H12-岩溶地区桥梁桩基施工溶洞处理

第一篇：H12-岩溶地区桥梁桩基施工溶洞处理

岩溶地区桥梁桩基施工溶洞处理

作者：黄学超 陶磊

单位：中国十九冶渝湘高速公路

H12合同段项目经理部

摘要：本文着重叙述了在岩溶地区桥梁挖孔桩桩基成孔施工中遇到溶洞时造成施工困难的实例分析以及所采取的沉钢护筒护壁跟进钻孔成孔施工方法。

关键词：岩溶地区 桥梁桩基 溶洞处理

一、工程概况

渝湘高速公路H12标位于武陵山区，共有大中桥5座，其中包括一处互通式立交。桥梁桩基桩30%处于岩溶发育区,地质结构复杂,表现在溶洞、裂隙比较普遍,岩面倾斜较大,根据地质资料揭示,溶洞内充填粘土,含碎石、砂且漏水,洞体高度一般在1m 以上,大者达5m ,溶洞分布深度、高度无规律，其中玉屏互通立交A匝道桥5#-7#桩基位于溶溪河岸，岩溶尤其发育。

二、施工方案的选定

根据地质钻探资料,结合附近路基挖方爆破段的地质结构(泥石填充胶结性较好),对于一般的小溶洞，且溶洞内无或者有很少渗水的桩基溶洞，采用同桩基砼标号相同的混凝土进行填充后方进行人工挖孔施工。对于溶洞较大，且洞内不断涌出水和沙的溶洞，决定采用冲击钻孔灌注桩的桩基施工方法,并使用沉钢护筒护壁跟进钻孔,将钢护筒下沉2～3m 护壁,保持水头回填粘土、片石(掺入水泥、锯末)等孔壁自稳能力,保证河床稳定,杜绝孔口坍塌,防止灌注砼的大量流失,成孔把握性大,作业面广。但其中玉屏互通立交A匝道桥5#-7#桩基用冲击钻孔灌注桩的桩基施工后出现塌孔现象，原因为溶洞过大，且溶洞与溶溪河相通，钻孔施工时填的黄土均流向河中，造成泥浆比重下降，导致塌孔。对于A匝道桥5#-7#桩基出现的现象，决定采用沉钢护筒护壁跟进钻孔，钢护筒跟进深度与桩基深度相同，以保证钻孔施工过程中填入黄土不流失及泥浆比重的稳定性。

三、钻孔施工中易出现的问题、原因分析及防治处理 1、裂隙漏浆

裂隙漏浆产生后,难以形成设计桩位的圆孔,表现为扩径或塌孔,严重时将钻机倾倒。（1）原因分析

一般的钻孔桩施工也会出现塌孔等问题。但在岩溶地段这种现象尤为明显。因为岩层表面的溶沟、槽与溶洞相互串通,又与地下水形成 暗流,通过透水性强的砂砾层、卵石层与地下水相连接,钻孔中泥浆比重较大,孔内水压与暗流水压造成漏浆,当钻头击穿无填充物或少量填充物溶洞顶板时,孔壁失去孔内压力,孔内水头急剧下降,外部地下水渗透水压过高而产生动压力,引起孔壁坍塌。塌孔的表现形式也多样化。当护筒下沉与岩面连接不密时,坍塌多发生在护筒底:当钻机击穿溶洞顶板时,仅三四分钟孔内水头下降3～5m深,造成孔四周钢管、方木等落入孔中,护筒也下沉;有时两桩基之间突然下陷深约3m ,直径5m 左右的大坑;有时桩基在施工中,短短2 分钟,孔内漏浆量达16m3 ,补水一下难以完成,造成钻机倾覆。（2）预防及处理措施 A、要求司钻人员对照地质钻探资料检查孔内水头高度,泥浆稠度和孔外水位变化,及时取碴分析,发现异常,及时处理。与普通的钻孔桩所用的泥浆相比,岩溶地段处所需的泥浆质量和比重要加强,其技术指标应符合: 比重: 1.2 ～ 1.4;粘度≮20s;胶体率≮95 %;PH 值> 6.5。优质的泥浆取决于优质的粘土,当缺少优质粘土时,可在泥浆中掺入适量的水泥、锯末,以提高泥浆的胶体率,悬浮能力。黄土水泥按1∶0.3配比,锯末按10 %掺入。

B、进行抛填,将片石、粘土及水泥作为混合物,视漏浆程度反复抛填,冲击一次应1～3m ,到不漏、稳定为止。当漏浆太快散填难以达到目的时,应采用集中抛填将粘土,水泥成袋回填,片石集中填入,要求短时、集中。具体地讲,有可分为两种情况①在溶洞洞体小,充填物多为不稳定土层时,应回填片石以低冲程反复冲砸,使孔底出现一个平台,再转入正常冲击,通过溶洞进入充填地段时,采用泥浆护壁,使用优质泥浆保持洞内水头高度,适时向孔内投入泥块和袋装粘土及少量片石,采用低冲程将填充物挤入洞内及裂隙以加固孔壁防止漏浆或塌孔。②对于洞体较大,填充物为流塑状态时,采用孔口下3～4m 的钢护筒,四周加固,以稳定孔口(对于土质较差的孔口,在护筒下部浇筑35cm厚的砼),孔内选用优质胶土造浆,保持孔内水位高度,在快到溶洞地时,投入片石、泥块、粘土,钻机低冲程冲击,同时观测孔内泥浆的沉降,孔旁备料待填,必要时加入水泥(散或成袋)以加快固结填充,防止漏浆塌孔,有的桩孔需反复数次,才能控制住。

2、偏孔（1）原因分析 因溶沟、溶槽岩面倾斜,顶板厚度不均,加上有孤石等偏孔易出现,纠偏是该种地段最频繁的内容,贯穿于整个过程。

（2）预防及处理措施钻孔时每进1～2m 便自检一次,如发现偏 孔提出钻头,抛入片石1～2m 厚以低冲程冲击,一般便可纠正。如反复抛填仍难以纠偏时,需清孔后用C25 级水下砼(掺早强剂)灌注1～1.5m ,待强度达到70 %时再继续钻孔。

3、卡钻、掉钻（1）原因分析

一方面由于岩面倾斜,溶沟、溶槽挤钻,而钻头转向装置不灵活产生梅花孔而卡钻。另一方面因地质构造复杂,判断失误也易造成卡钻。在 处理卡钻时,钢丝绳断或钻头挤死无法打捞而形成掉钻。（2）预防及处理措施

在钻孔过程中要经常检查钻具、钢丝及钻头直径磨损程度。在钻头上焊上角钢穿钢丝绳、引套等处理卡钻效果较好。一旦发生卡钻、掉钻, 可以利用钢丝绳或引套将钻头轻轻提出。若无法提出钻头,可视具体情况处理。如有一桩基,只差20cm 便可成孔时,钻头掉入溶槽中,据地质勘探,下部已达到完整岩层,所以采用回填1m厚片石大冲击,并测其沉降量,直到达完整岩层且无沉降为止。

4、断桩（1）原因分析

A、在岩溶地段由于溶洞相互连通,灌注时难以测出混凝土数量,使水下砼流失无法估量,如有一桩基,设计灌注为20.52m3 ,实际灌注为 60.23m3 此时容易造成断桩。B、灌注时的混凝土配合比不合理或石子的 级配不合理造成离析、板结将导管阻塞而出现断桩。C、灌注水下混凝土时往往由于机具、材料

准备不完善从而造成断桩。如砼拌和机输送设备出现故障而无备用。又如导管接头密封不禁等原因。D、拆卸导管不及时埋管较深。（2）预防及处理措施

A、每次施工前,必须备用一台搅拌机及发电机,并检测导管的密封性,备足砂石料及水泥。

B、分工明确,记录及时,保证混凝土施工连续性。

C、测量混凝土面的上升速度,若上升缓慢必是流失,要保证埋管深度,减少对下部混凝土的扰动。D、混凝土要有合理的级配。

四、结束语

在溶岩地段采用钻孔灌注桩施工有应用面较广,材料就地取材,加快工程进度,提高经济效益,而且质量容易控制等优点。通过这次实践, 初步掌握了一些钻孔桩溶洞处理施工方法,希望能为今后开展这方面的工作起到积极作用。参考文献：无

第二篇：桥梁桩基溶洞处理

武汉建工股份有限公司 桥梁岩溶桩基施工专项方案

岩溶地区由于地层岩性软硬不宜，裂隙发育，溶洞的位置、大小、深浅变化多，即使工程地质勘察钻探时一桩一探，一桩一分析，桩基施工时采取超前地质钻探，仍不能准确把握复杂的地质情况。另外钻探有时会留下钻杆、钻头等遗留物，增加了施工的难度系数。这些都给桩基施工造成一定的困难，因而施工中容易出现问题。对此应做好充分准备，有针对性地采取相应措施，防止桩基质量事故的发生。

一、岩溶裂隙及小型溶洞的处理

对岩溶裂隙及小型尺寸定义为0.5m以下，其危害性相对较轻，一般冲击钻孔施工通过溶蚀裂隙发育密集段时，工艺上要求通常进尺一段深度时必须回填一定量粘土，在冲锤冲击作用下挤入裂隙堵塞桩孔周边溶蚀裂隙，同时可以保持泥浆密度。裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆。

主要处理措施为：

1.1、入岩前，准备充足的水源和1～2台水泵，同时准备足够的粘土、片石等溶洞处理所需要材料。片石采用强度≥30MPa石灰岩，片石粒径为15-50cm。

1.2、密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面迅速下降时，证明在漏浆，首先要赶快补水，然后将片石加粘土按6：4的比例往下投入孔内再重新开钻。当再次漏浆时，仍按上述方法处理，即可逐步解决裂隙漏浆的问题。二、一般溶洞处理

一般溶洞是指洞高一般小于4m，连通性较差的溶洞。一般溶洞施工以做好预防为主。钻孔前在附近储备大量粘土、片石及一定数量的袋装水泥，钻孔施工过程中，要求配备水泵和充足的水源，保证一旦漏浆，可以立即进行补水补浆。

