溶巖地區樁基施工指南

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、總則 12、名詞術語 13、一般規定 34、巖溶樁基組合模式及常見病害類型 44.1巖溶樁基組合模式 44.2巖溶樁基施工常見病害類型 65、巖溶樁基施工預防措施 85.1施工準備 85.2巖溶樁基施工預處理措施 96、巖溶樁基適用施工工藝 117、沖擊成孔灌注樁施工工藝 137.1沖擊鉆機的要求 137.2泥漿的要求 147.3沖孔成孔施工工藝 157.4混凝土灌注成樁施工工藝 188、人工挖孔灌注樁施工工藝 209、巖溶樁基施工常見病害的處理措施 239.1沖擊鉆孔施工中巖溶樁基病害處治 239.2人工挖孔施工中巖溶樁基病害處治技術 349.3小結 361、總則1.0.1為適應巖溶地區公路橋梁建設發展的需要，服務于我國巖溶地區尤其西部巖溶地區公路工程橋梁樁基施工，確保施工質量，作到技術先進、經濟合理、方法實用有效，特制訂本指南。1.0.2本指南適用于巖溶地區高速公路、一般新建公路和改建的各等級公路，以及獨立建設的橋梁項目的施工。1.0.3本指南僅包括公路工程橋梁施工與巖溶有關的內容，而施工中通用部分的技術方法與要求，以及巖溶地區中非巖溶樁基的施工，均應遵照國家或交通部現行有關技術標準執行。2、名詞術語2.0.1巖溶裂隙地表水沿可溶巖的節理裂隙進行垂直運動，不斷對裂隙四壁進行溶蝕和沖蝕，從而不斷擴大成幾厘米至1~2米寬的巖溶裂隙。裂隙與溶洞區別主要在形態上，裂隙三維方向上某一方向尺寸明顯超過另外一個方向。裂隙的另外一個特征就是其連通性，如果為封閉裂隙其對樁基的影響等同于小溶洞，縱向裂隙對樁基施工影響大（漏漿量大速度快）。對樁基施工來說，裂隙一般是指寬度0.5m以下的巖溶裂隙。2.0.2溶洞地下水溶著可溶巖的層面、節理或裂隙、落水洞和豎井下滲的水，在地下水垂直滲入帶內沿著各種構造不斷向下流動，同時擴大空間，形成大小不一、形態多樣的洞穴。一般有兩種類型：水平型溶洞和垂直型溶洞。溶洞相對來說長寬比較小。對于樁基施工而言，各種溶洞按溶洞的大小及數量區分如下：小型溶洞：對沖擊成孔無多大影響的溶洞，高0.5m~1m，大多數為封閉溶洞。一般溶洞:會對沖擊成孔造成影響的溶洞，高1~4米。大型溶洞：對沖擊成孔施工影響較大的溶洞，高4m以上.多層溶洞：可溶性巖層與非可溶性巖層相間的地區，溶洞本身就具有成層性。因此，在巖溶地區，溶洞的成層性是一種普遍的地貌現象，多數是由4~6層組成的。上下兩層水平溶洞之間的高差由數米到十幾米甚至幾十米。一般為水平型溶洞。串珠式溶洞：指由水平狀態為主的多層溶洞或裂隙組成，各層之間厚度間距一般為0.5~3m，溶洞大小不一，一般為垂直型溶洞。2.0.3不完整巖溶不完整巖溶形態是指發育在樁側或樁底的孤石、鷹嘴巖、半邊巖、巖溶裂隙、起伏不平的基巖面、傾斜巖層、石筍等，它們共同的特征表現為在同一樁孔橫截面上，巖石軟硬不均或半巖半土、半巖半溶的情況。