摘要：钻孔灌注桩是建筑工程常见的基础施工技术内容，当钻孔灌注桩施工遇到岩溶地质条件，施工技术的标准化规范化要求就有了更高要求。施工企业还须全面排查施工过程的不利因素，遵循施工方案和技术规范的各项要求，科学组织实施钻孔灌注桩作业。本文对岩溶地区开展钻孔灌注桩作业的成桩质量影响因素、作业方法、溶洞处理方法以及岩溶地质施工技术要点进行全面论述，为施工企业和作业人员提供有益参考。

关键词：岩溶地区；钻孔灌注桩；施工技术

引言：

在岩溶地区开展钻孔灌注桩施工，岩体破碎、裂隙发育、溶洞以及岩面凹凸不平等不利因素，对成桩质量有很大影响。岩溶地区的钻孔灌注桩作业方法包括前期准备、优化工艺流程以及两次清孔作业等，遇到溶洞地质时，要通过压注双液浆法、黏土和片石填充法以及灌低标号混凝土法等方式进行科学处理，同时施工过程要在钻进、确定稳定基岩以及桩基施工顺序等方面严格落实技术规范，通过规范化的技术操作，提升岩溶地质钻孔灌注桩作业效率和质量。

一、钻孔

1.旋挖钻机具备自动对位和垂直度水平控制仪表，对大直径长桩能保证1/100垂直度和桩位偏差100mm要求，结合泥浆控制，完全保证桩径偏差≤50mm。在成孔施工时随时掌握地层对旋挖钻机的影响情况，严格按照该地层条件下的钻进参数指导施工。在钻进过程中不能进尺太快保证有充足的护壁时间。整个成孔过程中分班连续作业，专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况，钻进过程中应经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处对钻碴定时做取样分析，核对地质资料；同时应控制好泥浆比重和粘度。

在钻进过程中，护筒内泥浆面应高出地下水位2m以上。因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，桩孔内能保持比地下水位高的水头，可以增加孔内静水压力，防止坍孔。在提钻时，须及时向孔内及时补浆，以保证孔壁的稳定性。在钻进过程中要经常检查钻斗尺寸，以防过大磨损减小孔径。

施工中根据钻头提土情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。如果发现地质情况与原钻探资料不相符立即通知有关部门解决处理，并及时调整钻进参数。

2.旋挖钻机操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示动力头压力，加压压力、主卷压力，实时监测液压系统的工作状态。成孔钻进时，钻斗自重并加压作为钻进动力，每回次进尺用仪表的显示方式确定当前钻头的运动位置即钻孔深度。当钻斗被挤压充满钻渣后，将其提出地表，操作回转操作手柄使钻机转到卸土位置完成卸土工作，再通过操作显示器上的自动回位对正装置，钻机自动回到钻孔作业位置。在重复钻进提土作业前先检查调整钻具的垂直度，以保证成孔质量。此工作状态可通过显示器的主界面中的回位标识进行监视。当钻进到设计高程，达到设计深度时，经监理工程师同意即可终止钻进。

3.根据已确定的泥浆稳定时间，最后用钻斗进行掏碴清孔。施工过程中每次提出的钻碴由其他施工机械随时运到指定位置。由于投入施工的旋挖钻机的钻头具有较高的垂直度控制系统和刚性较大的钻杆及导向系统，其孔径、垂直度、孔底残碴等均可满足规范及验收标准要求。

4.合理控制钻斗的转速和升降速度，有利于成孔质量。在开始钻进或穿过软、硬层交界处时，为保持钻杆竖直，宜缓慢进尺；在钻进过程中发现钻杆摇晃或难钻时，有可能是遇到硬石块或发生其它情况等，这时应立即提钻检查，等查明原因妥善处理后再行钻进，以免导致桩孔严重倾斜、偏移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏；遇到孔内渗水，塌孔、缩颈等异常情况时，应将钻具从孔内提出，研究妥善处理；在有泥浆的钻孔中要合理控制钻斗的转速和提升速度。