对于空溶洞或半充填的溶洞，特别是超前钻显示漏浆的溶洞，在击穿洞顶之前，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻，要专人密切注意桩机底盘水平、岩样和护筒内泥浆面的变化一旦发现泥浆面下降、孔内水位变化较大、泥浆稠度、颜色发生变化或钻进速度明显加快又无偏孔现象时，表明已穿越溶洞顶进入溶洞。应根据溶洞的大小和洞内的填充物采取不同的技术措施。首先应迅速用大功率泥浆泵补浆补水，同时及时提钻，防止埋钻，然后用铲车或小型挖掘机（60型）及时将准备好的片石、粘土按适当的比例抛入、必要时投以袋装水泥，仍采用小冲程轻砸，用桩锤击碎后让黏土和片石充分挤入溶洞内壁发挥护壁作用。直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此后可用冲锤进行适

武汉建工股份有限公司 当挤压，直至把桩基周围的溶洞都填满或堵死为止，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。击穿溶洞顶板后，要用冲锤将溶洞顶板处的桩孔修理圆滑，以防卡钻或卡钢筋笼。

若溶洞内进尺过快，则在孔底已穿过溶洞底后，再次提升钻头，投入片石、粘土，重新进行冲砸，使块石与粘土在溶洞内挤密形成一道环壁，保证成孔质量。

每遇到一层溶洞，无论是否漏浆，是否为充填溶洞均应向孔中投入一定数量的比例为6：4的片石、粘土，然后用小冲程冲击投下的混合物，使其挤入裂隙、溶洞内，如此反复操作，多次挤入溶洞通道固壁。在钻进过程中，应适当增加粘土数量，提高泥浆密度。若溶洞充满后孔内有漏浆现象，可抛填水泥包、粘土包并用小冲程挤压，使水泥与泥浆混合填充在漏浆的缝内，使缝隙饱满，待水泥与泥浆凝结后再恢复冲进。

三、大型溶洞处理

3.1、回填封堵漏浆

遇到较大的溶洞，特别是溶洞底部原本存在漏浆源的半充填溶洞，在溶洞形成的过程中已充填的粉土、卵石等将漏浆源堵住，冲孔过程中充填物滑落或被重新揭开，造成重新漏浆。为了堵住漏浆源，发现漏浆后，集中水泵向孔中补水以保持水头，同时立即向孔中抛袋装水泥，然后向孔中投入3～5m厚粘土、片石混合物，待漏浆停止后重新冲孔，冲孔到漏浆部位的时间宜控制在水泥终凝时间之前，然后停止6～10h。如此反复操作，直到凝固后的水泥粘土浆把漏浆源堵死为止。

3.2、钢护筒跟进法

遇到特大型空溶洞或半充填的溶洞时，为防止漏浆造成孔壁坍塌，采用预钻孔，然后埋钢护筒隔离上部松软覆盖层的方法进行处理。穿越大型空溶洞或半充填的溶洞时，采用护筒跟进法可达到较好的效果。即先采用较大直径的钻头冲击至溶洞顶，1.0m以后下内护筒至孔底，在换小钻头继续冲砸，直至击穿溶洞，然后回填粘土、片石混合物，采用反复冲击的办法将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。此方案的关键在于：

a、内护筒必须位置准确； b、内护筒必须具备足够的刚度；

c、击穿溶洞后及时回填粘土、片石混合物。

对于桩基穿越溶洞高较大的空洞时，采取下钢护筒的处理方案。冲击钻冲穿溶洞后，打入比孔口护筒稍小的钢护筒，用导向锤将钢护筒振至溶洞底岩面。钢护筒跟进法一般情况下必须同时结合采用溶洞内回填片石冲进以及溶洞底部与护筒脚之间的封

武汉建工股份有限公司 堵处理，否则处治效果可能大打折扣。

3.3灌注砼护壁二次成孔钻进法

对于桩基穿越洞高较大且填充物为流塑状溶洞时，由于溶洞较高，且泥浆的侧向压力较大、自稳性较差，如果采用单一的回填片石和砾石等或回填片石后下钢护筒的方法，回填物可能随流塑状填充物涌向桩孔，抛填数量难以估计，清孔困难，在施工砼灌注桩时存在质量隐患，且大量泥浆涌入桩孔或砼大量流失极易造成断桩。因此，在穿越填充物为流塑状的大尺寸溶洞时，还可以采用以下方法，即钻至溶洞底板后，不用清孔，即向孔内灌注水下砼到溶洞顶0.5m左右，待砼达到7d强度后，重新钻进。灌注的砼会在桩孔周围形成一个圆形或半圆形围护，可有效防止溶洞内流塑状填充物涌入或砼流失而引起的断桩。

四、多层溶洞处理

通过由小型和一般溶洞组成的多层溶洞时，岩溶发育层溶洞数量多且期间多夹杂风化裂隙岩体，一般多出现漏浆、斜孔等病害，因此处理方法可采用处理多个一般溶洞的方法一一解决，由于溶洞规模较小，钻探范围有限，钻孔一般不能穿过所有桩孔范围的溶洞，因此钻探资料往往不能如实反映岩溶发育情况，而将一些深层的小型溶洞遗漏，这些小型溶洞在施工时才被发现，于是时常出现原设计桩底高程不能满足终孔要求现场变更的情况。

由大型溶洞组成的多层溶洞的处理可综合采用灌浆法和内护筒法，可以采用全套护筒法，穿过溶洞使钢护筒底部支撑在溶洞底板或顶板上，接着重新再护筒内钻孔，如还是漏浆，则采用下内护筒等方法进行处理。

多层溶洞，根据溶洞层数、大小和填充物的情况，采用片石、多层护筒嵌套施工相结合的方法进行处理。开钻前，根据工程地质纵剖图，确定哪层溶洞需埋设钢护筒及个数，开孔时根据埋设钢护筒的数量确定孔径，一般内套护筒比外层护筒小15cm，最内层护筒内径不小于设计桩径+0.15m。处理溶洞前，外层护筒应穿过砂层，以防塌孔。应根据不同护筒直径选用不同的冲锤。

五、不完整溶洞处理

岩溶地区相对较复杂，常会遇到岩面呈斜面、陡坎、石笋、溶沟、溶槽等复杂情况，处理这些情况，可采取两种方法：

A、抛填粘土片石，反复冲击成孔在孔内分层抛填片石、粘土，然后冲击钻反复冲击成孔，直到完整岩面。如在冲击过程中，出现冲击钻头有偏移情况，则要及时再加入

武汉建工股份有限公司 片石、粘土，然后再反复冲击，此时，冲程不宜过高（2.0m左右），并注意控制孔内泥浆浓度。采取这一方法的优点是操作程序简单、工期短、成本低，易于连续钻进作业，但如覆盖层为砂层或含砂较多的粘土，则成孔后清孔难度相对较大，且易出现漏砂情况。

B、压浆固结

先勘探清楚桩孔位置岩面的具体情况，然后利用地质钻机钻孔压浆，平面布置要基本均匀，但对于沟、槽及岩面较低部位可相对加密，孔深要根据岩面情况及所需固结的厚度来确定，固结厚度范围控制在护筒刃脚上方50cm至岩面最低点，周边宽度控制在比桩径大1.0~1.5cm范围内，岩面砂、粘土层压浆固结完成并达到一定强度后，可开始进行桩基础钻孔施工。采用这一方法的优点并达一定强度后，可开始进行桩基础钻孔施工。采用这一方法的优点是固结完成后，可按普通地层情况进行钻孔钻进，不易出现漏砂情况，清孔容易，质量易保证，但其工期相对较长，成本也较高。

六、岩溶通道串浆、串孔处理

连通孔是指由于场地岩溶裂隙发育，地下水丰富，有连通性好的溶洞存在，使得相邻的桩孔在桩身的某个部位被溶洞贯穿。相邻桩在成孔和灌注混凝土时常有干扰现象，如其中一个桩孔冲孔时，相邻桩孔内水面或淤泥面相应翻动。如有的钻孔暂时停钻或终孔时，由于受邻桩孔钻进影响，冲洗液相互串通，使岩粉和沉渣增多；在灌注混凝土时，混凝土有时会通过荣西流入邻近正在施工的桩孔内，影响临近桩孔的正常施工。

遇到此种情况不可勉强向下施工，应根据地质资料进行判断。若溶洞不大，可向孔内回填粘土，并掺入一定量的片石、卵石、漂石等石料，使其形成具有一定强度和厚度的护壁，阻隔两孔，使之无法串通；若溶洞较大，可将整袋粘土抛入孔内，分层加入一定量的袋装水泥，防止施工过程中出现漏浆、塌孔现象。

施工时若通过露部位发现各桥墩位处存在地下横向贯通溶洞，为避免相邻桩孔在成孔和灌注混凝土时相互干扰，首先考虑整条施工顺序，采用间隔施工，协调好各个施工钻机之间的关系，当一个桩孔终孔进行清孔灌注混凝土时，相邻有干扰关系的桩孔施工必须暂停并提升钻具，以防止清孔不干净影响混凝土的成桩质量。为防止混凝土进入相邻桩孔，在相邻桩孔内投入粘土封堵，待混凝土灌注完毕后，清理孔内的粘土，继续钻进成孔。

七、深大溶槽处理

深大溶槽所在位置处成桩，其穿过的覆盖层厚度往往比周边桩孔深数十米，另外由于溶槽底部往往聚集有类似溶洞充填物的软塑状甚至流塑状土层，动力触探次数一般仅

武汉建工股份有限公司 1~2，溶槽底部基岩面起伏不平整，溶洞以及裂隙孔道发育，因此冲孔中时常遇到成孔困难，护筒变形、塌孔、漏浆甚至地面塌陷等病害多现象，影响程度不亚于大型溶洞，因此对此类岩溶类型需加以重视。通过动弹次数1~2的覆盖层土或溶槽时，成孔孔壁稳定性一般难以保证，宜采用预注浆固结或下钢护筒全程跟进方法。