2.0.4巖溶率在一定范圍內巖溶空間的規模和密度，用以反映巖溶發育的強度及特征，巖溶率可分為：點巖溶率：單位面積內巖溶形態的個數；線巖溶率：單位長度上巖溶形態的百分比；面巖溶率：單位面積上巖溶形態的百分比；體巖溶率：巖溶空間占測量可溶巖體積之百分比；鉆孔巖溶揭露率：在一定深度或層位內，揭露到洞隙的鉆孔占勘探孔總數的百分比。2.0.5巖溶填充率充填物體積與洞隙體積之百分比，充填率可分為：全填充、半填充、少量填充與未填充。2.0.6土洞發育在可溶巖上覆蓋土層中的空洞。其形成需有易被潛蝕的土層，其下有排泄、儲存潛蝕物的巖溶通道。當地下水位在巖土交界面附近作頻繁升降時，常產生水對土層的潛蝕而形成土洞。2.0.7洞穴崩塌物在溶洞內伴隨巖溶作用過程從洞頂、洞壁、洞口崩塌的塊石、碎石、角礫堆積物的通稱。有時可和洞底的鈣板、粘土混雜膠結成角礫巖。2.0.8地下水是指埋藏在地面以下，存在于巖石和土壤的孔隙中可以流動的水體。地面以下的水并不都是地下水。地面以下的土層可分為包氣帶、飽水帶。包氣帶的土層中含有空氣，沒有被水充滿，包氣帶中的水分稱為土壤水。飽水帶中土壤孔隙被水充滿，含水量達到飽和，飽水帶中的水即為地下水。2.0.9飽水帶又稱潛流帶。巖溶含水層及其地下水位以下的地帶。它的上限及厚度與補給——排泄區的相對位置和高差有關。水流常具有連續性和靜水壓力。淺飽水帶常常是巖溶強烈發育的地帶。2.0.10季節交替帶又稱過渡帶。由于季節變化而引起地下水位升降波動的地帶。是僅次于包氣帶與飽水帶之間的過渡地帶。當雨季潛水面升高時，構成飽水帶的一部分；旱季潛水面下降，則成為包氣帶的一部分，形成周期性的交替。2.0.11巖溶水賦存于巖溶化巖體中的地下水的總稱，又稱巖溶地下水。2.0.12巖溶突水儲存和運動于巖溶含水層中的地下水流，當被人工揭露或受自然因素影響而驟然產生的大量涌水現象。巖溶突水常伴隨涌泥涌砂，危及安全。2.0.12灌注樁在地基中以人工或機械成孔，在孔中灌注混凝土而成的樁。2.0.13大直徑樁直徑大于等于1.5m2.0.14端承樁主要靠樁的下端反力支承荷載的樁。2.0.15PHP泥漿2.0.16巖溶樁基指在巖溶地區，樁位處發育有各種巖溶形態的灌注樁。3、一般規定3.0.1本指南適用于沖擊成孔、人工挖孔巖溶灌注樁基的施工。3.0.2巖溶灌注樁施工應具備詳細的工程地質勘察資料和水文地質資料，水泥、砂、石等原材料的質量檢驗報告，混凝土配合比審批報告。3.0.3灌注樁施工時，應按有關規定制定安全生產、保護環境等措施。3.0.4灌注樁施工應有完善的施工記錄。4、巖溶樁基組合模式及常見病害類型4.1巖溶樁基組合模式4.1.1巖溶對樁基成孔施工的影響因素可歸納為覆蓋層、溶洞、不完整巖溶形態、巖溶地下水四大方面，并且這四種影響因素往往是在同一樁基中同時存在的。①、覆蓋層對樁基成孔施工的影響巖溶區覆蓋層厚度變化大，一般從幾米到幾十米不等，多以第四系沖積、坡積和殘積層為主，在地下水影響下基巖面附近土層往往呈現軟塑狀態，甚至部分粘性土被地下水徑流沖蝕形成土洞。