岩溶地区旋挖成孔灌注桩常见问题及处理措施

第３１卷第６期　２０１６年１２月　资源信息与工程　Ｖ０１．３１№６　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１６　岩溶地区旋挖成孑Ｌ灌注桩常见问题及处理措施　何正勇　摘要：旋挖成孔灌注桩广泛用于各类桩基础施工中，但岩溶地区的桩基础施工中存在着特殊的环境地质条件，　本文主要对岩溶地区旋挖成孔灌注桩施工过程中特殊地质条件下遇到的常见问题和采取的处理措施作了详细介　绍，以供相关人员参考。　关键词：旋挖成孔；灌注桩；岩溶地区；处理措施　中图分类号：ＴＵ７５　文献标识码：Ａ　岩溶地区由于地质条件的特殊性，地质勘察时不能　全部揭露所存在的不利地质条件。特别是在贵州地区岩　溶现象普遍存在，桩基础的施工中经常会遇到如溶洞、溶　沟、溶槽、石芽等，给桩基础施工带来如塌孔、垮孔、钻孔　倾斜等现象。在以往岩溶地区桩基础施工大部分是采用　正反循环钻进、冲击钻进技术、人工挖孔等工艺来进行成　孔施工。近十年来旋挖钻机成孑Ｌ技术以机械化、智能化、　安全高效的优点在桩基础施工中得到了广泛的使用，但　如何确保旋挖钻机在岩溶地区的成孔质量和安全高效施　工已是一个需要解决的问题。因此，对岩溶地区旋挖钻　孔施工遇到的一些常见问题进行分析并采取有效的处理　措施，才能确保成孔质量和施工的安全高效。　１　岩溶地区旋挖灌注桩施工常见问题及处理措施　在以往的资料中对岩溶地区不同成孑Ｌ工艺的灌注桩　施工一些常见的问题和处理措施有很多介绍，虽然各个　地区、各种工艺的差异，但一些常规的预防处理措施基本　差别不大。根据我们在岩溶地区旋挖钻机施工中遇到的　一些常见的问题进行分析，采用了一些针对性的处理措　施，取得了较好的效果。　１．１溶洞处理措施　在贵阳１．５环城市道路南垭立交桩基础施工中，桩　径为１　５００～２　０００　ｍｍ，桩长１８～５０　ｍ，上覆地层为回填　土、粉质粘土，基岩主要为灰岩和白云岩，个别地段岩溶　非常发育，溶洞主要表现有以下两种形式：　（１）桩平面范围内一边是岩石，一边是充填或无充　填的情况。该种形式的溶洞在勘察阶段不易发现，在钻　进过程中遇到时，常表现为钻齿消耗快且有钻齿合金崩　落现象，钻杆抖动厉害，捞渣无渣等现象。　处理措施：在钻孔过程中发现后停止施工，由于无法　判断溶洞的大小，可先钻进超过１倍桩径或钻头高度，如　果未揭穿溶洞，先下入导管到溶洞中，灌注坍落度大（２２０　ｍｍ以上）的Ｃ１５混凝土后投入部分毛石，待混凝土强度　达到８０％后再进行钻孔施工，重复采用该方法直至溶洞　底板以下。灌注混凝土段控制：溶洞顶板上２　ｍ，底板下　１　ｍ。溶洞填充具体见图１。　文章编号：２０９６—２３３９（２０１６）０６—０１２５—０２　图１溶洞填充示意图　（２）桩平面范围内是溶洞。该种形式的溶洞一般勘　察阶段基本都可以发现。如果溶洞高度大于１倍桩径或　钻头直径需要先进行处理，以免对成孔施工造成不利　影响。　处理措施：在钻孔揭穿溶洞顶板，下人导管到溶洞　底，在灌注Ｃ１５混凝土工程中向孔内投入毛石，将毛石混　凝土灌注至溶洞顶板上２　ｍ和底板下１　ｍ，待混凝土强度　达到８０％后再进行钻孔施工。　（３）对两种溶洞旋挖成孔时揭露高度小于１倍桩径　或钻头直径的Ａ桩，如与其相交的两条地质剖面上相邻　的勘察钻孔在同一层位无溶洞，采用混凝土灌注Ａ桩溶　洞后施工；如相邻的勘察钻孔有溶洞且高度小于Ａ桩所　揭露的溶洞时，先采用混凝土灌注Ａ桩溶洞后施工相邻　Ｂ桩，待Ｂ桩施工完成桩芯混凝土灌注后再施工Ａ桩。　混凝土灌注桩溶洞施工见图２。　Ｂ　Ａ　Ｂ　Ａ　一∈≥＿　溶洞及　充填物　图２混凝土灌注桩溶洞施工　．－——１２５．－——　第３１卷第６期　２０１６年１２月　资源信息与工程　Ｖ０１．３１№６　Ｄｅｅｅｍｂｅｒ　２０１６　（４）对于连续多层溶洞或超大溶洞，可采用全护筒　无充填，容易造成钻孔倾斜，发现溶洞后采用轻压慢钻　１倍桩径或钻头高度，进入完整岩层后再按正常钻进参　数进行钻进；如果溶洞高度大于１倍桩径或钻头高度，采　用前述溶洞处理方法后再继续钻进。　钻进穿过溶洞，或采用高压喷射注浆对溶洞内充填。　１．２孔壁坍塌原因及处理措施　般地层钻进过程中，孔壁坍塌的原因和处理措施　一基本上都一样。岩溶地区特殊性表现在岩土分界处容易　发生坍塌现象，主要原因为：下部岩石坚硬、岩土分界线　极不规则且分界线处多为水流侵蚀线使岩土分界线处土　质松散，钻孔后加速了地下水在岩土分界线处的流动，分　界线上部土体在水流冲刷和浸泡后易垮塌引起孑Ｌ壁大面　（４）对垂直度要求高的桩，钻进５　ｍ左右时进行钻孔　测斜，如有偏差采用筒钻轻压慢钻修孔以达到垂直度要　求，这点旋挖钻进技术有别于其他成孔工艺。　