八、施工注意事项及处理措施

1、卡钻事故处理

卡钻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。

防止卡钻措施为：严格控制冲程，在施工过程中细心观察，根据不同的地质情况掌握好冲程。如在基岩中采用3~5m的冲程，在靠近溶洞顶月1m处采用0.5~1.5m的小冲程变化冲进，要求轻锤慢打使孔壁圆滑坚固，通过短冲程快频率冲击的方法逐渐将洞顶击穿，防止因冲程过长导致卡钻。经常检查钻机运转性能，对于故障隐患早发现早解决。

遇到卡钻时不能慌，更不能强行提拉，野蛮施工，以防塌孔、埋钻。施工时由于钻机操作手经验不足，卡钻时强行提拉，最后使钻机翻到钻孔左前方，使钻机遭受较大损失。

遇到卡钻时首先分析原因，然后对症下药：若卡在顶板岩石中部，可缓缓上下活动钻头，待松动后慢慢提出。若斜卡在顶板岩石中，可自制简易正绳器，将钻头拉正，缓缓提起；若卡在顶板岩石下部，则可利用大钻头上下松动，由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头将顶板岩石破掉后提出，也可用钢丝绳将小钻头放入把顶板岩石砸碎，再将大钻头提出。

卡钻严重时，用钻机本身提钻时钻机尾部会翘起来引起安全事故，利用钢丝绳和千斤顶给钻头一个外力，再用钻机轻打卡点石，或者采用“振动爆破法”处理，即将经过周密计算和经验总结的一定药量的防水炸药用垂陀放入孔内，沿锤的滑槽放到锤底，而后引爆。震送卡锤，再用卷扬机和千斤顶同时提拉。

卡钻钻头取出后应停止向下继续钻孔，回填片石和粘土快，一般回填高度为1.5米，调整钻机冲程后反复冲砸，在顶板上部形成坚硬柱体以传递冲力，冲击使卡钻的突石、溶洞表明面平整，防止卡钻再次发生。

2、掉钻埋钻事故处理 A、掉钻

掉钻事故主要是主绳和钻头转向鼻子断裂引起的，因此要经常检查者两部分的情况，武汉建工股份有限公司 遇有钻头提不上来时，不要强行提拉。掉钻后要及时摸清情况，钻头上之前要装保险绳，保险绳要牢固、可靠。若泥浆太浓或泥渣太厚导致钻锤被沉淀物或塌孔土石覆盖，应首先清孔吸泥，使打捞工具能接触钻锤。先用侧锤探测钻锤在孔底的情况，用打捞钩放入孔底，钩住钻锤保险绳再提起。

在施工过程中掉钻要以预防为主，经常检查机具设备，及时检修，遇到损坏的部分立即维修或更换，消除隐患。施工时严禁在溶洞内打空锤，应绷紧钢丝绳，采用小冲程进行抵打紧击。一旦发现漏浆或异常情况，马上提锤至洞口，然后采取其他补救措施。

B、埋钻

埋钻也有两种情况：一是沉渣埋钻，二是塌孔埋钻，要避免沉渣埋钻，钻头不能长时间停留在孔底不动，要经常上下活动，使得泥浆不停地循环，这样就可以防止沉渣埋钻的现象发生，如发生塌孔埋钻，最主要的是将主绳保住，利用回旋钻机扫孔和“反冲法”将钻头提出。

3、钻孔偏位处理

穿越溶洞时，对洞顶和洞底岩层倾斜、岩层厚度不均、基岩面陡倾不平整的溶洞进行钻孔施工的关键是防止偏孔和纠正偏孔，钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况，以便判断是否偏孔。

基岩面大坡度倾斜且微风化层不连续，软硬不均，钻头容易沿坡面歪斜产生斜孔偏孔，当出现冲击钢丝绳摆动较大、进尺突然加大时，则预示发生偏孔，应及时停钻。处理偏孔采用回填片石的措施可有效地解决，片石的强度要强于岩层的强度，处理时应提起钻头，向孔内抛填15cm~25cm大小的片石、碎石机粘土快，回填到斜面顶或偏孔处0.5m以上后再重新冲砸钻进，采取小冲程、低频率的方式冲孔，使钻头保持水平，钢丝绳保持竖直，浅程缓进。若一次纠偏效果不行则进行多次回填。并反复进行，直至进入均匀、稳定完整的基岩内1.0m，然后按正常施工，通过回填片石、粘土，既改变孔底虚实不均的问题，有利于保持桩孔垂直，又可造壁堵漏。

严重的岩石斜面或溶洞交汇岩层强度不一致。上述回填石方法难以凑效，可先掏渣清孔，后向孔内灌注高强度的水下混凝土封底，将溶洞填充满或到达与倾斜岩面上缘相平大的高度，等强度达到30MPa后再重新钻进。

4、塌孔处理

塌孔是主要由于漏浆严重，补水来不及造成的。采用护筒跟进技术可有效防止塌孔事故，但由于投入费用较多，并非所有情况都适用，因此一般情况下主要预防措施是保

武汉建工股份有限公司 持泥浆浓度和水头高度、采用中小冲程钻进、钻机和钻架安装稳定可靠。

根据孔壁稳定原理护筒内设置一定高度的超高水头，以构成对孔壁的附加静水压力，这种静水压力连同孔壁的圆环作用，方能对水中的孔壁起到稳定作用。一般超高水头保持2m~2.5m可以较好地满足护壁需要。

当孔壁局部坍塌，孔内水头无明显损失时，向孔内抛粘土，加大泥浆比重，下沉内护筒进行处理。另外溶洞内压力大导致充填物多次冲入桩孔内部。此类情况应采用砼封堵或加大钢护筒跟进措施。

当遇溶洞、溶穴、溶槽，孔内水头突然损失造成塌孔时，如是小面积塌陷，且护筒无移位，除下沉内护筒外，可及时分层抛入片石、粘土块、袋装水泥、片石等，以填充和堵塞溶洞，回填至内护筒底部以上2~3m，然后采用中小冲程重新钻进。溶洞发育严重时，如连通特大型溶洞或连通地下河溶洞，上述处治措施均不能有效处理好，即使多次回填片石粘土等也不能成功组织漏浆；或者护筒变形，有较大横向位移，无法纠偏时，可拔出钢护筒，用粘土回填，并采用内护筒跟进穿过溶洞。内护筒跟进时应先采用孔径大于25cm的大钻头冲击到岩层，然后下放比孔径大20cm的长护筒到底，再换用正常钻头钻进。这样施工主要目的是防止在施工中继续漏浆造成土层再次塌孔。这种方法关键之处在于护筒的位置放样必须准确。

塌孔常引起钻机倾翻：主要原因是由于桩位处的地面强度弱，当孔内发生局部塌壁，引起地面塌陷，造成钻机倾翻。预防措施可在有溶洞发育的桩位处，在钻机位置横向垫放6~8片12m长的320工字钢，并在钻机滚筒下密铺枕木，扩大钻机与地面的接触面积，减少孔口处的局部压力。

5、漏浆处理

成桩过程中，住哟控制漏浆等情况，如果这些情况控制不好，很可能导致情况进一步恶化造成塌孔、埋钻等事故，甚至会出现地面塌陷，影响周边建筑物的安全。

发生漏浆的主要原因，一是钻孔通过与地下水暗流相连的强透水性地层，如岩溶岩全风化层时，砾石间空隙和孤石较多，孔壁不密实；二是遇到未填充的溶洞、溶穴、溶槽等。施工到溶洞或裂隙处，由于溶洞或裂隙往往具有连通性，泥浆会顺着溶洞或裂隙的空隙大量流失，表现为孔内水头突然下降。如是孔溶洞或大裂隙，孔内泥浆迅速漏光，造成施工事故。泥浆池均尽可能做大，保证有一定的储浆量，同时准备足够的黄泥、粘土、块石等填充物，补水管网接至孔口，一旦发生漏浆迅速补给泥浆、清水、同时大量填充。

武汉建工股份有限公司 出现漏浆一般处理措施是：及时向孔内补充泥浆；加稠保持泥浆浓度，起到减少孔内外的压力差，有效护壁减缓漏浆速度等作用，为处理漏浆争取时间；采用中小冲程钻进；向孔中回填粘土夹片石、块石等，反复冲击回填粘土以增加护壁的密实度和强度。此法对于小裂隙和小容洞、孤立溶洞的堵漏效果较明显，但对于大溶洞、连通裂隙堵漏效果并不理想，当进行第二次冲击成孔时，很快将堵住的地方冲通，又出现漏浆，或者孔内回填粘土无法凑效，回填的粘土随地下岩溶水全部流走，无法堵住。

处理漏浆效果更为明显的另外两类方法是：一类是水泥粘土或混凝土浆固结堵漏发；另一类是互通跟进护壁堵漏法；

A、水泥粘土或混凝土浆固结堵漏发 将漏浆主要分为小裂隙漏浆和大溶洞漏浆。

在冲穿溶洞出现漏浆之前，准备好大量粘土，用水泥袋装好，并封口备用。对于大溶洞，一旦出现大量漏浆，就将整袋粘土抛入孔内，在抛填粘土袋时，分层加入一定量的整包水泥包和片石，回填高度超过漏浆位置，然后轻放下重锤挤压粘土袋及水泥包，使之充填到溶洞缝隙中，再用重锤小冲程轻打，使水泥和粘土混合，形成水泥土浆，使其挤进孔周围的粘土及水泥包之间或挤进岩溶缝隙中。一旦孔内成浆，需停工12h，待水泥土浆凝固，在桩孔壁形成一层水泥土浆护壁层，并具有一定强度时，再进行冲击成孔，其目的是使溶洞空间内形成一个圆锥体，在其中心钻孔，周围形成为有一定厚度和强度的护壁。

对于小裂隙的漏浆，粘土可不必装袋，可直接倒入孔内，水泥需整袋抛入，使其沉底，操作方法同上，其目的是堵漏，同时也为了造浆。

对于多层溶洞，当打穿下一层溶洞再次发生漏浆时，重复上述工作，直到完成一个桩孔为止。钻孔到达桩底标高后漏浆多为桩底贯通性质溶洞溶槽的存在，采用上述方法处理后可暂时防止漏浆现象，由于桩底沉渣有厚度要求，因此需要清孔排渣，在此过程中封堵溶洞的充填物等可能流失，时常出现再次或多次漏浆现象，这种情况下可考虑采用清孔后，根据溶洞大小情况抛入片石，然后桩底灌注或浇筑底层混凝土灌满处理，混凝土有一定强度时再继续。此方法成本较高，工期较长，但可以彻底堵漏。