成孔過程中，覆蓋層會因護壁失穩而造成孔壁坍塌，嚴重者造成大規模孔口地面塌陷。②、溶洞對樁基成孔施工的影響溶洞是樁基成孔施工中最難對付的巖溶形態之一。因溶洞發育的大小、形狀、規模、位置不一，其造成的影響程度也不一樣。因溶洞的存在，成孔施工過程中常會出現因揭穿頂板出現漏漿、卡鉆、掉鉆、埋鉆的事故，特別在多層溶洞（串珠式溶洞）發育的樁基中，會導致成孔施工的困難，樁底標高的難以確定等。③、不完整巖溶形態對樁基成孔施工的影響不完整巖溶形態會造成鉆錘落底時不水平而滑向軟質一側，造成樁孔偏斜；或巖溶發育不均形成的基巖面溶溝、溶槽、石牙孤石及孔內探頭石導致沖擊過程中鉆頭被卡。④、巖溶地下水對樁基成孔施工的影響巖溶地下水具有不均勻性，季節性，集中突水和承壓性，裂隙與管道并存，埋藏條件不易查清等特征，其地下水量的計算不易準確，巖溶地下水往往與地表水相互連通，造成降水困難，若施工不當,極易誘發塌陷等地質災害。4.1.2從樁基與巖溶洞穴的相互關系考慮，重點考慮樁基處的覆蓋層厚度、巖溶洞穴的數量、橫截面大小、走向和連通情況、巖溶地下水的水位與水量、樁基與溶洞的關系，可歸納出巖溶樁基施工中，樁基與巖溶洞穴的所有組合模式，見表4-1。對樁基的影響程度覆蓋層特征巖溶洞穴特征巖溶水特征樁基與巖溶洞穴的關系溶洞數量橫截面大小洞穴走向連通情況巖溶水位與基巖面的關系地下水量逐漸增大方向①裸露－半裸露薄(<5米)1~2個小型溶洞：對沖擊成孔無多大影響的溶洞，高0.5m~１m①水平，長軸與樁基垂直①獨立封閉，不連通①基巖面以上，覆蓋層內①較少，季節性存在①樁孔穿過溶洞②淺覆蓋(5～20米)多個一般溶洞:會對沖擊成孔造成影響的溶洞，高１~4米②傾斜，長軸與樁基斜交，60°<夾角<90°②與其他相鄰樁基裂隙、溶洞互相連通②基巖面附近②較多，常年有水，與地下潛水面相近，隨季節在基巖面附近上下浮動②樁體局部穿過溶洞③深覆蓋(>20米)大型溶洞：對沖擊成孔施工影響較大的溶洞，高4m以上③陡傾，長軸與樁基斜交，60°>角度>0°③與地表或地下河流連通③基巖面以下③豐富，與地表或地下水系相通，或覆蓋層為強透水層③樁體側切溶洞壁樁基與巖溶洞穴關系一覽表表4-14.1.3巖溶裂隙和不完整巖溶形態幾乎在每一根巖溶樁基中都存在，并且往往是伴隨巖溶洞穴共同出現的，但這兩種巖溶形態在柱狀圖上較難表述清楚或無描述，施工中需慎重對待。4.2巖溶樁基施工常見病害類型4.2.1混凝土灌注樁在巖溶地區施工中，從樁基成孔到混凝土灌注，較之常規混凝土灌注樁基的施工，存在一些特有的病害類型，為方便病害處理方法的選用，利于施工，按樁基施工中事故病害表現形式，將巖溶樁基施工常見病害進行分類，共分為2大類：巖溶樁基成孔施工病害、巖溶樁基混凝土灌注施工病害。4.2.2巖溶樁基成孔施工病害①、漏漿巖溶沖孔樁施工時，經常出現孔內泥漿迅速流失孔內水頭迅速下降（幾分鐘之內水頭下降可能超過10m）的現象，即為漏漿，原因一是當巖層中存在貫通裂隙、小型溶槽等,裂隙可能與溶洞或地下水連通;二是遇到溶洞、溶穴、土洞等，護壁泥漿會沿這些通道流失從而形成漏漿。