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摘要：我国地域广阔，岩溶地质分布也较为广泛，主要分布在我国的西南大部分地区，其他地区也有少量分布。岩溶地质的成因较为复杂，且地貌形态各异，直接决定了桩基础的施工工艺和方法。本文就岩溶地质的形成特点及危害进行简单的分析，然后研究和分析了岩溶地区钻孔灌注桩施工技术。
关键词：岩溶地质；危害；钻孔灌注桩；施工技术
引言
岩溶地区的土溶洞发育容易，且蕴含丰富的地下潜水，这种地质是典型的不良地质，一般选用桩基础对其进行处理和加固。但在处理的过程中，如果施工不当，会出现掉钻、卡钻，甚至塌陷等问题，为后续工程埋下巨大的安全隐患。因此，如何有效的降低岩溶危害，确保岩溶地区桩基工程的顺利进行，已经成为施工技术人员重点关注的问题。下面就结合岩溶地区地质特点及危害，简单分析岩溶地区钻孔灌注桩施工技术。
一、岩溶地区地质发育特点
（一）补给区的岩溶发育
地下水补给区因为降水及地面水是垂直且密集的向下运动，随着水的溶蚀作用，多发育喀斯特的地表形态，如喀斯特沟、石芽、漏斗、落水洞等，并且发育的岩溶地貌具有埋藏浅、规模小等特点。
（二）径流区的岩溶发育
径流区水量大且多，在水的侵蚀作用下，水平发育溶洞、地下暗河等，局部也会发育落水洞等垂直岩溶地貌，但大多都被土层覆盖。在水平方向发育的单个小溶洞会在水的作用下相互贯通形成大溶洞。一般深层发育的溶洞、暗河等不会对地面工程造成危害，但是对于地下工程，如桩基础、隧道地铁等则会构成严重危害，主要会造成地层的塌陷和漏失。
（三）排泄区的岩溶发育
作为地下水的排泄点，岩溶基本发育成溶洞、暗河、溶蚀盆地，且岩溶发育规模大，溶洞之间相互贯通，且会形成富水性良好的含水层。地下水排泄区岩溶在施工过程中，容易导致溶洞上部土层出现局部失稳现象，又因岩溶通道内填充物较少，且土层覆盖较薄，极易产生塌陷等地质灾害。
二、岩溶地区地质发育的危害
（一）地基不均匀，覆土层地基受力压缩产生变形
岩溶地区基岩面起伏不定，导致其上覆土层地基受力压缩变形较大。在水平方向上，同一距离的两个点上，土层厚度可达4-6m，甚至超过10m。较厚的土层底部普遍存在的是软弱土质，这加剧了地基结构的不稳定性，在桩基施工时，会因钻机进入持力层造成偏孔现象的发生。
（二）溶洞顶板变形造成的地基失稳
在岩溶地区存在一些埋藏浅、跨度大且呈扁平状的溶洞，在桩基础施工时，对地层扰动较大，导致上部土层结构不稳定，甚至坍塌，或者施工完成后，因外界荷载应力的变化，也会造成地基坍塌、下陷。
（三）岩溶地区地下水的变化会对建筑结构的使用和施工造成极为不利的影响
雨季时，熔岩地层下的地下水会因渗入水量的增多，导致水流通过垂直的通道而溶出地面，致使施工现场被淹没。在枯水期内，一定深度的岩体会处于干燥状态，雨季可能出现涌水现象，会对桩基施工造成极大的影响。
（四）土洞坍落造成地表塌陷
由于地基土洞发育，形成后亦可保持相对稳定，但人为因素会诱发岩溶塌陷，其因承载力低，在钻孔穿过地下土溶洞时，造成一系列施工困难，比如漏浆、卡钻、掉钻，甚至会导致塌孔引起塌陷。
三、岩溶地区钻孔灌注桩施工技术
岩溶地区进行钻孔灌注桩施工时，桩基施工的不同主要在于施工过程中遇到的岩溶情况不同，在实际施工过程中，溶洞处理常用抛填片石黏土堵漏法、预注浆加固法以及钢护筒跟进法三种，三种处理方法各有优缺点，适用范围也不一样，下面就以抛填片石黏土堵漏法为例进行简单分析。
（一）抛填片石黏土堵漏溶洞处理法
