桩基遇到溶洞处理及应急预案
一、概述
岩溶形成主要为溶洞、竖井、漏斗、及溶沟( 槽) , 以垂直方向发育为主, 竖井、漏斗
既有消水作用, 同事又具备溢水功能。深部岩溶形态主要韦溶沟( 槽) , 地下暗河通道以水位方向发育为主, 是地下水流动的主要通道。
铺以超前钻勘测溶洞, 挖孔进尺到溶洞顶面1m 时, 先分钻钻小孔, 查明溶洞内是否有承压水, 有承压水时应等水位稳定后进行抽水, 才能继续开挖。洞内有较软塑状粘土时, 注意及时护壁, 必要时, 可采用固结灌浆, 待充填物基本固结后再实施开挖。岩溶发育区挖孔到达设计深度后, 必须进行孔底检测, 为查明孔低以下的地质情况是否满足设计要求, 要求用小风钻查明桩底一下 4 米范围内德地质条件。
( 1) 承压水: 承压水是充满两个隔水层指尖的含水层中的地下水承压水的处理:
A. 如果能获得地下水的来源方向, 就在其上游打一排堵水帷幕空采用高
压灌浆, 封堵地下水。
B. 根据地下水的来源和水量, 打一个或几个降水孔, 其深度一定要大于
基桩最大深度。
( 2) 溶洞分分类:
A. 按大小分可分为: 1. 小溶洞（洞高小于3m）, 2. 大溶洞（洞高大
于3m）
B. 按有无填充物可分为: 1. 有充填、已填满, 包括亚砂土和亚粘土充
填, 有可塑、软塑、和流塑之分。 2. 半充填。 3. 无充填物, 为空溶洞。
C、按是否漏水可分为: 1.全漏水（与其它溶洞相连） , 2.半漏水,
3. 不漏水
D、按溶洞垂向数量可分为: 1. 单个溶洞, 2. 多个溶洞
二、溶洞桩基施工方案
1. 片石粘土筑壁法
溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严重漏水, 护筒内水头高度不能保持时, 可采用片石、粘土和整包水泥（按1 m3: 3 m 3: 0 ．75 t 比例, 顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石）回填冲击，用0. 5〜0. 8 m小冲程，不循环泥浆干打几分钟, 使回填物充分密实, 再加浆提高水头到正常高度, 等水泥初凝具有一定强度, 将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进, 形成人工泥石护壁。如此重复多次回填片石、粘土和整包水泥,重复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止, 这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时, 钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层, 坐落在不透水的亚粘土层上, 这样能够防止由于溶洞漏水, 水头高度急剧下降而造成的坍孔。严禁因为钢护筒短, 没座在亚粘土层上, 造成坍孔, 导致钻头被埋在孔内, 护筒埋置采用钢护筒跟进法。
2. 常规成孔法
当溶洞内有充填物, 是可塑或软塑的亚粘土, 而且溶洞不漏水的情况
下, 这时不论溶洞有多大, 也不论溶洞垂直数量有多少, 都能够不考虑溶洞的存在, 而按照正常的地址情况施工, 采用冲击钻成孔, 洞内的图纸和溶洞外的图纸没有什么区别, 能够按无溶洞的情况施工
3. 钢护筒跟进法
溶洞较大, 单层或者多层溶洞成垂直穿珠带状情况下, 采用钢护筒跳进法施工, 该方法就是一面冲孔, 一面接高护筒, 而且将其压到或震动下沉至已钻成的孔内, 当桩孔穿过多个溶洞而且成功造壁, 在下面冲孔时, 上面已形成的泥石护壁坍塌漏水而且无法解决时, 能够钢护筒跟进到这个位置堵漏。