B、护筒跟进护壁堵漏法

对于大型溶洞造成的漏浆要多次回填，需要大量粘土和水泥，处治不当时还会造成塌孔等其他病害，因此大型溶洞漏浆建议宜用护筒跟进堵漏过溶洞区。

当漏浆程度低时，加入粘土加大量泥浆比重继续钻进；当漏浆程度为一般时，除加

武汉建工股份有限公司 大泥浆比重外，下沉内护筒可遏制漏浆速度；当漏浆程度为高时，除下沉内护筒外，分层抛入片石、粘土块、片石等，以填充和堵塞溶洞、溶穴、溶槽，回填至内护筒底部以上2~3m，然后采用中小冲程重新钻进。

6、混凝土流失及断桩处理

灌桩中混凝土流失。对于能预计的小容洞，成孔后直接灌注砼填充，有小量差方是正常的。

但是当溶洞较高、体积较大时，不采取任何措施时水下混凝土实际灌注的数量一般要大大超过设计数量。针对水下混凝土灌注过程中流失的现象及防止断桩发生，一般有以下施工措施。

A、加大混凝土生产和运输能力。

B、加大混凝土初灌量，避免因首盘混凝土数量不够造成导管埋深不够而断桩； C、灌注过程中加大导管埋深，混凝土灌至溶洞或裂隙处时，适当增加导管埋深，确认安全后，再提升导管。灌注混凝土过程中，在混凝土能下去的情况下，导管下口埋入深度一般宜控制在4~6m。灌注时要勤测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断，防止混凝土面突然下降导管悬空造成断桩事故；

D、对漏浆严重或多次漏浆的个别孔，应做到心中有数，在灌注时应加大混凝土灌注高度，一般考虑超过设计高程1.5~2.0m，尽量避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成断桩。

E、遇到大的溶洞或溶洞失水现象严重的桩，为防止浇筑超方过多或发生事故，应准确计算溶洞高程后，灌注混凝土前先在钢筋笼上对应于溶洞的位置，附近钢护筒或薄铁板作包裹处理。以防止灌注混凝土时，护筒被挤破，造成混凝土流失；护筒高度上、下都超过溶洞口1m，从而避免混凝土流入溶洞。

F、对于有比较大的溶洞的钻孔桩，混凝土灌注速度要尽快可能地快一些，以免孔内护壁发生变化出现漏浆或塌孔等异常情况。

若判断已经发生混凝土流失断桩，则停止继续灌注，流失情况趋于稳定后，待水下混凝土凝结形成一定强度，充填了桩孔周边溶洞，形成护壁后，重新冲孔。

第三篇：桥梁桩基溶洞处理

桥梁岩溶桩基施工技术

一、岩溶桩基施工常见病害的处理措施 1.1冲击钻孔施工中岩溶组昂及病害处治

岩溶地区由于地层岩性软硬不宜，裂隙发育，溶洞的位臵、大小、深浅变化多，即使工程地质勘察钻探时一桩一探，一桩一分析，桩基施工时采取超前地质钻探，仍不能准确把握复杂的地质情况。另外钻探有时会留下钻杆、钻头等遗留物，增加了施工的难度系数。这些都给桩基施工造成一定的困难，因而施工中容易出现问题。对此应做好充分准备，有针对性地采取相应措施，防止桩基质量事故的发生。1.1.1、常见岩溶形态的处理 1.1.1.1、岩溶裂隙及小型溶洞的处理

对岩溶裂隙及小型尺寸定义为0.5m以下，其危害性相对较轻，一般冲击钻孔施工通过溶蚀裂隙发育密集段时，工艺上要求通常进尺一段深度时必须回填一定量粘土，在冲锤冲击作用下挤入裂隙堵塞桩孔周边溶蚀裂隙，同时可以保持泥浆密度。裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆。主要处理措施为：

A、改进护筒埋臵方法，如加大护筒入土深度；

B、入岩前，准备充足的水源和1～2台水泵，同时准备足够的粘土、片石。

C、密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面迅速下降时，证明在漏浆，首先要赶快补水，然后将粘土和片石按大约1：1的比例往下投2～3m，再重新开钻。当再次漏浆时，仍按上述方法处理，即可逐步解决裂隙漏浆的问题。1.1.1.2、一般溶洞处理

一般溶洞是指洞高一般小于4m，连通性较差的溶洞。一般溶洞施工以做好预防为主。钻孔前在附近储备大量粘土、片石及一定数量的袋装水泥，钻孔施工过程中，要求配备水泵和充足的水源，保证一旦漏浆，可以立即进行补水补浆。

对于空溶洞或半充填的溶洞，特别是超前钻显示漏浆的溶洞，在击穿洞顶之前，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻，要专人密切注意桩机地盘水平、岩样和胡同内泥浆面的变化一旦发现泥浆面下降、孔内水位变化较大、泥浆稠度、颜色发生变化或钻进速度明显加快又无偏孔现象时，表明已穿越溶洞顶进入溶洞。应根据溶洞的大小和洞内的填充物采取不同的技术措施。首先应迅速用大功率泥浆泵补浆补水，同时及时提钻，防止埋钻，然后用铲车及时将准备好的片石、粘土按适当的比例抛入、必要时投以袋装水泥，仍采用小冲程轻砸，用桩锤击碎后让黏土和片石充分挤入溶洞内壁发挥护壁作用。直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此后可用冲锤进行适当挤压，直至把桩基周围的溶洞都填满或堵死为止，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。击穿溶洞顶板后，要用冲锤将溶洞顶板处的桩孔修理圆滑，以防卡钻、内护筒及钢筋笼。若溶洞内进尺过快，则在孔底已穿过溶洞底后，再次提升钻头，投入片石、粘土，重新进行冲砸，使块石与粘土在溶洞内挤密形成一道环壁，保证成孔质量。

每遇到一层溶洞，无论是否漏浆，是否为充填溶洞均应向孔中投入一定数量的比例为1：1的片石、粘土，然后用小冲程冲击投下的混合物，使其挤入裂隙、溶洞内，如此反复操作，多次挤入溶洞通道固壁。在钻进过程中，应适当增加粘土数量，提高泥浆密度。若溶洞充满后孔内有漏浆现象，可抛填水泥包、粘土包并用小冲程挤压，使水泥与泥浆混合填充在漏浆的缝内，使缝隙饱满，待水泥与泥浆凝结后再恢复冲进。

1.1.1.3、大型溶洞处理 A、回填封堵漏浆

遇到较大的溶洞，特别是溶洞底部原本存在漏浆源的半充填溶洞，在溶洞形成的过程中已充填的粉土、卵石等将漏浆源堵住，冲孔过程中充填物滑落或被重新揭开，造成重新漏浆。为了堵住漏浆源，发现漏浆后，集中水泵向孔中补水以保持水头，同时立即向孔中抛袋装水泥5～10t，然后向孔中投入3～5m厚粘土、片石混合物，待漏浆停止后重新冲孔，冲孔到漏浆部位的时间宜控制在水泥终凝时间之前，然后停止6～10h。如此反复操作，直到凝固后的水泥粘土浆把漏浆源堵死为止。

B、钢护筒跟进法

遇到特大型空溶洞或半充填的溶洞时，为防止漏浆造成孔壁坍塌，采用预钻孔，然后埋钢护筒隔离上部松软覆盖层的方法进行处理。穿越大型空溶洞或半充填的溶洞时，采用护筒跟进法可达到较好的效果。即先采用较大直径的钻头冲击至溶洞顶，1.0m以后下内护筒至孔底，在换小钻头继续冲砸，直至击穿溶洞，然后回填粘土、片石混合物，采用反复冲击的办法将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。此方案的关键在于：

a、内护筒必须位臵准确； b、内护筒必须具备足够的刚度；

c、击穿溶洞后及时回填粘土、片石混合物。

对于桩基穿越溶洞高较大的空洞时，采取下钢护筒的处理方案。冲击钻冲穿溶洞后，打入比孔口护筒稍小的钢护筒，用导向锤将钢护筒振至溶洞底岩面，在护筒内回填砼堵漏，待砼达到一定强度后再用冲击钻冲孔，穿过溶洞后，按正常工艺施工。

钢护筒跟进法一般情况下必须同时结合采用溶洞内回填片石冲进以及溶洞底部与护筒脚之间的封堵处理。否则处治效果可能大打折扣。

C灌注砼护壁二次成孔钻进法

对于桩基穿越洞高较大且填充物为流塑状溶洞时，由于溶洞较高，且泥浆的侧向压力较大、自稳性较差，如果采用单一的回填片石和砾石等或回填片石后下钢护筒的方法，回填物可能随流塑状填充物涌向桩孔，抛填数量难以估计，清孔困难，在施工砼灌注桩时存在质量隐患，且大量泥浆涌入桩孔或砼大量流失极易造成断桩。因此，在穿越填充物为流塑状的大尺寸溶洞时，还可以采用以下方法，即钻至溶洞底板后，不用清孔，即向孔内灌注水下砼到溶洞顶0.5m左右，待砼达到7d强度后，重新钻进。灌注的砼会在桩孔周围形成一个圆形或半圆形围护，可有效防止溶洞内流塑状填充物涌入或砼流失而引起的断桩。

1.1.1.4、多层溶洞处理

通过由小型和一般溶洞组成的多层溶洞时，岩溶发育层溶洞数量多且期间多夹杂风化裂隙岩体，一般多出现漏浆、斜孔等病害，因此处理方法可采用处理多个一般溶洞的方法一一解决，由于溶洞规模较小，钻探范围有限，钻孔一般不能穿过所有桩孔范围的溶洞，因此钻探资料往往不能如实反映岩溶发育情况，而将一些深层的小型溶洞遗漏，这些小型溶洞在施工时才被发现，于是时常出现原设计桩底高程不能满足终孔要求现场变更的情况。