②、塌孔、埋鉆當巖溶地區覆蓋層較厚時，成孔過程中，因基巖附近的覆蓋土體多為疏松多孔，巖溶地下水沿裂隙涌入孔樁形成孔壁坍塌，或者當樁基施工至于樁外溶洞貫通的裂隙或溶洞時,洞穴頂板被意外揭穿或揭穿裂隙通道后，孔內會突然失水造成泥漿水頭急劇下降，如補漿不及時,覆蓋層形成負壓，地下水從孔壁滲出，破壞了護壁泥皮，上部覆蓋層由于護壁失穩而造成孔壁坍塌，嚴重者造成大規模孔口地面塌陷，造成埋鉆。③、偏孔偏孔指在施工鉆孔過程中,孔位中心偏距超出“標準”允許范圍。當樁側或樁底發育有孤石、鷹嘴巖、半邊巖、巖溶裂隙、起伏不平的基巖面、傾斜巖層、石筍等巖溶形態時，由于樁基橫截面的不均勻性，鉆頭極易滑向較軟的一邊，從而造成偏孔。④、卡鉆、掉鉆當樁身存在溶溝、溶槽、溶洞或有半邊溶洞側壁侵入樁身，鉆孔樁穿過這些巖溶形態時，鉆錘極易被卡住，特別是在鉆穿溶洞頂板后，形成探頭石或臺階，或溶洞內的孤石、落石，會卡住鉆頭。掉鉆一般多與卡鉆時操作不當強行提拉導致鋼絲繩超負荷斷裂造成，當溶洞較大時，如突然鉆穿，因重力作用拉斷鋼繩也會產生掉鉆的情況，有時鉆頭會順溶洞滑走，無法找到。⑤、降排水困難或涌砂巖溶地下水往往與地表水相聯通，在峰叢平原地區，地下水位較高，從而造成人工挖孔樁施工時降排水困難，或因抽水不當造成地面塌陷；當地下水為承壓水時，還會因施工造成水頭突變，形成涌砂、涌泥現象。⑥、沉渣超標巖溶地區樁基沖孔施工時，為了泥漿護壁的穩定性，往往加大泥漿的濃度，而在清孔時也不敢輕易降低濃度，從而造成清孔困難，沉渣超標的現象。當采用沖擊鉆機沖擊成孔工藝，特別是2.5m以上大樁基成孔后，怎樣清孔達到沉渣厚度及泥漿性能指標要求是非常關鍵的環節。有時，換漿達到規范要求時，由于泥漿比重降低、粘度下降，又重新發生滲漏、塌孔的事故，這在以往橋梁樁基施工中發生較多。4.2.3巖溶樁基混凝土灌注施工病害①、灌樁過程中混凝土流失沖擊鉆孔過程中，通過溶洞時，往往拋填片石粘土，在沖擊擠密作用下形成護壁防止漏漿。但是對于洞高較大且填充物為流塑狀溶洞時，由于溶洞較高，沖擊形成的護壁自穩性較差，在泥漿護壁作用下只是達到臨界平衡，混凝土灌注時，孔內側壓力增大可能導致這些存在隱患的護壁破壞，混凝土涌入溶洞，若溶洞相互貫通于是大量混凝土將沿這些通道流失。混凝土流失后護壁泥漿水位下降很可能繼續引起塌孔。②、夾泥斷樁巖溶地質條件下，泥漿護壁會因巖溶裂隙的存在而存在不均勻性，也存在巖溶水的滲漏，有時會夾帶泥砂進入灌注混凝土，從而造成混凝土夾泥的質量缺陷。也可能因水下混凝土擠穿孔壁流入溶洞，使導管端口脫離混凝土，或溶洞流塑狀充填物涌入孔內造成斷樁。③、樁底混凝土不密實巖溶地區的樁底基巖往往存在巖溶裂隙、小溶槽等非完整性狀況，這樣，灌注混凝土時，部分混凝土會出裂隙中流走，從而造成樁底混凝土不密實。④、串孔由于溶巖地區水平溶洞不僅墩內孔間相連，且墩與墩之間有的也貫通。