4. 注浆法
溶洞层数较多, 为串珠状, 溶洞位置勘测准确, 溶洞大于0.5m 小于
3m, 土层中有较厚的砂层, 溶洞漏浆会引起坍方的情况下, 采用预先压注水泥浆, 待水泥浆压注工作完成24 小时后开始钻进。压注时压力控制不大于0.4Mpa, 并直到稳定两秒后再进行下一个孔的注浆, 或相邻孔冒浆为止。
5. 帷幕注浆法
针对高度大于8m的溶洞，采用帷幕注浆法，注浆采用水泥砂浆注浆, 单管注浆, 注浆压力为0.5 —1.0Mpa, 注浆范围为整个溶洞高
度, 帷幕的范围以桩中心以外5m, 每隔一米提管一次, 注浆孔间
距3—5m, 根据测量放样成梅花形布置。在距离桩周边 5 米的范围布置钻孔位置, 钻孔位置不得随意调整, 钻孔位置需设置护桩。选用合适地
质钻机或者潜孔钻机并配置好压浆机, 保证注浆工作与钻桩工作同步, 成孔空闲时间不宜过长。钻孔采用隔行跳打, 不得漏钻, 要求孔壁垂直。成孔后, 及时安放注浆管, 连接注浆机, 调整设备, 拌合水泥浆, 拌合好的浆液中不得有结块, 确保设备工作正常。先将注浆管位置设置在距离孔底0.5m 处, 注浆开始采用
0.4Mpa 的注浆压力, 在预定的位置上, 采用低压送浆, 在浆液充分后采用 1.0Mpa 的压力持压应大于10 分钟, 然后提管1m, 继续下一阶段的注浆工作。
三、施工中出现的问题及处理
1 坍孔
如果有透水层, 当冲击到溶洞后, 犹豫突然楼江造成水头高度集聚下降, 透水层失稳, 形成漏斗状坍孔。坍孔的原因有护筒脚底周围漏水, 孔内水位下降, 或在潮汐河流中涨潮时, 孔内水位差减小, 不能保持原有静水压力, 一级护筒周围堆放重物或机械震动等, 均有可能引起坍孔。
①、坍孔的预防：坍孔的预防在于”常看，常补”常看就是要求各地层地质情况做到心数有数, 随时注意钻进情况, 随时观察水位情况。”常补”就是当钻进松散粉砂土或者流砂中时, 要及时补充较大的比重, 粘度的泥浆, 甚至可补充投入参有片石或卵石的粘土, 另外, 要有专人负责补水, 以保证钻孔内必要的水头高度
②、坍孔后的处理
A当成孔深度不大时，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。
B当成孔深度较大时，可将钢护筒一直坐落在坍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。
2 斜孔
①原因：犹豫溶洞面倾斜或出现探头石致使钻头沿软土层部位下滑造成斜孔。
②处理方法
A 扩孔纠编法：此方法适合于潜孔阶段中（一般不超过10m）钻孔已偏斜严重的情况下, 采取加长粗径钻具, 并使用比原钻具直径至少大一级的钻具, 从孔口或者从孔口管底部位置扩下去, 能够扩大处理符合要求的钻机, 矫正钻机的方向, 防止继续钻进中该孔偏斜严重发生的情况出现。
B短钻具法：在松软岩层或者厚度大的覆盖层中钻进时，当钻孔产生一定偏斜后, 可利用较短的粗径钻具进行矫正, 因为在上述地质条件下钻孔, 孔径一般比较大, 而短钻具在较大孔径内较易改变方向。主要经过用轻压力满转速的操作方法, 钻具会因自重垂向钻进。
C 换径法：主要用比原正常钻具小一级或者两级直径长度短于
1.5m 的钻具钻进。因为短细的钻具可在较大的孔径内接近垂直状态。
D扫孔法：此方法是在某一灌浆段钻孔结束时进行孔斜测量，发现偏斜超过允许值情况下, 先补进行纠偏处理, 按正常程序继续灌浆, 当快要结束时, 用比例为0.5（或者0.6）： 1 的浓浆置换出孔内稀浆, 并待凝24—28 小时后扫孔（用钻具扫除孔壁和孔底的障碍物）。