由大型溶洞组成的多层溶洞的处理可综合采用灌浆法和内护筒法，可以采用全套护筒法，穿过溶洞使钢护筒底部支撑在溶洞底板或顶板上，接着重新再护筒内钻孔，如还是漏浆，则采用下内护筒等方法进行处理。

多层溶洞，根据溶洞层数、大小和填充物的情况，采用片石、多层护筒嵌套施工相结合的方法进行处理。开钻前，根据工程钻孔柱状图，确定哪层溶洞需埋设钢护筒及个数，开孔时根据埋设钢护筒的数量确定孔径，一般内套护筒比外层护筒小15cm，最内层护筒内径不小于设计桩径+0.15m。处理溶洞前，外层护筒应穿过砂层，以防塌孔。应根据不同护筒直径选用不同的冲锤。1.1.1.5、不完整溶洞处理

岩溶地区相对较复杂，常会遇到岩面呈斜面、陡坎、石笋、溶沟、溶槽等复杂情况，处理这些情况，可采取两种方法：

A、抛填片石，反复冲击成孔在孔内分层抛填片石、粘土，然后冲击钻反复冲击成孔，直到完整岩面。如在冲击过程中，出现冲击钻头有偏移情况，则要及时再加入片石、粘土，然后再反复冲击，此时，冲程不宜过高（2.0m左右），并注意控制孔内泥浆浓度。采取这一方法的优点是操作程序简单、工期短、成本低，易于连续钻进作业，但如覆盖层为砂层或含砂较多的粘土，则成孔后清孔难度相对较大，且易出现漏砂情况。B、压浆固结

先勘探清楚桩孔位臵岩面的具体情况，然后利用地质钻机钻孔压浆，平面布臵要基本均匀，但对于沟、槽及岩面较低部位可相对加密，孔深要根据岩面情况及所需固结的厚度来确定，固结厚度范围控制在护筒刃脚上方50cm至岩面最低点，周边宽度控制在比桩径大1.0~1.5m范围内，岩面砂、粘土层压浆固结完成并达到一定强度后，可开始进行桩基础钻孔施工。采用这一方法的优点并达一定强度后，可开始进行桩基础钻孔施工。采用这一方法的优点是固结完成后，可按普通地层情况进行钻孔钻进，不易出现漏砂情况，清孔容易，质量易保证，但其工期相对较长，成本也较高。1.1.1.6、岩溶通道串浆、串孔处理

连通孔是指由于场地岩溶裂隙发育，地下水丰富，有连通性好的溶洞存在，使得相邻的桩孔在桩身的某个部位被溶洞贯穿。相邻桩在成孔和灌注混凝土时常有干扰现象，如其中一个桩孔冲孔时，相邻桩孔内水面或淤泥面相应翻动。如有的钻孔暂时停钻或终孔时，由于受邻桩孔钻进影响，冲洗液相互串通，使岩粉和沉渣增多；在灌注混凝土时，混凝土有时会通过荣西流入邻近正在施工的桩孔内，影响临近桩孔的正常施工。

遇到此种情况不可勉强向下施工，应根据地质资料进行判断。若溶洞不大，可向孔内回填粘土，并掺入一定量的片石、卵石、漂石等石料，使其形成具有一定强度和厚度的护壁，阻隔两孔，使之无法串通；若溶洞较大，可将整袋粘土抛入孔内，分层加入一定量的整包水泥包，防止施工过程中出现漏浆、塌孔现象。

施工时若通过露部位发现各桥墩位处存在地下横向贯通溶洞，为避免相邻桩孔在成孔和灌注混凝土时相互干扰，首先考虑整条施工顺序，采用间隔施工，协调好各个施工钻机之间的关系，当一个桩孔终孔进行清孔灌注混凝土时，相邻有干扰关系的桩孔施工必须暂停并提升钻具，以防止清孔不干净影响混凝土的成桩质量。为防止混凝土进入相邻桩孔，在相邻桩孔内投入粘土封堵，待混凝土灌注完毕后，清理孔内的粘土，继续钻进成孔。1.1.1.7、深大溶槽处理

深大溶槽所在位臵处成桩，期穿过的覆盖层厚度往往比周边桩孔深数十米，另外由于溶槽底部往往聚集有类似溶洞充填物的软塑状甚至流塑状土层，动力触探次数一般仅1~2，溶槽底部基岩面欺负不平整，溶洞以及裂隙孔道发育，因此冲孔中时常遇到成孔困难，护筒变形、塌孔、漏浆甚至地面塌陷等病害多现象，影响程度不亚于大型溶洞，因此对此类岩溶类型需加以重视。

通过动弹次数1~2的覆盖层土或溶槽时，成孔孔壁稳定性一般难以保证，宜采用预注浆固结或下钢护筒全程跟进方法。1.1.2、常见岩溶桩基病害的处理 1.1.2.1、卡钻事故处理

卡钻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。

防止卡钻措施为：严格控制冲程，在施工过程中细心观察，根据不同的地质情况掌握好冲程。如在基岩中采用3~5m的冲程，在靠近溶洞顶月1m处采用0.5~1.5m的小冲程变化冲进，要求轻锤慢打使孔壁圆滑坚固，通过短冲程快频率冲击的方法逐渐将洞顶击穿，防止因冲程过长导致卡钻。经常检查钻机运转性能，对于故障隐患早发现早解决。遇到卡钻时不不能慌，更不能强行提拉，野蛮施工，以防塌孔、埋钻。施工时由于钻机操作手经验不足，卡钻时强行提拉，最后使钻机翻到钻孔左前方，使钻机遭受较大损失。

遇到卡钻时首先分析原因，然后对症下药：若卡在顶板岩石中部，可缓缓上下活动钻头，待松动后慢慢提出。若斜卡在顶板岩石中，可自制简易正绳器，将钻头拉正，缓缓提起；若卡在顶板岩石下部，则可利用大钻头上下松动，由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头将顶板岩石破掉后提出，也可用钢丝绳将小钻头放入把顶板岩石砸碎，再将大钻头提出。

卡钻严重时，用钻机本身提钻时钻机尾部会翘起来引起安全事故，利用钢丝绳和千斤顶给钻头一个外力，再用钻机轻打卡点石，或者采用“振动爆破法”处理，即将经过周密计算和经验总结的一定药量的防水炸药用垂陀或潜水员放入孔内，沿锤的滑槽放到锤底，而后引爆。震送卡锤，再用卷扬机和千斤顶同时提拉。

卡钻钻头取出后应停止向下继续钻孔，回填片石和粘土快，一般回填高度为1.5米，调整钻机冲程后反复冲砸，在顶板上部形成坚硬柱体以传递冲力，冲击使卡钻的突石、溶洞表明面平整，防止卡钻再次发生。

上述方法均不能凑效时，为取出卡钻钻头，只能采用人工挖孔开挖成孔，同时取出钻锤。地下水位高地区首选还需帷幕注浆处理。1.1.2.2、掉钻埋钻事故处理 A、掉钻

掉钻事故主要是主绳和钻头转向鼻子断裂引起的，因此要经常检查者两部分的情况，遇有钻头提不上来时，不要强行提拉。掉钻后腰及时摸清情况，钻头上之前要装保险绳，保险绳要牢固、可靠。若泥浆太浓或泥渣太厚导致钻锤被沉淀物或塌孔土石覆盖，应首先清孔吸泥，使打捞工具能接触钻锤。先用侧锤探测钻锤在孔底的情况，用打捞钩放入孔底，钩住钻锤保险绳再提起。如果钻锤倾倒，可派潜水员带钢丝绳潜到孔底，将钢丝绳拴在钻锤顶上，再将钻锤提起。如果钻锤顶朝下，只能将钢丝绳捆绑在钻锤的几个爪山，再将钻锤提起。在施工过程中掉钻要以预防为主，经常检查机具设备，及时检修，遇到损坏的部分立即维修或更换，消除隐患。施工时严禁在溶洞内打空锤，应绷紧钢丝绳，采用小冲程进行抵打紧击。一旦发现漏浆或异常情况，马上提锤至洞口，然后采取其他补救措施。

若掉钻时已经到达设计孔深，打捞困难时可以考虑弃钻处理。弃臵冲锤于孔底，清孔后，安装注浆管至孔底，抛入碎石，碎石顶面平冲锤后，对上面的桩孔灌注成桩，再对下面的卡锤段碎石高压注浆固结，形成完整的桩。B、埋钻

埋钻也有两种情况：一是沉渣埋钻，二是塌孔埋钻，要避免沉渣埋钻，钻头不能长时间停留在孔底不动，要经常上下活动，使得泥浆不停地循环，这样就可以防止沉渣埋钻的现象发生，如发生塌孔埋钻，最主要的是将主绳保住，利用回旋钻机扫孔和“反冲法”将钻头提出。1.1.2.3、钻孔偏位处理

穿越溶洞时，对洞顶和洞底岩层倾斜、岩层厚度不均、基岩面陡倾不平整的溶洞进行钻孔施工的关键是防止偏孔和纠正偏孔，钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况，以便判断是否偏孔。基岩面大坡度倾斜且微风化层不连续，软硬不均，钻头容易沿坡面歪斜产生斜孔偏孔，当出现冲击钢丝绳摆动较大、进尺突然加大时，则预示发生偏孔，应及时停钻。处理偏孔采用回填片石的措施可有效地解决，片石的强度要强于岩层的强度，处理时应提起钻头，向孔内抛填15cm~25cm大小的片石、碎石机粘土快，回填到斜面顶或偏孔处0.5m以上后再重新冲砸钻进，采取小冲程、低频率的方式冲孔，使钻头保持水平，钢丝绳保持竖直，浅程缓进。若一次纠偏效果不行则进行多次回填。并反复进行，直至进入均匀、稳定完整的基岩内1.0m，然后按正常施工，通过回填片石、粘土，既改变孔底虚实不均的问题，有利于保持桩孔垂直，又可造壁堵漏。

严重的岩石斜面或溶洞交汇岩层强度不一处。上述回填石方法难以凑效，可先掏渣清孔，后向孔内灌注高强度的水下混凝土封底，将溶洞填充满或到达与倾斜岩面上缘相平大的高度，等强度达到20MPa后再重新钻进。

