浅谈岩溶地区地质冲孔灌注桩的施工工艺

摘要：本文首先论述了在岩溶地区冲击灌注桩的施工难点，进而论述岩溶地区地质冲孔灌注桩的施工要点，最后就卡钻和塌孔这两个施工中常可能出现的问题进行简要阐述，以供参考。

关键词：岩溶地区；冲孔灌注桩；施工

Abstract: this paper first discusses the impact in the karst area of filling pile construction difficulties, and then discusses geological punch filling pile in karst region, the key points of construction, finally the card drill hole collapse and the two problems that may occur in the construction is briefly described, for reference.

Keywords: karst region; Punch filling pile; construction

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1前言

冲孔灌注桩是灌注桩的一种，其是直接在桩位上冲击钻成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成，主要用于岩土层中成孔，成孔时将冲锥式钻头提升到一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆。近年来，该灌注桩被广泛应用于建筑工程中。但在岩溶地区施工冲孔灌注桩时，由于岩溶地貌发育产生的溶洞、土洞、岩面倾斜等不良地质情况对冲孔桩的影响较大，是此类地区冲孔桩施工的难点。在此，本文就岩溶地区地质冲孔灌注桩的施工工艺展开阐述，以供参考。

2在岩溶地区冲击灌注桩的施工难点

2.1在岩溶地区，由于岩溶和裂隙发育，在冲击成孔用泥浆护壁时，若补浆不及时，则护壁泥浆面下降导致塌孔、扩孔、埋钻，甚至破坏整个孔位、引起地面塌陷，危及机械及人员的安全。

2.2冲孔灌注桩桩径范围内基岩纵、横向起伏较大，部分溶蚀导致基岩半边露头，在钻进过程中容易出现斜桩和卡钻。

2.3在岩溶地区，地下水丰富地区，冲孔时涌水量大，孔底沉渣难于控制，给桩基施工和混凝土浇筑都带来一定难度。

2.4在岩溶地区，溶洞或岩溶发育带多处于基岩顶部，以基岩为持力层的桩基，其桩尖下可能存在勘探时未被发现的溶洞，若洞顶厚度不大，则对桩机的安全工作存在潜在的危险。

3岩溶地区地质冲孔灌注桩的施工要点

3.1成孔

1.冲孔过程中，桩孔附近只能堆放用于填充溶洞的粘土及片石。粘土含砂率要低，保证粘土的质量才能制造优质泥浆。片石粒径大约是20cm×20cm方便填充。

2.成孔过程中，应密切观察泥浆液面变化，如出现泥浆面骤然下降时，应马上将桩锤提起，同时向桩孔补充泥浆，抛填片石和粘土等，直至泥浆面稳定。

3.当冲孔桩施工冲至岩层面时，要用线锤沿桩孔的四周吊吊看是否都是同样的岩石，即全面入岩。。如果不是全断面入岩，那么就要冲至全断面入岩的位置，以此作为入岩的初始点，在这个位置再按设计要求的入岩深度冲下去，直到达到设计要求的入岩深度为止。

4.在成孔过程中，为预防塌孔，应将钢护筒坐落在亚粘土层上，再继续冲击成孔。

5.在成孔过程中，应经常检查桩孔的垂直度，溶洞位置容易偏孔。穿过溶洞时应控制冲程，避免卡锤。出现漏浆情况，应立即将锤拉起，防止塌孔造成埋锤。

6.如果在成孔过程中突然出现塌孔，如成孔深度不大时，可全孔回填粘土，暂停一段时间后再深埋钢护筒到不透水层，方可重新钻孔；若成孔深度较大时，可将钢护筒一直坐落在塌孔的喇叭口下缘的亚粘土层上，护筒周围回填粘土，挤实，再重新钻孔。

3.2清孔

1.为满足混凝土灌注的需要与满足规范要求的沉渣厚度，成孔之后，需要进行第一次清孔，将底部沉渣清出，并降低泥浆比重，达到规范要求的沉渣厚度和泥浆比重。

2.在安放好钢筋笼后，应再次测定沉渣厚度与泥浆比重，如不符合规定要求，应进行二次清孔。

3.在清孔过程中，由于泥浆比重降低，孔壁压力减小，因此在施工时应确保泥浆质量，提高胶体率，保持其粘性，以确保施工安全。

4.清孔后底部残碴不得大于5cm。

3.3钢护筒安放

1.钢护筒选择。单层钢护筒内径应大于桩直径10cm，多层护筒最内层护筒内径应大于桩直径10cm，其外面一层护筒内径应大于内层护筒外径10cm，以此类推。要求钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为9mm为宜，耽搁大额on规定用单层护筒，两个大溶洞用双层护筒，以此类推。

2.当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，当冲锤不明显受阻时，即可用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。