因此，鉆孔施工時會產生泥漿和混凝土串孔的現象，如施工處理不當，會難以成孔。5、巖溶樁基施工預防措施5.1施工準備5.1.1巖溶地區地質條件復雜，成樁遇到的困難較多，要使成樁順利，確保樁基的施工質量及工期要求，充分做好施工前的準備工作是非常重要的預防措施。5.1.2在巖溶樁基施工前，應認真分析設計文件中有關地質勘察資料，根據地質勘察資料，詳細繪制每一樁孔的地質剖面圖或柱狀圖，了解溶洞、裂隙位置、分布、走向、大小、充填情況、漏水與否、頂板巖性和厚度等，對整個施工場地作綜合地質評價并編報施工組織設計。5.1.3對于特大橋及大橋，應召開專題研討會，邀請有關專家討論研究施工方案和對策。除編制整座橋梁的施工組織設計外，還應依據每根樁基的具體勘探情況和施工難點，編制具體的詳細的逐墩逐樁的成孔工藝和巖溶處理施工方案，并對施工人員進行全面的技術交底。5.1.4對有可能發生的樁基施工病害，應有針對性的事故處治預案，制定好應急措施,準備好充分的必備機械設備及材料，為防止可能出現的漏漿、偏孔、坍孔等現象,鉆孔前在孔口附近貯備一定數量粘土、片石及袋裝水泥,鉆孔施工過程中,要求配備足夠的供水設備,同時具備充足的水源,保證一旦漏漿,可以立即進行補水；對鉆探揭示存在溶洞的樁基礎，應增加泥漿制備量，以備漏漿時使用。對施工技術人員進行培訓，能夠做到靈活處理突發事故，使在施工過程中出現的病害問題能得以迅速解決。5.1.5要明確樁孔的施工順序，在充分分析場地內溶洞的空間分布規律后,應結合實際情況制訂先易后難的總體施工原則,按照有利于及時封閉溶洞，隔斷巖溶裂隙通道、隔孔鉆孔的順序施工。一般而言，應先施工角位樁、邊位樁，樁位溶洞較淺的樁先施工，先短樁后長樁施工。前一孔灌注混凝土成樁后再進行下一孔施工。5.2巖溶樁基施工預處理措施5.2.1巖溶樁基施工之前可依據設計文件中的地質勘探資料，對樁基處巖溶進行預處理，以保證樁基施工的進度、質量和安全。預處理措施包括施工超前地質鉆孔、預注漿技術和埋設鋼護筒技術。5.2.2施工超前地質鉆孔1、為復核原有勘探資料的準確可靠性，并掌握場地巖溶發育大致情況，在巖溶發育地區施工樁基，不論場地巖溶發育程度如何，樁基施工前均應進行一定數量的超前地質鉆孔。同一橋梁樁基施工場地可選擇以下三種情況的各1~2根樁基進行超前地質鉆孔：①勘察設計資料顯示巖溶不發育的；②勘察設計資料顯示巖溶中等發育的；③勘察設計資料顯示巖溶發育的。2、超前地質鉆需根據樁徑大小進一步布設數量，樁徑≤1.5m的可每樁位中心附近布置一個鉆孔，但對于主墩較大樁徑(>1.5m)或地質復雜的,一個樁位則需布置2~4個地質孔。超前地質鉆孔的深度可依原有勘探資料而定，如超前地質鉆可鉆穿勘探資料顯示有溶洞的部位；也可一次性鉆至樁基設計標高以下5m。3、在鉆至溶洞或裂隙時，宜利用鉆孔對溶洞和裂隙進行注水試驗，視水的注入多少和流速，大致判斷溶洞或裂隙的連通情況。4、將各超前孔地質資料與相應設計勘察地質資料進行對比,繪制出整個場地的工程地質剖面圖,判斷溶洞走向、裂隙發育等情況,掌握準確的場地工程地質情況。