或者换大直径的钢护筒跟进，用大直径的钻锤钻进一定的深度后再换回原钻锤钻进。

浅埋斜岩可采用人工挖孔爆破的方法，整平岩面；偏斜严重斜岩较深的可用地质钻机在开始偏斜处钻取爆破孔，采取炸药实施水下爆破，对于灰岩地质一般每孔炸药量为0.5~1.0kg，再用片石回填到该位臵以上1m左右，重新冲钻。1.1.2.4、塌孔处理

塌孔是主要由于漏浆严重，补水来不及造成的。采用护筒跟进技术可有效防止塌孔事故，但由于投入费用较多，并非所有情况都适用，因此一般情况下主要预防措施是保持泥浆浓度和水头高度、采用中小冲程钻进、钻机和钻架安装稳定可靠。

根据孔壁稳定原理护筒内设臵一定高度的超高水头，以构成对孔壁的附加静水压力，这种静水压力连同孔壁的圆环作用，方能对水中的孔壁起到稳定作用。一般超高水头保持2m~2.5m可以较好地满足护壁需要。

当孔壁局部坍塌，孔内水头无明显损失时，向孔内抛粘土，加大泥浆比重，下沉内护筒进行处理。另外溶洞内压力大导致充填物多次冲入桩孔内部。此类情况应采用砼封堵或加大钢护筒跟进措施。当遇溶洞、溶穴、溶槽，孔内水头突然损失造成塌孔时，如是小面积塌陷，且护筒无移位，除下沉内护筒外，可及时分层抛入片石、粘土块、袋装水泥、片石等，以填充和堵塞溶洞，回填至内护筒底部以上2~3m，然后采用中小冲程重新钻进。溶洞发育严重时，如连通特大型溶洞或连通地下河溶洞，上述处治措施均不能有效处理好，即使多次回填片石粘土等也不能成功组织漏浆；或者护筒变形，有较大横向位移，无法纠偏时，可拔出钢护筒，用粘土回填，并采用内护筒跟进穿过溶洞。内护筒跟进时应先采用孔径大于25cm的大钻头冲击到岩层，然后下放比孔径大20cm的长护筒到底，再换用正常钻头钻进。这样施工主要目的是防止在施工中继续漏浆造成土层再次塌孔。这种方法关键之处在于护筒的位臵放样必须准确。

塌孔常引起钻机倾翻：主要原因是由于桩位处的地面强度弱，当孔内发生局部塌壁，引起地面塌陷，造成钻机倾翻。预防措施可在有溶洞发育的桩位处，在钻机位臵横向垫放6~8片12m长的320工字钢，并在钻机滚筒下密铺枕木，扩大钻机与地面的接触面积，减少孔口处的局部压力。1.1.2.5、漏浆处理

成桩过程中，住哟控制漏浆等情况，如果这些情况控制不好，很可能导致情况进一步恶化造成塌孔、埋钻等事故，甚至会出现地面塌陷，影响周边建筑物的安全。

发生漏浆的主要原因，一是钻孔通过与地下水暗流相连的强透水性地层，如岩溶岩全风化层时，砾石间空隙和孤石较多，孔壁不密实；二是遇到未填充的溶洞、溶穴、溶槽等。施工到溶洞或裂隙处，由于溶洞或裂隙往往具有连通性，泥浆会顺着溶洞或裂隙的空隙大量流失，表现为孔内水头突然下降。如是孔溶洞或大裂隙，孔内泥浆迅速漏光，造成施工事故。

对陆上桩基，泥浆池均尽可能做大，保证有一定的储浆量，同时准备足够的黄泥、粘土、块石等填充物，补水管网接至孔口，一旦发生漏浆迅速补给泥浆、清水、同时大量填充。

出现漏浆一般处理措施是：及时向孔内补充泥浆；加稠保持泥浆浓度，起到减少孔内外的压力差，有效护壁减缓漏浆速度等作用，为处理漏浆争取时间；采用中小冲程钻进；向孔中回填粘土夹片石、块石等，反复冲击回填粘土以增加护壁的密实度和强度。此法对于小裂隙和小容洞、孤立溶洞的堵漏效果较明显，但对于大溶洞、连通裂隙堵漏效果并不理想，当进行第二次冲击成孔时，很快将堵住的地方冲通，又出现漏浆，或者孔内回填粘土无法凑效，回填的粘土随地下岩溶水全部流走，无法堵住。

处理漏浆效果更为明显的另外两类方法是：一类是水泥粘土或混凝土浆固结堵漏发；另一类是互通跟进护壁堵漏法； A、水泥粘土或混凝土浆固结堵漏发 将漏浆主要分为小裂隙漏浆和大溶洞漏浆。

在冲穿溶洞出现漏浆之前，准备好大量粘土，用水泥袋装好，并封口备用。对于大溶洞，一旦出现大量漏浆，就将整袋粘土抛入孔内，在抛填粘土袋时，分层加入一定量的整包水泥包和片石，回填高度超过漏浆位臵，然后轻放下重锤挤压粘土袋及水泥包，使之充填到溶洞缝隙中，再用重锤小冲程轻打，使水泥和粘土混合，形成水泥土浆，使其挤进孔周围的粘土及水泥包之间或挤进岩溶缝隙中。一旦孔内成浆，需停工12h，待水泥土浆凝固，在桩孔壁形成一层水泥土浆护壁层，并具有一定强度时，再进行冲击成孔，其目的是使溶洞空间内形成一个圆锥体，在其中心钻孔，周围形成为有一定厚度和强度的护壁。对于小裂隙的漏浆，粘土可不必装袋，可直接倒入孔内，水泥需整袋抛入，使其沉底，操作方法同上，其目的是堵漏，同时也为了造浆。对于多层溶洞，当打穿下一层溶洞再次发生漏浆时，重复上述工作，直到完成一个桩孔为止。钻孔到达桩底标高后漏浆多为桩底贯通性质溶洞溶槽的存在，采用上述方法处理后可暂时防止漏浆现象，由于桩底沉渣有厚度要求，因此需要清孔排渣，在此过程中封堵溶洞的充填物等可能流失，时常出现再次或多次漏浆现象，这种情况下可考虑采用清孔后，根据溶洞大小情况抛入片石，然后桩底灌注或浇筑底层混凝土灌满处理，混凝土有一定强度时再继续。此方法成本较高，工期较长，但可以彻底堵漏。B、护筒跟进护壁堵漏法

对于大型溶洞造成的漏浆要多次回填，需要大量粘土和水泥，处治不当时还会造成塌孔等其他病害，因此大型溶洞漏浆建议宜用护筒跟进堵漏过溶洞区。当漏浆程度低时，加入粘土加大量泥浆比重继续钻进；当漏浆程度为一般时，除加大泥浆比重外，下沉内护筒可遏制漏浆速度；当漏浆程度为高时，除下沉内护筒外，分层抛入片石、粘土块、片石等，以填充和堵塞溶洞、溶穴、溶槽，回填至内护筒底部以上2~3m，然后采用中小冲程重新钻进。

1.1.2.6、混凝土流失及断桩处理

罐桩中混凝土流失。对于能预计的小容洞，成孔后直接灌注砼填充，有小量炒房是正常的。

但是当溶洞较高、体积较大时，不采取任何措施时水下混凝土实际灌注的数量一般要大大超过设计数量。针对水下混凝土灌注过程中流失的现象及防止断桩发生，一般有以下施工措施。

A、加大混凝土生产和运输能力，采用混凝土集中拌合站。B、加大混凝土初灌量，避免因首盘混凝土数量不够造成导管埋深不够而断桩；

C、灌注过程中加大导管埋深，混凝土灌至溶洞或裂隙处时，适当增加导管埋深，确认安全后，再提升导管。灌注混凝土过程中，在混凝土能下去的情况下，导管下口埋入深度一般宜控制在4~6m。灌注时要勤测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断，防止混凝土面突然下降导管悬空造成断桩事故；

D、对漏浆严重或多次漏浆的个别孔，应做到心中有数，在灌注时应加大混凝土灌注高度，一般考虑超过设计高程1.5~2.0m，尽量避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成断桩。

E、遇到大的溶洞或溶洞失水现象严重的桩，为防止浇筑超方过多或发生事故，应准确计算溶洞高程后，灌注混凝土前先在钢筋笼上对应于溶洞的位臵，附近钢护筒或薄铁板作包裹处理。以防止灌注混凝土时，护筒被挤破，造成混凝土流失；护筒高度上、下都超过溶洞扣0.5m，从而避免混凝土流入溶洞，F、对于有比较大的溶洞的钻孔桩，混凝土灌注速度要尽快可能地快一些，以免孔内护壁发生变化出现漏浆或塌孔等异常情况。若判断已经发生混凝土流失断桩，则停止继续灌注，流失情况趋于稳定后，待水下混凝土凝结形成一定强度，充填了桩孔周边溶洞，形成护壁后，重新冲孔。

岩溶地区钻孔灌注桩处理措施涉及到桩基质量和施工安全两方面，所以在处理时一定要措施得当、不留后患。同时，要结合工程实践，积极探索经济合理的新措施、新办法。1.2、人工挖孔施工中岩溶桩基病害处治技术

场地地质条件较复杂时，施工前建议采用超前钻等，进一步探明岩溶的分布、溶洞顶板厚度及上覆土的实际情况。为保证人工挖孔桩应用成功，还须结合实际情况，合理组织施工，对施工难点作出有效处理。

1.2.1、人工挖孔中的溶洞处理

对小容洞可采用混凝土填充，桩身区若有封闭的小容洞或溶槽、溶沟、小裂隙等，人工挖孔者直接穿过成孔。桩底或桩侧有封闭的较小容洞，清完空后直接进行混凝土浇筑。桩底有溶槽、溶沟、小裂隙等，清完孔后在距离桩底10cm高度设臵一层直径20mm间距15cm的钢筋网进行补强。