5.钻进成孔工艺操作要点：

（1）钻进过程中时常检查钻杆垂直度，确保孔壁垂直。

（2）钻进过程中及时向孔内补充配制好的泥浆，以保持孔壁稳定。

（3）钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度，防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。

（4）待接近设计孔深时注意钻进速度，控制孔深。

二、成桩

1.钻孔达到设计深度后，此时空转不进尺，加大泵量，以比重1.05～1.10的低比重新泥浆替换孔内比重较大的泥浆。

2.灌注前检查商品混凝土坍落度，坍落度控制在200±20mm，填写施工记录和浇灌申请。

3.水下灌注混凝土要求采用导灰管，管径235～250mm，灌注前应检查导管是否连结牢固。导管上口应放置隔水栓，导浆管下口距孔底距离控制在300～500mm之间。

4.保证混凝土头灌方量以及连续灌注，灌注过程中导管一直埋在混凝土面下。应有足够的混凝土储备量，不少于1.20m3，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于0.8m。

5.灌注过程中应随时测量混凝土的埋管深度，使导浆管埋入混凝土的深度在1.0～6.0m范围内，导浆管的起拔速度宜慢不宜快，以防止桩身混凝土中留有空心。

6.混凝土灌注应连续进行，混凝土最后的灌注标高应高于桩顶0.5m以上。

7.混凝土试块由专人负责，按规范要求制作。拆模后立即送实验室标准养护。

三、钢筋笼制作与放置

1.钢筋笼制作采用加劲箍成型法，保证钢筋的位置与角度准确无误。

2.钢筋笼主筋下料长度，按设计图纸中的笼长严格执行，下料使用钢筋切断机，钢筋断面与轴线垂直，端头不可弯曲，不得出现马蹄型。钢筋笼主筋采用双面搭接焊，接长度5d，并保证主筋同心度。主筋配筋时，满足每个断面接头数不超过主筋总数的50％。错开焊制，断面间距不小于1m。

3.加劲箍与主筋焊接，螺旋箍筋与主筋之间绑扎牢固。焊缝表面平整，无凹陷，焊瘤，接头处无裂纹、气孔等现象。

4.每根桩钢筋笼整体制作，纵向钢筋接头应相互错开，35倍钢筋直径范围内有接头的钢筋数量，不超过钢筋总数量的50％；螺旋箍筋接头采用搭接焊；加劲箍筋采用搭接焊封闭，与纵筋点焊连接；下放钢筋笼时要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，不得碰撞孔壁，到达设计标高后应立即固定，确保竖向钢筋的保护层厚度为50mm。

5.钢筋笼保护层每层每组不少于3个。采用直径8mm钢筋制作。间距不大于3m。确保钢筋笼在孔内放置居中。

6.钢筋笼采用25t吊车起吊，吊放时值班工长、质检人员、安全员及机台班长必须在场，由值班工长统一协调指挥。钢筋笼在运输吊放过程中严禁高起高落，以防弯曲变形。钢筋笼入孔时，应对准孔位，缓慢轻放，避免碰撞孔壁，下笼过程中如遇阻力，不得强行下放，应查明原因后继续下笼。钢筋笼均为一次起吊下孔，采用三点起吊、用吊车应保证整体、平直起吊入孔，保证钢筋笼不弯曲并垂直入孔。

四、混凝土灌注

工程桩的混凝土设计强度等级为C40，必须按水下混凝土的要求配置，混凝土的坍落度取180mm～220mm，混凝土粗骨料的最大粒径为30mm，细骨料宜采用级配良好的中粗砂。

五、溶洞处理方法

1.压注双液浆法

这种作业方法的优点在于能够使溶洞取得良好的加固效果，促进孔壁提升稳定性，对成孔作业的流沙、塌孔以及泥浆流失等问题有很好的防范作用。压注双液浆法的技术属于注料双液浆灌注工艺的一种，是利用加固材料液进行加固，它要求注浆加固灌注作业均匀进行，期间的浆液材料可连续性同步灌注，抑或浆液灌注只需十几秒，能够保证瞬间凝结或者冷却。整个灌注流程把浆液控制在可控范围，减少流失风险，提高材料利用率，非常经济适用。

