎn)控制

認(rèn)真結(jié)合地質(zhì)資料，柱狀圖，試樁，分析制定初步方案，過(guò)程結(jié)合實(shí)際渣樣、特殊情況靈活調(diào)整方案，加強(qiáng)跟設(shè)計(jì)等單位的溝通交流，加強(qiáng)資料收集及變更簽認(rèn)。

科學(xué)確定開(kāi)孔順序，嚴(yán)格做好鋼護(hù)筒的埋設(shè)。 對(duì)塌孔、埋錘、斷樁、堵管等加強(qiáng)預(yù)防為主，做好過(guò)程控制，嚴(yán)肅過(guò)程獎(jiǎng)罰。 做好工序銜接，清孔后做到“兩及時(shí)”、“兩快速”，鋼筋籠及時(shí)到位，鋼筋籠套筒快速連接、導(dǎo)管快速下設(shè)，砼及時(shí)、連續(xù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)巖溶樁基常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行案例分析，并給出了不同的處理方案，最后對(duì)巖溶施工的施工要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，提出了選擇專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍，做好現(xiàn)場(chǎng)值班，加強(qiáng)塌孔、埋錘、斷樁等預(yù)防控制的重要性。