而对较大的溶洞，桩周充填物难以成型时，应清除其中全部充填物，将洞底修凿平整，桩孔以外的空间可及时以编织袋装土、浆砌片石或片石回填。逐步回填时，材料可分层交错码砌，形成桩孔的外壁，并保证桩孔护壁满足设计要求，然后立即灌注护壁混凝土。

若遇到大型洞穴时，在溶洞位臵的高度范围内采用钢护筒，起护壁作用，解决挡土挡水和浇筑混凝土的困难，也保证了桩身强度。1.2.2、桩底倾斜岩面处理

桩基基底为坚硬的倾斜岩层则将岩面凿平。如倾斜度较大，无法凿平时，则凿成多级台阶，台阶宽度控制不小于30cm。1.2.3、塌孔处理

挖孔至某些局部土层层位，因地质不良，桩孔孔壁坍塌，会使若干节护壁脱落下坠，对此，处理办法是用装土的草袋和木板桩支护，然后自上而下的浇筑混凝土护壁。或采用钢护筒支护。

若塌孔规模较大，应回填至塌孔上方后，采用其他成孔工艺。1.2.4、人工挖孔过程中的涌水处理

地下水非常丰富时，一般不建议采用人工挖孔施工。因其他原因采用人工挖孔若遇大量渗水或涌水情况的，不建议“排”的方法如，潜水泵抽排方法清除孔内积水；可用“堵”的方法如，桩四周帷幕注浆方法堵水，还有一种是公路桥涵施工手册中介绍的环式封闭处理工艺封堵大量涌水病害的。

人工挖孔灌注桩施工中，出现涌水时，常采取小口径高压帷幕注浆堵水，堵水后再进行挖孔成桩。注浆材料可以选取425#普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比0.4~0.5，速凝剂可选取1‰的三乙醇胺和1%的食盐。对已挖的桩孔根据桩径大小在桩径范围内布臵1~3个注浆孔；对未开挖的桩孔根据桩径大小在桩径周围距桩孔外缘0.5m处布臵3~5个注浆孔。终孔深度控制在进入基岩完整段0.5左右。注浆方式采取下行分段注浆，分段原则是将岩性相同及列席发育相似的岩段划分为一段，段长一般为5~8m，注浆压力在浅部一般为0.5~1.0MPa，终孔段注浆压力一般为1.0~2.0 MPa。

第四篇：岩溶地区钻孔桩溶洞处理施工技术总结

岩溶地区钻孔桩溶洞处理施工技术总结

摘要:本文以武广客运专线XXTIV标北乡特大桥钻孔桩施工为实例，主要阐述岩溶地区钻孔灌注桩的溶洞处理的工艺原理、方案的选择、针对不同孔径大小的溶洞所采用的各种不同的处理方法等，通过本工程试验及实践，使得岩溶发育地区桥梁钻孔桩基础的施工工艺及技术得到了成功验证和发展，取得了较为成熟的经验。

关键词:武广客专 岩溶地区 钻孔桩基础 施工技术

工程简介

武广铁路客运专线

XXTJV

标北乡特大桥（DK1932+974.51-DK1937+010.89）位于广东省乐昌市北乡镇，北接大瑶山3#隧道，南接东塘隧道，距乐昌市约8km，横跨省道S248线。桥跨布置为124-32m简支箱梁，全长4071.27米，钻孔桩1113根，直径分别为φ1.0m和φ1.25m，其中50米以上的桩有139根，70米以上的有17根，最长桩孔深达92米。桥位处岩溶极其发育，大部分溶洞呈串珠状发育，桩基础最多的穿越23层溶洞。地表卵石覆盖层厚，最厚达65米。溶洞处理的成败关系到桩基础施工质量、工期和成本。

溶洞的分类

根据地质结构和溶洞的情况及发育情况，溶洞可分为以下几种类型：

2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度＞3m；②小溶洞：溶洞高度＜3m。

2.2 按溶洞填充状态分 ①全填充溶洞：洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状；②半填充溶洞：洞内约一半有填充物，顶部为空腔；③无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。

2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：严重漏水并与其它溶洞或地下河连通；②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象；③不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。

2.4 按溶洞垂向个数分 ①单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；②多层溶洞：桩基范围内有多层溶洞。

方案选定

根据溶洞大小及填充情况等，选定经济可行的处理方案

溶洞处理方法

4.1 压注双液浆法 注双液浆一般适用于10m以下半填充或全填充溶洞的处理。

①目的：溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度（20MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等施工工序的顺利完成。②加固原理：注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100%，即1m3体积的浆材可得1m3的结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀泥等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充的溶洞，浆液是通过充填填满溶洞的。③工艺 压浆材料采用普硅32.5R水泥与化学剂（水玻璃）。a布孔 根据桥墩台桩基布置和溶洞分布，每个墩台布置6～8个压浆孔。b钻孔 用地质钻机钻80mm～110mm的注浆孔，孔深达到最深溶洞的底部。注浆管插入溶洞下部。c压浆 采用双液压浆系统进行全孔压浆，要少量多次、反复压浆。双液浆配制时，控制浆液比例，反复试验，掌握浆液的最佳凝固时间，凝固时间太快，不利于注浆施工，凝固时间太慢，浆液流动性大，用量大，不经济。

4.2 灌砂、压浆法 灌砂压浆是溶洞预处理方案之一，一般适用于6～10m无填充溶洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间，采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体，防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。

灌砂采用干燥、洁净的中粗砂，并进行清筛，防止杂物堵管。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行。灌砂时分几次进行，第一次灌砂高度约4～5m，然后将注浆管插入灌入的砂中一定深度，向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后采用清水冲洗注浆管，防止水泥浆粘附在管壁上，影响下一次灌砂、注浆。注入水泥浆初凝后，进行下一次灌砂、压浆，反复进行，直至灌满，使溶洞内充满砂浆。

4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，其方便、快捷，节省费用。

当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部或部分流失，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土（按1：1体积比）回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应再次回填，反复回填、反复冲击，直至不再漏浆为止。

采用回填片石、粘土处理溶洞时，钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。

4.4 灌低标号混凝土法 对于较大的溶洞，尤其是半填充或无填充溶洞，有时采用填粘土和片石的方法难以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土时孔壁被挤垮，这时用灌低标号混凝土的方法处理。

施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法，当击穿溶洞顶板时，为节约混凝土灌注量，可先填粘土块和片石，反复冲挤，待溶洞填注基本饱满时，再灌低标号混凝土至溶洞顶1m 以上，待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。

4.5 钢护筒跟进法 在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取上述方法无效时，可采取钢护筒跟进法施工。就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。①内护筒内径的确定 现场根据桩孔穿过大溶洞的数量，确定内护筒级数，每增加一级，内护筒内径增加0.2m，最小一级内护筒直径大于桩径0.2m。为保证内护筒的刚度，防止受压变形，钢护筒采用10mm 钢板卷制。下沉内护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。先钻大孔，下沉大护筒，再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过1层溶洞，就采用1级内护筒，每增加1层溶洞，就增加1级内护筒。护筒跟进法施工顺序见下图1。②内护筒长度的确定内护筒长度的确定，护筒长度L＝h＋3（m）（h为地质超前钻确定的溶洞高度），如果内护筒太长可分节下沉，在孔口焊接连接。

岩溶地区钻孔桩施工方法

①岩溶地区钻孔桩施工工艺流程图见图2。②由于钻孔桩施工是个比较成熟的施工工艺，本文就不再叙述。

在岩溶地区钻孔桩施工中特别应注意以下几个问题：①施工准备 根据地质资料预测施工中可能出现的问题，制定施工方案，并向钻机操作人员进行技术交底。桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。②钻孔 钻机时泥浆要稍稠，现场泥浆池内尽量多备些泥浆，在溶洞穿孔后及时补浆。施工中要加强钻孔地质检查、复核，并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳放长量控制为1～2cm，防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。钻穿溶洞顶板时一旦漏浆，及时投放粘土块、片石并补水补浆，保持孔内水位高度。漏水严重时，可填充稻草和水泥等混合物，每次填满后补浆补水，再重新冲击钻进，挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最终至不漏浆为止。通过溶洞层后，继续钻孔，直至设计深度。③灌注混凝土 灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生。桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察30分钟左右，如果混凝土面没有变化才拔出导管。

参考文献：

[1]铁建设[2005]160号客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.[2]TZ213-2005客运专线铁路桥涵工程施工技术指南.[3]TB10002.5-2005.J464-2005.铁路桥涵地基和基础设计规范.[4]湖南交通科技.2002年第1期《岩溶地基处理方法》.[5]交通世界.2004年第5期《岩溶地区地基处理及桩基施工技术》.

第五篇：岩溶地区钻孔桩溶洞处理施工技术总结

摘要:本文以武广客运专线XXTIV标北乡特大桥钻孔桩施工为实例，主要阐述岩溶地区钻孔灌注桩的溶洞处理的工艺原理、方案的选择、针对不同孔径大小的溶洞所采用的各种不同的处理方法等，通过本工程试验及实践，使得岩溶发育地区桥梁钻孔桩基础的施工工艺及技术得到了成功验证和发展，取得了较为成熟的经验。关键词:武广客专 岩溶地区 钻孔桩基础 施工技术 1 工程简介

武广铁路客运专线XXTJV标北乡特大桥（DK1932+974.51-DK1937+010.89）位于广东省乐昌市北乡镇，北接大瑶山3#隧道，南接东塘隧道，距乐昌市约8km，横跨省道S248线。桥跨布置为124-32m简支箱梁，全长4071.27米，钻孔桩1113根，直径分别为φ1.0m和φ1.25m，其中50米以上的桩有139根，70米以上的有17根，最长桩孔深达92米。桥位处岩溶极其发育，大部分溶洞呈串珠状发育，桩基础最多的穿越23层溶洞。地表卵石覆盖层厚，最厚达65米。溶洞处理的成败关系到桩基础施工质量、工期和成本。2 溶洞的分类

根据地质结构和溶洞的情况及发育情况，溶洞可分为以下几种类型：

2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度＞3m；②小溶洞：溶洞高度＜3m。

2.2 按溶洞填充状态分 ①全填充溶洞：洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状；②半填充溶洞：洞内约一半有填充物，顶部为空腔；③无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。