2.黏土和片石填充法

这种方法在低于6米高，且允许独立性连续性实施全孔裂缝、半孔裂缝以及无底孔裂缝的溶洞填充中比较适用，也可用于需要连续或加固处理的溶洞裂缝，是一种非常实用的溶洞裂缝填充修补技术，它的优点在于方便快捷，人工费低廉。如果溶洞属于极端地质，其层间极易突发局部坍塌，然后进一步扩大到从整体上引发坍塌裂孔。这种情况下通常是先行以钻头实施冲击回填，然后回填土碎片石，最后再实施充填作业期间掺加少量黏土碎石进行复填。如果是体积庞大的溶洞，可掺入适量水泥后完成一层回填即实施一次钻头冲击，促进黏土以及片石达到标准密实度，最后要求填土饱满密实且所有层级都填满。回填作业的标准是到达地表部位与溶洞层顶部最高地表接近1到2米标高为止。

3.灌低标号混凝土法

这种方法在半地下填充洞穴、半无底填充溶洞和大流量水下溶洞中比较适用。灌填黏土浆以及片石浆等灌浆处理方法存在很大成孔难度，抑或完成成孔处理后膨胀混凝土水下灌注作业期间，泥沙可能挤垮孔壁，所以才要回填标号低一级的混凝土浆液，这就是灌低标号混凝土法。

六、岩溶地质施工技术要点

1.钻进

结合岩石实际硬度设置冲钻冲程。如果岩石强度不高，可设置较小冲程，强硬岩石就要设置更高冲程。如果岩溶地层含有漂石以及大块石，冲击方式可选择交替实施高低冲程或者高锤猛击，捣碎岩石后把它挤进孔壁，再对孔壁上的石缝进行封堵，材料以粘稠泥浆以及钻渣为宜，有效防范塌孔、孔壁漏水以及斜孔等事故。

2.确定稳定基岩

岩溶地质在施作嵌岩桩期间，设计方案要明确标注基岩的固定厚度，防止桩基在溶洞顶面设定持力层，进而引发承载能力失稳和其它事故。为保证钻孔桩基始终处于和稳定连接钻孔的基岩面，在实施逐桩钻探期间，其可钻深度通常要比设计桩长稍微大一点。前期准备阶段的测量和设计过程，一定要严格落实技术管理，高强度监测质量安全，如果作业现场冲进尺距出现显著异常，要在最短时间内与地质专家以及施工企业代表取得联系，排查成因后进行复测并调整后续工序。

3.严格落实桩基施工顺序

普通地质条件区域施作灌注桩，可对一个孔次的排孔土桩基，然后实施同步施工。分段施工有利于分段开挖以及护壁式作业合理交替完成，提高施工效率，同时能够促进作业区域水层保持压力平衡，提高施工过程作业人员安全系数。由于岩溶地质的地下和中间存在裂隙发育，因此产生串通式溶洞，所以施工流程一定要科学规划，防止邻近或多个溶洞一起进场同时作业造成清孔困难，或者引发塌孔或者串漏浆等问题。

结束语：

由此可见，中国是一个地域非常辽阔的国度，广袤的国土面积上分布着千变万化的地形地貌和地质条件，岩溶地质就是特色非常显著的独特地质。在岩溶地区开展钻孔灌注桩施工，不仅要面对错综复杂的地质状况，而且施工过程不利因素和安全风险都很高，对钻孔灌注桩施工技术的规范性和执行力都有很高要求。因此，施工企业一定要开展详细周到的地质勘察，在此基础上科学规划施工方案，提高钻孔灌注桩施工技术应用标准，确保施工安全顺利。

参考文献：

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