5.2.3預注漿技術1、預注漿技術適用于覆蓋層厚、巖溶裂隙發育、地下水位較高的情況。在巖溶特別發育、巖溶地下水豐富的串珠式溶洞樁基模式中應用需進行試注漿試驗，視注漿的效果來決定是否采用樁周預注漿技術。2、鉆注漿孔也是對地質情況的進一步勘探,可與地質超前鉆相結合一起完成，通過取芯探明溶洞的高度及填充物的詳細情況。壓漿孔的布設根據樁徑而定,可利用地質鉆探孔、超前鉆孔作為壓漿孔。漿液可選用水泥凈漿、水泥砂漿,亦可摻加其他速凝的化學劑如水玻璃等。3、對不同巖溶形態需選擇不同的注漿材料：對裂隙發育區采用素水泥漿進行劈裂注漿，水灰比為1：1~0.6:1；對巖溶發育區采用水泥砂漿進行劈裂+填充注漿，水：砂：水泥比為（1.0~0.7）：（0.3~0.5)：（0.5~1.0)，漿液的濃度隨注漿進程由小到大變化，以利于充實填密；對較大的無充填物溶洞采用級配碎石填料（5~30mm）+水泥砂漿進行劈裂+填充注漿；對較大的有充填物的溶洞，可根據充填物的類型、性能及充填的程度，可采用提高注入壓力并結合投放級配碎石充填等措施。4、注漿施工前進行試驗,要求選擇的樁孔要有代表性:①溶洞發育,鉆探發現嚴重漏失的樁孔;②有溶洞,但鉆探過程中漏失小的樁孔。通過上述兩種類型樁進行注漿試驗情況可確定、調整注漿孔的個數和分布,但每樁鉆孔不能少于2個鉆孔。5、注漿壓力不宜太大,控制在0.5MPa~1.0MPa范圍,具體壓力值由現場試驗確定，速度為15L/min~20L/min,其目的是使漿液滲透到填充物內,然后固結,滲透最小直徑為2.0~3.0m,以保證沖鉆成孔時有足夠的固結體。每段地質鉆孔完成后,都要考慮一個初步的注漿量基數值。6、注漿終止壓力：當止漿段為巖層時,孔口漿液壓力應在0.5MPa以上,吸漿率<5L/min,持續時間>10min;當止漿段為土層時,孔口漿液壓力穩定在0.3MPa以上,吸漿率<5L/min,持續時間>10min時,方可結束注漿。在溶洞內的注漿應視具體情況進行限量、限壓注漿。7、需采用間歇注漿方式,使得先注入的漿液與砂子(或碎石)初步達到膠結后再注漿,循環注漿多次,直至達到規定最小注漿量和注漿壓力控制值為止，一般間隔時間為1~2h。8、注漿過程中發生串漿或大量漏漿時，可采取增大漿液的濃度、間歇注漿、加速凝劑雙液注漿或直接封閉被串孔孔口等措施,以防漿液流失。5.2.3埋設鋼護筒1、鋼護筒護壁技術適用于巖溶發育特別復雜或地質勘探不明的情況，一般在大型溶洞模式和串珠式溶洞模式，覆蓋層較厚（>15m），地下水特別豐富的情況下，均宜采用鋼護筒護壁技術。2、視巖溶的復雜程度，鋼護筒的形式可采用單護筒、雙護筒和多層護筒等形式。3、在覆蓋層較厚（大于15m）和覆蓋層組成較為復雜的情況的巖溶樁基，內護筒的下放一般采用鉆埋法完成。即先按常規方法埋置一個直徑稍大、埋深較淺的外護筒,再用鉆機按內護筒直徑鉆進一定深度,然后埋入一定長度的內護筒。