实例探析岩溶区钻孔灌注桩施工安全质量管控

王存福

中铁十二局集团第三工程有限公司 山西太原 030000

岩溶地质对基桩的受力状态会产生较大的不利影响，钻进过程中，遇到溶洞或裂隙发育的位置时，泥浆会向溶洞或裂隙处泄漏，泥浆泄漏迅速来不及补给，造成泥浆水头下降，破坏孔内外水压平衡，从而导致塌孔、扩孔、埋钻，严重的会导致地面下沉、桩机倾覆，影响成桩质量，威胁施工人员安全，怎么进行安全质量管控是岩溶区钻孔桩施工的难点，也是确保安全的重点。本文重点针对溶洞区桩基成孔过程安全质量控制措施进行探析，桩机就位、安装钢筋笼、清孔、灌注混凝土等工序和普通钻孔桩基本一致，不多做探讨。

1 工程概况

广佛肇高速公路广州段位于广州市白云区，在既有鸦岗大道上高架，上跨广清高速，下穿武广高铁，临近华南快速路、西江引水管道和地铁8号线。根据钻探及收集资料成果，岩溶多呈串珠状，岩溶的埋藏深度变化较大，规模大小不一，洞高0.15-21.4m，全线遇洞率26.57%。岩溶区桩基施工极易引起地面塌陷，而造成钻机倾倒、鸦岗大道车辆行车安全、华快三期桥墩下沉、武广高铁桥墩下沉、西江饮水管管道变形破裂、地铁8号线塌陷等安全施工事故[1]。

2 岩溶区桩基施工难点

岩溶区的存在极大增加了桩基施工难度，溶洞对施工的影响主要提现在以下几个方面：

2.1 漏浆

在钻孔桩冲击成孔过程中，因为地下溶洞与暗河或其它溶洞串联，造成泥浆迅速流失，水头高度急剧下降，造成浆液高度下降。

2.2 塌孔

桩机在钻进过程中，桩基施工进入溶洞时，极易造成浆液的漏失，泥浆的下降带动桩周松散粘土或砂层坍塌，造成塌孔，危及桩机和施工人员的安全[2]。

2.3 桩基偏孔

桩基偏孔主要由于岩溶区斜面岩或者桩身范围内地质情况不均匀导致桩锤在进尺过程中偏离中心，造成桩基偏孔。

2.4 卡锤

卡锤的主要原因是对溶洞分布情况不明确，在钻到离溶洞顶板很近时采用高落程冲击，使钻头冲破溶洞顶板岩石，钻头倾斜，卡在溶洞顶板岩石不同部位。

2.5 埋锤

埋锤是由塌孔造成的。施工中发现漏浆应立即将锤头提到孔外，如果未及时提锤，漏浆后塌孔，锤头便被埋在孔中。

3 安全质量控制对策

3.1 钻孔前预注浆处理

根据地质钻探成果，对岩溶发育复杂，溶洞较大的桩基进行预注浆填充处理，注浆浆液有三种选择：①纯水泥浆,水泥浆配合比为水：水泥=0.8：1.0。②水泥砂浆,以32.5级水泥为例,配合比采用水：水泥：砂=1：1：0.8。③水泥、水玻璃双液浆,用于贯通性溶洞且地下渗流较大时,胶凝时间可以缩短到几十分钟,甚至十几秒钟,水玻璃的含量根据现场试验确定。注入双液浆后在几十秒内就能完全凝固，这种浆材的结石率非常高，通常情况下都能全部进行转换，促进溶洞中砂的板结，对于溶洞中的填充物可以起到加固作用，填充多余的溶洞空间，增强整体土体强度，可以有效避免桩基施工时泥浆流失、塌孔等现象。

3.2 钻进过程钢护简跟进

如果进行施工的溶洞较大且有严重漏水或者连接暗河的情况时，就可以采用钢护简跟进法。这种方法是指一面进行冲孔，另一面进行接高护简，然后通过振动的方式让它下沉到溶洞内或者已经钻成的孔内，这样能够将水的流动和溶洞内填充物进行阻隔开，防止泥浆快速流失，造成坍塌。

3.3 漏浆时填充粘土和片石法

钻进过程中出现漏浆等情况，可以采用填充黏土和片石的方法进行回填。这种就地取材的方法十分便捷，能够很大程度的节约成本，提高经济效益。在进行钻孔时，用粘土和片石进行回填可以避免泥浆的流失，如果溶洞比较大的时候还可以在里面加入部分水泥，使其能够更加密实，回填完成后再注入泥浆，然后通过用钻头冲击的方法来使片石和粘土挤到溶洞内部[3]。

3.4 桩基偏孔措施

桩基偏孔是造成桩基质量问题的主要原因之一，一般选择以下2种方式进行纠偏。

（1）填抛片石，遇到偏孔时，往孔内抛入片石，抛入量比石质岩面高0.5m左右，然后继续冲孔，采用低锤快击方式使抛入片石填入石质面较低的一侧，形成紧致平整面，调整垂直度，正常进行冲孔即可。

（2）灌注混凝土，重复抛填片石后，钻孔不能正常进尺，有可能是片石强度达不到岩层强度，仍然形成偏孔。可以考虑灌注混凝土，使整个岩层形成一个整体。

3.5 卡锤、埋锤处置措施

（1）发生卡锤事故后，不宜强提钻头，免得造成机械、钢丝绳损坏，导致锤头掉落。锤头可以上下活动时，利用钻机上下提动锤头，并使用撬棍拨动钢丝绳使锤头旋转，重复多次，直至提出锤头。

（2）埋锤一般是由于塌孔造成的，施工中发现漏浆应立即将钻头提到孔外,如果未及时提钻,漏浆后塌孔,钻头便被埋在孔中，可以采取人工挖空和机械锤击的方式进行处理。

4 结语

岩溶多发区域桥梁桩基施工比较困难，如何能做好安全质量有效管控显得尤为重要。本文结合现场施工经验，对如何在岩溶区进行钻孔灌注桩施工，保证安全质量做了初步探析，希望在同类的工程施工中提供参考。