在钻锤击破溶洞顶层时，向溶洞内抛填片石和黏土，然后利用钻锤反复冲砸，将抛填的片石黏土挤向桩孔四周，形成环向封闭圆台，保证钻孔过程中泥浆不流失、浇筑过程中孔壁不坍塌。其中抛填片石与黏土的比例为1：1，片石强度≥30MPa，尺寸控制在15-25cm。黏土须有良好的黏性，并将黏土润湿捏成直径为10-15cm的黏土球，或采用抛填袋装黏土方式。对于埋深较深或洞高较大的溶洞，为加强填充圆台的稳固性，可适当掺入水泥，水泥量约为黏土的1/3，水泥袋装好后抛填到洞内。每次回填1层，需要使用钻锤对片石和黏土进行反复冲砸至少3次，使得片石和黏土保持密实，回填高度应超出溶洞顶至少3m。然后向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其浸入片石缝隙内，然后采用钻锤低冲程高频冲击，使片石和黏土挤入溶洞内，形成泥石护壁。回填并冲砸直至高锤重击下基本无进尺，再持续冲砸20-30锤，可视为溶洞段填充基本密实，可以开始取渣钻进。若溶洞内的泥石护壁有漏浆现象发生，需要再次进行回填、冲击，直至不再漏浆为止。
（二）旋挖成孔
旋挖成孔是利用旋挖钻机带动钻头旋转剪切，将土体直接装入钻头，通过钻杆的提升将钻头提出孔外卸土，然后再将孔钻头沉入孔底旋转剪切，如此往复循环直至设计深度从而成孔。对有勘察资料的溶洞，在距溶洞顶板500mm开始换筒钻采取研磨方式钻进，直至穿越溶洞顶板，以预防卡钻，对施工中隐藏的溶洞，实际操作时还需要通过仔细观察钻渣、泥浆颜色、漏浆水位以及旋挖钻机的振动情况来判断。进入岩溶洞穴后，选用改进筒钻，采用轻压钻孔进行操作，避免压力钻孔，防止斜孔造成卡钻。当旋挖钻头处于软硬地层过渡段桩基钻进时，应及时调整钻进速度。由硬地层到软地层时，应提高钻进速度，反之则由液压系统给钻杆适当加压（加压过程应均匀，且加压力不应过大），然后减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；在斜岩地层，适当降低钻进速度，防止卡钻现象的发生同时减小对钻头的磨损；针对破碎地层，在护筒跟进的基础上，以较低的钻速钻进。
溶洞底部的钻进具体可以分为以下三类：
（1）高度小于筒钻的洞穴，钻进底部时，钻孔应该减小压力，穿过斜层后可以用常规钻进方法；
（2）高度大于钻头高度且小于3m的洞穴，因为底部可能遇到的石芽、边坡岩、半岩半土等情况，向洞内抛投片石、粘土或混凝土充填溶洞至顶板以上1m，然后采用特制的改进筒钻；
（3）高度大于3m的溶洞，将穿越溶洞的钢护筒下放至溶洞底部后钻进。
（三）破碎地层的处理
1、静浆护壁
破碎程度较低的地层，可以采用水、膨润土与火碱等配置膨润土泥浆，配比为100:6:0.3。处理过程中需要需及时检测泥浆指标，并依据地层变化，及时调整膨润土泥浆配合比。若膨润土泥浆处理效果不佳，则可采用高效化学泥浆进行处理。选用pH8-10之间的水，并按照100m3水加入25kg的比例加入高效泥浆粉末，然后搅拌均匀。搅拌好的高效化学泥浆，随钻进的深入不断补充即可。这种化学泥浆具有良好的水溶性和易混合的特点，能在孔壁上形成一张半透明状、且极具粘性和张力的保护层，对保证周围地层的结构稳定具有十分重要的作用。
2、护筒跟进
护筒跟进可以处理钻进过程中破碎程度较高的地层，护筒跟进与静浆护壁相比，能更好的保证孔壁的稳定，避免塌孔的现象发生。具体可将厚度为12mm、单节长度为1.5m的钢护筒跟随钻进过程向下沉放，每节护筒之间通过焊接连接在一起，同时现场专业试验人员分析每循环钻出的渣样，指导现场钻进作业，确保顺利通过破碎地层。
结束语
综上，由于岩溶地区地质条件的复杂性，导致钻孔灌注桩施工难度较大，且施工的不确定性也给施工质量埋下了隐患。因此，在实际桩基工程施工中，需要依据溶洞的具体情况，综合考虑岩溶处理方案的科学性、合理性以及可行性，只有选择安全可靠且经济合理的施工方案，才有效确保岩溶地区钻孔灌注桩工程的施工质量。
参考文献
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