２地下水对灌注质量的影响　岩溶地区由于溶蚀造成裂隙和岩溶通道使局部地段　积坍塌现象。旋挖钻成孔过程中，旋挖钻的起下钻比较　频繁，起下钻过程中对孔壁的扰动非常大，泥浆护壁效果　无法达到其他钻进方法的效果。在桩径小于１　２００　ｍｍ　的桩在特殊地层（如回填土、砂卵石或砾石层）有时采用　复合泥浆护壁，在桩径大于１　５００　ｍｍ上的旋挖成孔泥浆　的护壁作用非常小。在城区施工中，场地狭小且环境保　护和文明施工要求高，基本上没有采用泥浆护壁。在贵　阳１．５环城市道路南垭立交桩基础和遵义新浦新区东城　大道延长线高架桥基础施工中，有５０％左右的桩均存在　岩土分界线处孔壁坍塌的现象，经过对地质资料的分析　和钻进过程中的现象判断得出：岩土分界线处溶蚀现象　发育且极不规则是孔壁坍塌的主要原因。针对这种造成　孔壁坍塌的桩，采取以下措施进行处理：　（１）上覆土层在６　ｍ左右，主要采用下钢护筒到基岩　面以下３００－５００　ｍｍ，这种处理方式较为简单、有效。　（２）上覆土层大于６　ｍ时，采用下护筒存在下不到位　或需要采用全护筒跟进的方法，这种处理受设备大小的　限制和不同规格的桩均需要准备一定数量的钢护筒，会　增加工程的费用。处理措施为：钻入基岩下５００　ｍｍ后回　填Ｃ２０早强混凝土，混凝土顶面超过坍塌面上２　ｍ，待混　凝土强度达到８０％后重新钻进；经过处理后，孔壁不再有　坍塌现象的发生，保证了成桩的进度和质量。　１．３钻孔偏斜原因及预防处理措施　岩溶地质条件下岩土分界线的不规则、岩土软硬不　均、岩层倾角大小不一以及钻进参数不当，都容易发生钻　孔倾斜现象。岩土分界线处岩土的软硬不均和岩层倾角　的大小是造成钻孔倾斜的主要因素。针对岩土的软硬不　均和岩层倾角造成钻孔倾斜，在施工中主要采取以下措　施进行处理：　（１）对岩层倾角大于４５。的软硬接合面，钻进到岩土　分界线时，采用轻压慢钻，直到钻进至岩土分界线下１倍　桩径后再采用正常的钻进参数进行钻进。　（２）对岩层倾角小于４５。的软硬接合面，钻进到岩土　分界线时，先采用小一径的钻头钻进至岩土分界线下　１倍桩径，再采用同桩径的钻头轻压慢钻至岩土分界线　下１倍桩径后再采用正常的钻进参数进行钻进。　（３）桩平面范围内遇到一边是岩石，一边是充填或　一１２６一　地下水运动剧烈，对桩芯混凝土灌注质量造成较大的影　响，容易出现桩身断裂、夹渣等质量事故。在贵阳中华中　路某基坑抗滑桩的施工中，开挖后发现１条桩（直径　１　６００　ｍｌｎ）桩身出现夹渣现象。经分析本工程地下水位　高且岩溶裂隙较发育，岩层倾向２５。，地下水为基岩裂隙　水，夹渣深度处在成孔施工时发现地下水且流量大约在　１０　ｍ　／ｈ左右，夹渣部分处于地下水的下游方向。主要原　因是桩芯混凝土灌注至此深度时，地下水的流动将混凝　土面上的沉渣冲向了另一侧，孔内上升的混凝土将沉渣　覆盖造成。为预防这种裂隙通道地下水对混凝土灌注质　量的影响，在后续施工中采取了如下措施：首先清理沉渣　保证孔底沉渣厚度≤１００　ｍｉｌｌ，其次在混凝土灌注至距地　下水通道处１　ｍ时，采用将导管埋入混凝土面３～４　ｍ，灌　注漏斗内装满混凝土，采用和初灌一样的方法进行灌注　使混凝土面快速升高到地下水通道上部，并上下窜动导　管增加混凝土的密实度，在压力作用下使混凝土有可能　进人裂隙通道。后续施工中遇到类似情况的桩开挖后检　查均未发生桩身夹渣和断裂现象。　３结语　总之，岩溶地区旋挖灌注桩施工存在着很多同常规　地质条件不同的问题，施工前需要对工程地质、水文地质　资料进行认真分析，制定各种不利地质条件施工应采取　的预防措施，防患于未然，减少潜在施工事故的发生。施　工过程中要及时根据所揭露的不利地质条件进行分析并　采取针对性的措施，做到施工方案、措施及时调整。确保　施工安全和工程质量。　参考文献：　［１］莫曼毅．岩溶地区旋挖钻孔灌注桩施工技术探讨［Ｊ］．中国科　技博览，２０１４（１９）：３８４．　［２］李飞．岩溶地区钻孑Ｌ灌注桩施工及常见问题处理［Ｊ］．安徽　建筑，２０１６（４）：３６．　［３］周建军，蒲来春．浅谈旋挖灌注桩成孔常见问题的分析及对　策［Ｊ］．山西建筑，２０１０，３６（２３）：１１０—１１１．　作者简介：何正勇（１９６８一），男，贵州赤水人，研究生，工程师，主要　从事岩土工程设计、施工和管理工作。　（作者单位：贵州地矿基础工程有限公司，贵州贵阳５５００００）