4、在施工中可采取兩種方法進行護筒腳的固結:(1)在鋼護筒腳范圍內多次拋填塊石、粘土及水泥（塊石、粘土與水泥的比例為２：１，拋填塊石級配１０～６０ｃｍ）用中長沖程（２～４ｍ）進行沖壓，反復多次沖擊壓實造壁，同時沖平參差不平的巖面。(2)在內護筒刃腳外,采用高壓旋噴法將護筒刃腳與巖面周圍的粗砂與卵石固結成一個有一定強度的整體圍幕。6、巖溶樁基適用施工工藝6.0.1巖溶地區由于其特殊的不均勻地質情況,在施工時要考慮具體的地質情況，結合整個場地施工的相互影響,來選擇合適的施工工藝，在同一施工場地不同樁基可采用不同施工工藝，并且往往是幾種施工工藝綜合應用。6.0.2在巖溶地區樁基施工中，最適宜采用沖擊鉆孔成孔工藝，部分地質條件適合的可選用人工挖孔工藝，少量大直徑樁的基巖施工可采用鉆孔成孔工藝。6.0.3人工挖孔工藝應用的前提是能否采取措施，消除巖溶地下水對樁基施工的影響，為施工安全起見，人工挖孔施工孔深不宜超過30m6.0.4沖擊成孔工藝能廣泛適應各種復雜的巖溶地質，適合于處理巖面傾斜、半邊巖溶、串珠式溶洞等復雜巖溶形態。6.0.5巖溶樁基施工工藝的選擇應首先考慮地下水的情況，如地下水埋藏較深、流量較小，巖溶形態之間水力不怎么連通，或采取預注漿等措施可減少巖溶水的影響，不涌水涌泥，則可優先選擇人工挖孔成孔工藝；其次考慮覆蓋層的厚度、密實情況及含礫程度，如果覆蓋層淺，或為緊密的粘土層，可采用旋轉鉆成孔；如果是松散的砂礫層或厚的砂礫層，可采用人工挖孔或沖擊成孔；第三考慮巖溶形態的發育情況，一般在巖溶發育區均采用沖擊鉆成孔，只有小數基巖完整，且較豎硬的大直徑（直徑2500mm以上）樁基的可采用鉆孔成孔。6.0.6巖溶樁基的施工，宜采取以沖擊成孔為主，人工挖孔和鉆孔為鋪的施工工藝組合，常見的施工工藝組合為人工挖孔+沖孔、沖孔+鉆孔、鉆孔+沖孔、人工挖孔+沖孔+鉆孔這四種，以適用各種復雜的巖溶地質條件。表6-1不同施工工藝組合適用的巖溶地質模式施工工藝組合形式適用的巖溶地質模式原因描述人工挖孔+沖孔覆蓋層厚（10m以上）+地下水位低+復雜巖溶形態對于具有較厚的覆蓋層，如厚砂層、粘土層覆蓋的巖溶地區樁基成孔，受地下水影響不大時，采用挖孔與鉆孔相結合施工比較合適，以挖孔的現澆砼護壁代替鉆孔的長護筒。施工時，砼護壁內徑比設計樁徑加大3~5cm，其底部應設在粘土層或風化巖層中，對其下受地下水影響的復雜巖溶形態，沖孔施工遇溶洞后出現漏漿，但不會造成大的坍塌，為處理溶洞提供了足夠的時間沖孔+鉆孔淺覆蓋層（10m以下）+地下水位高+復雜巖溶形態+完整基巖沖擊鉆能廣泛適應各種復雜的地質構造,在處理刃腳、斜面開孔、半邊巖和石筍溶槽、溶溝及裂隙漏水、漏漿等情況時相對回轉鉆機較容易,而且成本低。在發生漏漿時,提鉆快,不易埋鉆。但其缺點也十分明顯:成孔事故多,進尺慢(特別是直徑2500mm以上大孔),對操作熟練程度要求高,有無操作經驗決定成孔的成敗。而回轉鉆機的優點是在均質地層及高強度地層中鉆進速度快,一般為沖擊鉆的3~5倍,成孔過程中事故少。