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摘 要根据笔者多年工作经验，对岩溶地区桩基施工过程中常见的问题进行分析，并提出了相应的处理措施，以提高岩溶地区桩基施工质量。
关键词桩基础；岩溶地区；施工方法
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)011-0142-01
桩基础由桩和承台两部分组成，通常情况下都是由几根桩共用一个承台，将柱子或桥墩等上部结构的力传给承台，然后由承台经过桩传入地基中。桥梁的钻孔桩基础是一个非常重要的部位，是主要的隐蔽工程，尤其在岩溶地区，由于地质条件复杂，施工难度大，因此，在施工和监理工作中受到了很高的重视。在施工时，要严格按照相关规范操作，要求做到对各工序严格检查，对在施工中可能出现的情况和问题，要及时采取措施，妥善处理，以杜绝质量隐患，减少国家经济损失。
在岩溶地区的许多地质特征，不仅在碳酸盐岩地区存在，而且在其他可溶性岩石地区，如白云岩、石灰岩、岩盐等地区也可见到。这种不良地质现象表现的类型非常多，桥梁桩基施工时，成孔难度大，影响施工进度。岩溶发育程度不同，施工时的难易程度也不同。
1岩溶地区施工方法探讨
在岩溶地区进行钻孔桩基施工时：①钻孔前必须首先探明岩溶出露情况、发育情况以及分布规律，特别针对隐蔽型岩溶大致延伸方向、覆盖层的厚度、岩层的倾斜方向、岩溶的形态等情况，应掌握可靠的地质资料，为桩基施工选择专用机械提供依据，便于日后科学分析事故原因，做到有目的预防，有针对性的处治；②岩溶发育强烈地区桩基施工，成孔比较困难，成孔过程中主要解决护壁、造壁、斜面钻孔和穿越等问题。
1）岩溶地区主要工程地质特征。①基岩顶面起伏不平。是由于受气温的影响，石灰岩表面主要是在地表水以及地下水的强烈侵蚀作用之下，普遍出现参差不平、犬牙交错的形态。起伏不平的基岩面，其高差一般为1 m～5 m，局部地段高差可达20余米，给桩基施工带来了困难。②浅层溶洞。基岩面下2 m～15 m范围内出现的溶洞称浅层溶洞。浅层溶洞内一般有充填物，充填物一般呈软塑～流塑状态。溶洞发育形态非常复杂，这类浅层溶洞直接影响到基岩上桩基的安全。③软土及地下水。在石灰岩溶洞地区的基岩表面，普遍分布一层厚薄不一的软土层，软土层一般呈软塑～流塑状态。其天然含水量大、承载力低、工程地质条件差，是引起上部结构不均匀沉降的主要因素；且其性质对地下水位的变化非常敏感，当地下水下降时，浮托力消减，土层固结变形，工程地质条件发生改变。
2）目前施工方法。钻孔灌注桩施工方法有反循环钻成孔法、正循环钻成孔法和潜水钻成孔灌注法。岩溶区的桥梁桩基多采用冲击钻机钻孔灌注桩施工，且以泵吸反循环冲击钻钻进成孔及传统冲击钻较为常见。反循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁的稳定。正循环钻成孔法施工工艺类似于反循环钻成孔法，只是正循环钻成孔法的排渣方式采用正循环，泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出，带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升到孔口溢进沉淀池后返回泥浆池净化，再循环使用。
目前在岩溶发育地区施工嵌岩桩最为有效的钻进方法是冲击钻孔法。它冲击能力大，穿透能力强，较易穿过溶洞顶板，且具有碎岩效率高，钻进中不需泥浆循环，不受地下水影响等优点。但是，因为岩溶地区的地质条件较复杂，基岩面埋深不一，起伏较大，无规律性，这些都对岩溶地区的冲击钻孔桩施工造成了一定的困难。