3.钢护筒放下之后，做好固定措施，不但要配制吊筋防止钢护筒下坠，还要采取措施防止钢护筒上浮。在钢护筒旁边应焊接耳筋，保证钢护筒不偏离桩中心。

4.在下放钢护筒时，为使钢护筒能顺利下沉，可在施工中充分利用冲击钻的扩孔功能；当冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系数较小时，不能满足护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。

5.每节护筒振打完毕之后，都应检测护筒的垂直度及护筒中心与桩位中心的偏差，护筒四周的高差应控制在2cm以内，护筒中心偏差不能大于5cm，避免出现偏孔与偏位。

3.4混凝土灌注

1.由于在冲击成孔过程中，桩孔周围经过泥浆浸泡，侵蚀，有些地方土质较软，因此可采用混凝土泵车在安全地带灌注混凝土。

2.在配制混凝土配合比时，需要控制骨料最大粒径，且混凝土坍落度宜控制在180-220。

3.确保首灌量。混凝土的首灌是保证桩质量的至关重要的环节，如果首灌控制不好，就会导致桩身混凝土中夹泥的情况，以及沉渣厚度达不到要求，使得桩不合格。

①首灌量的计算。首灌量的计算原则是保证第一斗混凝土倒下去后能够淹没导管100㎝深，计算方法是

首灌量=桩的截面积×H＋V

式中，H=导管离孔底的高度（一般为25--40㎝）＋100㎝；

V——导管中高出H部分的混凝土量，它是用来抵消泥浆反压力的。

②首灌方法。首灌方法就是要使首灌量的混凝土一下子冲到孔底，利用其冲击力将泥浆和孔底沉渣冲挤上来。在施工时，通常是用铁丝绑住一个管塞，塞在装料斗的管口处，装好料后，将铁丝剪断，混凝土和管塞一起冲到孔底。

4.在灌注过程中，应合理控制注浆速度与压力，以便浆液能充分渗透到周围的填充物之中，最终形成足够的固结体。注浆的压力一般控制在0.5-1.0MPa，如果孔内存在压力时可用其他注浆孔作为减压孔。注浆速度应根据填充物的性质决定，一般宜控制在15-20L/min，以便浆液能渗透到填充物内包含灌入的砂或碎石。

5.分段注浆不得大于lm，宜在0.3-0.5m；注浆孔位误差一般不应大于10cm，孔位实际误差不应超过0.2m。

6.在施工过程中，为避免应等料时间过长而使混凝土面下降，应保证混凝土料供应及时。

7.在灌注了一定量的混凝土后，则可开始拆除导管，以避免混凝土灌注过深后导管无法拔出。拆导管前，一定要用线锤吊下去探一探看混凝土面的深度，由此判定是否应拆导管以及拆导管的长度。

8.浇筑混凝土时，埋管不应少于3m，不宜高于6m，且最好不要在溶洞的位置拆管。要严格控制好混凝土质量，对和易性不好的混凝土坚决不能使用。

9.在混凝土灌注过程中，为避免出现塌孔、混凝土下沉等事故，应密切泥浆面和桩孔周围情况。如果出现泥浆面快速下沉，应立刻将导管放至最低，并加快混凝土灌注速度，等到泥浆面稳定后，立刻用线锤测定混凝土面高度，确定埋管深度，若无埋管深度，则应拔出钢筋笼，重新回填再次处理。如果出现坍塌，立即停止灌注混凝土，撤离人员至安全地带，拔出钢筋笼，重新回填再次处理。

4施工中出现的问题处理

4.1卡钻

卡钻是石灰岩地质桩施工中常见的问题之一。在冲孔桩施工中，在冲击溶洞顶部时过猛，最容易发生卡钻。其处理方法为：（1）轻度卡钻时，可用桩机持续反复上提拔钻头，但须注意拔力；（2）采用小剂量炸药松动爆破，一般用药量为300-500g。

4.2塌孔

塌孔是冲孔灌注桩基施工中较为常见的问题之一，造成塌孔的原因有：（1）泥浆比重不够，未形成可靠护壁，不能支撑洞内填充物，从而导致塌孔；（2）钻头或取碴筒等撞击孔壁，破坏了护壁泥皮，从而导致塌孔；（3）遇土（溶）洞时，孔内水头下降太快来不及处理，水头高度不够或孔内出现了承压水，降低了静水压力差，从而导致塌孔。

通常，处理塌孔的方法为：及时补充泥浆，保持孔内水头高度，抽入粘土、片石混合料，采用小冲程冲孔固壁，防止坍孔扩大。若发生了地表塌陷，可拔出钢护筒，回填塌孔，新压入护筒再钻。

参考文献：

[1]杨炯辉，张云峰.论岩溶条件下地质冲孔灌注桩的施工技术与对策[J].建材与装饰，2011（06）.

[2]汪海波.冲孔灌注桩中溶洞处理施工技术[J].广东建材，2010（6）.

[3]郑家伟.冲孔混凝土灌注桩溶洞处理方法初探[J].城市理论建设研究，2012（3）.