2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：严重漏水并与其它溶洞或地下河连通；②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象；③不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。

2.4 按溶洞垂向个数分 ①单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；②多层溶洞：桩基范围内有多层溶洞。3 方案选定

根据溶洞大小及填充情况等，选定经济可行的处理方案 4 溶洞处理方法

4.1 压注双液浆法 注双液浆一般适用于10m以下半填充或全填充溶洞的处理。

①目的：溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度（20MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等施工工序的顺利完成。②加固原理：注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100%，即1m3体积的浆材可得1m3的结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀泥等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充的溶洞，浆液是通过充填填满溶洞的。③工艺 压浆材料采用普硅32.5R水泥与化学剂（水玻璃）。a布孔 根据桥墩台桩基布置和溶洞分布，每个墩台布置6～8个压浆孔。b钻孔 用地质钻机钻80mm～110mm的注浆孔，孔深达到最深溶洞的底部。注浆管插入 溶洞下部。c压浆 采用双液压浆系统进行全孔压浆，要少量多次、反复压浆。双液浆配制时，控制浆液比例，反复试验，掌握浆液的最佳凝固时间，凝固时间太快，不利于注浆施工，凝固时间太慢，浆液流动性大，用量大，不经济。

4.2 灌砂、压浆法 灌砂压浆是溶洞预处理方案之一，一般适用于6～10m无填充溶洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间，采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体，防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。灌砂采用干燥、洁净的中粗砂，并进行清筛，防止杂物堵管。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行。灌砂时分几次进行，第一次灌砂高度约4～5m，然后将注浆管插入灌入的砂中一定深度，向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后采用清水冲洗注浆管，防止水泥浆粘附在管壁上，影响下一次灌砂、注浆。注入水泥浆初凝后，进行下一次灌砂、压浆，反复进行，直至灌满，使溶洞内充满砂浆。

4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，其方便、快捷，节省费用。

当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部或部分流失，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土（按1：1体积比）回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应再次回填，反复回填、反复冲击，直至不再漏浆为止。

采用回填片石、粘土处理溶洞时，钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。

4.4 灌低标号混凝土法 对于较大的溶洞，尤其是半填充或无填充溶洞，有时采用填粘土和片石的方法难以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土时孔壁被挤垮，这时用灌低标号混凝土的方法处理。

施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法，当击穿溶洞顶板时，为节约混凝土灌注量，可先填粘土块和片石，反复冲挤，待溶洞填注基本饱满时，再灌低标号混凝土至溶洞顶1m 以上，待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。4.5 钢护筒跟进法 在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取上述方法无效时，可采取钢护筒跟进法施工。就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。①内护筒内径的确定 现场根据桩孔穿过大溶洞的数量，确定内护筒级数，每增加一级，内护筒内径增加0.2m，最小一级内护筒直径大于桩径0.2m。为保证内护筒的刚度，防止受压变形，钢护筒采用10mm 钢板卷制。下沉内护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。先钻大孔，下沉大护筒，再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过1层溶洞，就采用1级内护筒，每增加1层溶洞，就增加1级内护筒。护筒跟进法施工顺序见下图1。②内护筒长度的确定内护筒长度的确定，护筒长度L＝h＋3（m）（h为地质超前钻确定的溶洞高度），如果内护筒太长可分节下沉，在孔口焊接连接。5 岩溶地区钻孔桩施工方法

①岩溶地区钻孔桩施工工艺流程图见图2。②由于钻孔桩施工是个比较成熟的施工工艺，本文就不再叙述。

;在岩溶地区钻孔桩施工中特别应注意以下几个问题：①施工准备 根据地质资料预测施工中可能出现的问题，制定施工方案，并向钻机操作人员进行技术交底。桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。②钻孔 钻机时泥浆要稍稠，现场泥浆池内尽量多备些泥浆，在溶洞穿孔后及时补浆。施工中要加强钻孔地质检查、复核，并密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳放长量控制为1～2cm，防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。钻穿溶洞顶板时一旦漏浆，及时投放粘土块、片石并补水补浆，保持孔内水位高度。漏水严重时，可填充稻草和水泥等混合物，每次填满后补浆补水，再重新冲击钻进，挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最终至不漏浆为止。通过溶洞层后，继续钻孔，直至设计深度。③灌注混凝土 灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生。桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察30分钟左右，如果混凝土面没有变化才拔出导管。参考文献：

[1]铁建设[2005]160号客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.[2]TZ213-2005客运专线铁路桥涵工程施工技术指南.[3]TB10002.5-2005.J464-2005.铁路桥涵地基和基础设计规范.[4]湖南交通科技.2002年第1期《岩溶地基处理方法》.[5]交通世界.2004年第5期《岩溶地区地基处理及桩基施工技术》 桩基大溶洞处理施工总结 2008-6-5 17:57

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一、桩基概况

广清高速连接线主线高架桥97#-A桩桩基设计直径200cm，设计桩长43.7m，嵌岩桩基础，混凝土标号为C25.二、地质情况

根据地质勘察报告资料，该桩地层由上而下为素填土、耕植土、淤泥、粘土、全风化粉砂质页岩、全风化炭质页岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩。该桩有四层溶洞呈串珠型分布，上面三个溶洞较小，分别为0.8m、1.2m和1.2m，最下一层溶洞高度为9.1m，四层溶洞总高度为12.3m，溶洞内均为软塑状粘土全充填。

三、施工方案的确定

针对该桩溶洞较大且呈串珠型分布，施工技术难度较大，该工程又为市重点工程，我公司从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把该桩做列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据该桩溶洞情况，溶洞内全为流塑状粘土全充填，溶洞位置较深，最后确定先采用冲击钻成孔，投放抛填物的方法处理溶洞，后考虑采用下放钢护筒的方案。

四、施工前的准备

1、人员组织

项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。

2、材料准备

片石100m3，粘土20m3，水泥10T，编织袋200条，钢护筒30m.3、机械配备

装载机40型一台，16T吊车一台，小斗车10辆。

五、施工过程控制

该桩护筒顶标高为11.005m，设计孔底标高-35.5m，应钻深度46.505m.采用冲击钻成孔，钻头直径2.10m（加大钻头直径，使成孔直径不小于2.1m，为下放钢护筒做准备，钢护筒直径2.09m），钻头质量4000Kg，后换为7000Kg原装钻头。本桩1月1日开钻，1月16日穿过最后一层溶洞，钻孔深度40.1m.上部松软地层厚度9.29m，钻进速度较快。泥浆颜色灰黑色，且有臭味。上面两个溶洞较小，分别为0.8m和1.2m，中间间隔只有10cm，两溶洞已基本联为一体。钻头钻至最上一层溶洞溶顶以上0.6m时，向孔内抛投片石高度0.5m，以平衡钻头，防止穿破溶洞时出现孔斜。冲程控制在0.8m，平稳冲砸。经仔细观察钻头穿破溶洞后钢丝绳无摆动，孔位无偏斜。钻进溶洞后，无漏浆，钻头进尺稍微加大。为保证固壁良好，向孔内投放片石1.5m，以0.6m的小冲程钻进，钻进1m后，再次投放片石1.5m，其中夹杂投入粘土，钻进时进尺较小，遂加大冲程至1m，钻进过程中无异常现象发生。溶洞内钻进时，泥浆比重为1.6.第二层溶洞与第三层溶洞之间为5.4m的微风化含炭质灰岩，岩质较硬，进尺慢，钻头损坏严重。我部及时进行调整改装钻头（质量4000Kg）换为7000Kg的原装钻头。第三层溶洞穿破后，未见漏浆现象，由于该层溶洞较小高度只有1.2m，钻头穿破溶顶后随即向孔内投放片石1.5m，并用0.6m左右的小冲程反复冲砸以固壁。钻进过程中无异常。

第四层溶洞最大，溶洞高度为9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之间。钻头进入溶洞后进尺加大。泥浆有轻微漏浆现象，随即提出钻头，向孔内投入片石及粘土，厚度1.5m，然后以0.6m的冲程冲砸。进尺1m后泥浆由灰黑色渐变为黄褐色。根据地质勘察报告溶洞内全为黄褐色粘土充填，实际地层与设计相符。由于该层溶洞大，抛投的片石大部分取用大直径片石，尺寸25～40cm.溶洞内没有发现大量漏浆现象，粘土未装袋抛投，只是夹杂于片石内投入。该溶洞处理时，均采用每钻进1m投放片石及粘土1.5m重复钻进的方法。溶洞内泥浆比重始终控制在1.6以上。施工过程中由于钻头质量较大，钻机主机出现一点故障，中间间隔了一段时间。9.1m溶洞处理历时5天。

四层溶洞处理时，泥浆比重均在1.6以上，泥浆未加水稀释，只保持循环，浓度较大。

六、处理效果

该桩从开钻到穿过最后一层溶洞，历时16天，钻孔深度40.1m.其中溶洞处理共耗时7天，溶洞总高度12.3m.溶洞处理抛投片石共计75m3，粘土18m3.我部采用抛填片石及粘土的方法，成孔质量良好。钻进过程中无塌孔、吸钻、埋钻及卡钻现象。钻头上下自如，无孔斜、缩孔现象。

七、混凝土灌注

混凝土采用垂直导管法进行灌注，采用商品混凝土并派实验人员前往混凝土厂家进行质量控制，根据灌注情况随时调节混凝土性能，较好的满足了施工需要。现场由专业工程师控制灌注进度并根据地质情况控制埋管深度，保证成桩质量。当灌注到溶洞位置时保持较大的埋管深度，防止混凝土由于挤破护壁后突然下沉，造成断桩。施工过程中保持埋管深度不小于5m，没发现混凝土面下降现象。但当灌注到溶洞位置时，混凝土面上升缓慢，尤其是孔深35m～33m位置时，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪费严重。但翻浆正常，下料顺利。灌注完毕后，混凝土方量比设计多出60m3.八、体会和心得

1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。

2、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石和粘土的固结利于固壁。

3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，可采用大块片石。

4、溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.6.5、如孔内泥浆不是大量流失，粘土可不装袋投入。

6、因溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥浆浓度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。

7、当处理住漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。