3）冲击钻孔施工的工艺流程。测量定位→埋设钢护筒→安装冲击钻机→冲击成孔及成孔检查→清孔→制作及安装钢筋笼→二次清孔→灌注混凝土→拔出钢护筒。
2施工过程中可能出现的情况及对应处理措施
岩溶地区由于地质岩性软硬不一，溶洞的位置、大小、深浅变化多，即使地质钻探时一孔一探、一桩一分析，仍不能掌握地下地质的变化情况。桩基事故主要源于岩溶地质的复杂性和特殊性，但概括起来在岩溶地区桩基施工中常见的问题主要有以下几种：
1）在施工过程中遇见溶洞，一旦发现孔内泥浆液面下降，则投用纤维物质：如旧麻袋与黄泥混合充填堵塞裂隙、溶洞以增强渗漏阻力；在漏浆比较严重的地段使用化学浆液增大浆液的黏度，当漏浆得到控制后，则按原浆液配比使用，以防止增加作业难度。也可以用大片石和泥包回填桩孔并从储浆池向孔内补浆，直到孔内泥浆面稳定后再继续冲孔；溶洞位置要反复回填，反复冲击回填黏土以增加护壁的密实度，以使黄泥、片石能封堵溶洞，防止漏浆及浇筑混凝土时混凝土流失。
若遇溶洞规模较大，可采用C20混凝土或水泥砂浆封堵（加速凝剂）。封堵时向导管灌注混凝土到溶洞顶板以上1.0 m处，上部回填黏土并注入冲洗液至孔口，待混凝土初凝后继续钻进。
2）遇起伏不平的岩面和溶洞底板时，不可盲目采用大冲程穿过，需投入黏土石块，将孔底填平，用十字型钻头小冲程反复冲捣，慢慢穿过，待穿过该层后，逐渐增大冲程和冲击频率，形成一定深度的桩孔后，再进行正常冲击。
3）出现卡钻、偏孔及斜孔，溶洞顶部岩层倾斜，岩石强度不一，易导致卡钻、偏孔及斜孔等问题，因此必须在钻进过程中仔细核对地质情况，随时检查钻机和孔位。在钻至溶洞时要改用小冲程钻进，做到轻击、慢打。遇到卡钻后一定要沉着冷静，切不可盲动，更不可强行提拉，以免造成大绳拔断而引起掉钻事故。当钻头可活动时，可上下提动钻头，使钻头转动一个角度，反复尝试，用吊机配合，有可能提出，如无效，可采用水下小爆破振动法将钻头振松后立即提出。如遇偏孔及斜孔情况，可以采取回填片石或浇筑素混凝土，纠正钻头偏斜，再向下冲孔。
4）塌孔，钻孔灌注桩基施工中塌孔的主要原因是：①泥浆比重不够，未形成可靠护壁。②钻头或取渣简等撞击孔壁，破坏了护壁泥皮。③出现漏浆时，处理不及时等。常用的处理方法：回填做成球状的优质黏土团夹部分块石，同时将泥浆调黏，比重调至1.6左右，采用小冲程冲孔固壁，防止塌孔扩大。
5）断桩，岩溶地区桩基断桩产生的主要原因是由于溶洞相互沟通，灌注时难以测出混凝土数量，水下混凝土流失严重，导管接头密封不紧等造成断桩。断桩的发生，是工程中危害最为严重而且最难处理的一种事故，故应以预防为主，在岩溶地区施工应采取必要的措施：①每次灌注时应在漏斗中存备足够的混凝土。②施工过程分工细致，及时记录，保证混凝土的连续性。严密注视混凝土面上升速度，保证2m的埋管深度，同时减少对下部混凝土的扰动。③根据现场实际的地质情况，在混凝土穿越溶洞区时，在保证上述条件的同时，应严格控制混凝土的浇筑速度及导管的埋深。混凝土浇筑过快就会对孔壁产生过大的冲击和挤压，容易造成穿孔。导管埋深在满足规范的要求下应尽量大点，最好能保证导管底部处于溶洞区以下0.5m～1.0m，避免因护壁穿孔造成断
桩。
3结束语
由于岩溶地区地质具有复杂性和多样性，因此在岩溶地区施工时，必须对前期准备工作高度重视，尽量探明桩基地质情况；根据工程实际要求和地质构造特点制定合理的、行之有效的施工方案，保证工程技术可行、质量可靠；对施工全过程加强监控，切实执行设计和规范要求，不因桩基施工场地发育有溶洞难以施工而降低规范标准；切实加强施工组织管理，制定相应的安全质量保证措施，并做好应急处理预案。
关键词桩基础；岩溶地区；施工方法
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)011-0142-01
桩基础由桩和承台两部分组成，通常情况下都是由几根桩共用一个承台，将柱子或桥墩等上部结构的力传给承台，然后由承台经过桩传入地基中。桥梁的钻孔桩基础是一个非常重要的部位，是主要的隐蔽工程，尤其在岩溶地区，由于地质条件复杂，施工难度大，因此，在施工和监理工作中受到了很高的重视。在施工时，要严格按照相关规范操作，要求做到对各工序严格检查，对在施工中可能出现的情况和问题，要及时采取措施，妥善处理，以杜绝质量隐患，减少国家经济损失。
在岩溶地区的许多地质特征，不仅在碳酸盐岩地区存在，而且在其他可溶性岩石地区，如白云岩、石灰岩、岩盐等地区也可见到。这种不良地质现象表现的类型非常多，桥梁桩基施工时，成孔难度大，影响施工进度。岩溶发育程度不同，施工时的难易程度也不同。
1岩溶地区施工方法探讨
在岩溶地区进行钻孔桩基施工时：①钻孔前必须首先探明岩溶出露情况、发育情况以及分布规律，特别针对隐蔽型岩溶大致延伸方向、覆盖层的厚度、岩层的倾斜方向、岩溶的形态等情况，应掌握可靠的地质资料，为桩基施工选择专用机械提供依据，便于日后科学分析事故原因，做到有目的预防，有针对性的处治；②岩溶发育强烈地区桩基施工，成孔比较困难，成孔过程中主要解决护壁、造壁、斜面钻孔和穿越等问题。
1）岩溶地区主要工程地质特征。①基岩顶面起伏不平。是由于受气温的影响，石灰岩表面主要是在地表水以及地下水的强烈侵蚀作用之下，普遍出现参差不平、犬牙交错的形态。起伏不平的基岩面，其高差一般为1 m～5 m，局部地段高差可达20余米，给桩基施工带来了困难。②浅层溶洞。基岩面下2 m～15 m范围内出现的溶洞称浅层溶洞。浅层溶洞内一般有充填物，充填物一般呈软塑～流塑状态。溶洞发育形态非常复杂，这类浅层溶洞直接影响到基岩上桩基的安全。③软土及地下水。在石灰岩溶洞地区的基岩表面，普遍分布一层厚薄不一的软土层，软土层一般呈软塑～流塑状态。其天然含水量大、承载力低、工程地质条件差，是引起上部结构不均匀沉降的主要因素；且其性质对地下水位的变化非常敏感，当地下水下降时，浮托力消减，土层固结变形，工程地质条件发生改变。
2）目前施工方法。钻孔灌注桩施工方法有反循环钻成孔法、正循环钻成孔法和潜水钻成孔灌注法。岩溶区的桥梁桩基多采用冲击钻机钻孔灌注桩施工，且以泵吸反循环冲击钻钻进成孔及传统冲击钻较为常见。反循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁的稳定。正循环钻成孔法施工工艺类似于反循环钻成孔法，只是正循环钻成孔法的排渣方式采用正循环，泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出，带动钻渣沿钻杆与孔壁之间的环状空间上升到孔口溢进沉淀池后返回泥浆池净化，再循环使用。
目前在岩溶发育地区施工嵌岩桩最为有效的钻进方法是冲击钻孔法。它冲击能力大，穿透能力强，较易穿过溶洞顶板，且具有碎岩效率高，钻进中不需泥浆循环，不受地下水影响等优点。但是，因为岩溶地区的地质条件较复杂，基岩面埋深不一，起伏较大，无规律性，这些都对岩溶地区的冲击钻孔桩施工造成了一定的困难。
3）冲击钻孔施工的工艺流程。测量定位→埋设钢护筒→安装冲击钻机→冲击成孔及成孔检查→清孔→制作及安装钢筋笼→二次清孔→灌注混凝土→拔出钢护筒。
2施工过程中可能出现的情况及对应处理措施
岩溶地区由于地质岩性软硬不一，溶洞的位置、大小、深浅变化多，即使地质钻探时一孔一探、一桩一分析，仍不能掌握地下地质的变化情况。桩基事故主要源于岩溶地质的复杂性和特殊性，但概括起来在岩溶地区桩基施工中常见的问题主要有以下几种：
1）在施工过程中遇见溶洞，一旦发现孔内泥浆液面下降，则投用纤维物质：如旧麻袋与黄泥混合充填堵塞裂隙、溶洞以增强渗漏阻力；在漏浆比较严重的地段使用化学浆液增大浆液的黏度，当漏浆得到控制后，则按原浆液配比使用，以防止增加作业难度。也可以用大片石和泥包回填桩孔并从储浆池向孔内补浆，直到孔内泥浆面稳定后再继续冲孔；溶洞位置要反复回填，反复冲击回填黏土以增加护壁的密实度，以使黄泥、片石能封堵溶洞，防止漏浆及浇筑混凝土时混凝土流失。
若遇溶洞规模较大，可采用C20混凝土或水泥砂浆封堵（加速凝剂）。封堵时向导管灌注混凝土到溶洞顶板以上1.0 m处，上部回填黏土并注入冲洗液至孔口，待混凝土初凝后继续钻进。
2）遇起伏不平的岩面和溶洞底板时，不可盲目采用大冲程穿过，需投入黏土石块，将孔底填平，用十字型钻头小冲程反复冲捣，慢慢穿过，待穿过该层后，逐渐增大冲程和冲击频率，形成一定深度的桩孔后，再进行正常冲击。
3）出现卡钻、偏孔及斜孔，溶洞顶部岩层倾斜，岩石强度不一，易导致卡钻、偏孔及斜孔等问题，因此必须在钻进过程中仔细核对地质情况，随时检查钻机和孔位。在钻至溶洞时要改用小冲程钻进，做到轻击、慢打。遇到卡钻后一定要沉着冷静，切不可盲动，更不可强行提拉，以免造成大绳拔断而引起掉钻事故。当钻头可活动时，可上下提动钻头，使钻头转动一个角度，反复尝试，用吊机配合，有可能提出，如无效，可采用水下小爆破振动法将钻头振松后立即提出。如遇偏孔及斜孔情况，可以采取回填片石或浇筑素混凝土，纠正钻头偏斜，再向下冲孔。
4）塌孔，钻孔灌注桩基施工中塌孔的主要原因是：①泥浆比重不够，未形成可靠护壁。②钻头或取渣简等撞击孔壁，破坏了护壁泥皮。③出现漏浆时，处理不及时等。常用的处理方法：回填做成球状的优质黏土团夹部分块石，同时将泥浆调黏，比重调至1.6左右，采用小冲程冲孔固壁，防止塌孔扩大。
5）断桩，岩溶地区桩基断桩产生的主要原因是由于溶洞相互沟通，灌注时难以测出混凝土数量，水下混凝土流失严重，导管接头密封不紧等造成断桩。断桩的发生，是工程中危害最为严重而且最难处理的一种事故，故应以预防为主，在岩溶地区施工应采取必要的措施：①每次灌注时应在漏斗中存备足够的混凝土。②施工过程分工细致，及时记录，保证混凝土的连续性。严密注视混凝土面上升速度，保证2m的埋管深度，同时减少对下部混凝土的扰动。③根据现场实际的地质情况，在混凝土穿越溶洞区时，在保证上述条件的同时，应严格控制混凝土的浇筑速度及导管的埋深。混凝土浇筑过快就会对孔壁产生过大的冲击和挤压，容易造成穿孔。导管埋深在满足规范的要求下应尽量大点，最好能保证导管底部处于溶洞区以下0.5m～1.0m，避免因护壁穿孔造成断
桩。
3结束语
由于岩溶地区地质具有复杂性和多样性，因此在岩溶地区施工时，必须对前期准备工作高度重视，尽量探明桩基地质情况；根据工程实际要求和地质构造特点制定合理的、行之有效的施工方案，保证工程技术可行、质量可靠；对施工全过程加强监控，切实执行设计和规范要求，不因桩基施工场地发育有溶洞难以施工而降低规范标准；切实加强施工组织管理，制定相应的安全质量保证措施，并做好应急处理预案。