鉆孔+沖孔覆蓋層厚（10m以上）+地下水位高+復雜巖溶形態典型的鉆沖結合成孔工藝為:先用鉆機鉆穿覆蓋層,下完內護筒壓漿后,再換沖擊進行入巖施工。對覆蓋層相對厚（≥10m），樁孔直徑較大（≥1.5m）的情況，回轉鉆孔能加快施工進度，同時方便內護筒下放。其下復雜巖溶形態用沖擊鉆人工挖孔+沖孔+鉆孔淺覆蓋層（10m以下）+地下水位在基巖附近變動+復雜巖溶形態+完整基巖上部淺覆蓋層人工挖孔，做好現澆混凝土護壁———復雜巖溶形態層采用機械沖孔———底部0.5m~2m完整基巖嵌巖層采用反循環鉆孔7、沖擊成孔灌注樁施工工藝7.1沖擊鉆機的要求7.1.1鉆機型號應根據樁基直徑、鉆孔速度要求、鉆錘重量、沖擊頻率、覆蓋土層及巖溶發育情況進行選擇。目前使用的沖擊式鉆機均配備有鉆架及起吊、沖擊等全套設備。沖擊鉆機按清渣工藝可分為泥漿正循環和反循環兩種工程鉆機。常用的沖擊鉆機有CZ系列和GCF系列沖擊反循環工程鉆機。7.1.2CZ型系列工程鉆機為卷筒式手動或機械沖擊鉆機,鉆機利用單根鋼絲繩懸吊3~6噸重的鉆具，在其有效沖程內,靠鉆具自由落體的動能進行沖擊鉆進。7.1.3GCF型系列沖擊反循環工程鉆機采用同步卷揚機構，提拉鉆頭的兩根鋼絲繩能嚴格同步；采用壓梁沖擊實現鉆頭起落；采用反循環工藝，排渣效率高,尤其適用于易坍塌地層。表7-1GCF型系列沖擊反循環工程鉆機參數GCF—12GCF—18GCF—24鉆孔直徑mm150020002500鉆孔深度m707070鉆頭額定質量kg280035005600鉆頭沖程mm800,900,1000800,900,1000800,900,1000沖擊頻率次/min404040同步卷揚提升力KN405570副卷揚提升力KN303550鉆塔有效高度mm770077007700鉆塔額定載荷KN200280320主電機型號Y280S—6Y280M—6Y315M—6主電機功率KW455590主電機質量Kg8500950012000排渣方式單、雙管正反循環單、雙管正反循環單、雙管正反循環反循環泵組型號SPS150射流泵SPS150射流泵SPS200射流泵運輸尺寸mm7720×2200×15507720×2200×15507720×2200×15507.1.4宜選用采用了鉆塔液壓起落，整機液壓步履技術的工程鉆機，鉆機移位便利，對孔位方便，可大幅度提高鉆孔施工效率。7.1.5沖擊成孔關鍵選項在于沖錘的選擇和改進，為加快沖擊進尺，避免卡鉆、掉鉆事故發生，對沖擊鉆頭的選擇及改進有如下要求：1）為有效破碎硬巖,鉆頭質量按直徑每10cm配重320k選取。目前公路橋梁巖溶樁基成孔直徑多為1.0m～2.0m，一般鉆錘重3t～6t之間。2）宜選用梅花型或六肢型的鉆錘，如只能選擇十字型鉆錘，可對十字型變坡式鉆頭進行改進，增焊兩個支叉。并且在鉆頭底面上，每個支叉焊接4個鋼軌刃頭，中心處焊接4個鋼軌刃頭。3）加焊雙層打撈環，無論六肢或四肢的沖錘，各肢都應加鋼繩與打撈環可靠連結，防止掉肢、掉角后在孔內無法打撈。4）沖錘刃腳加焊形如挖掘機齒狀的優質鋼耐磨塊，及焊接鋼軌接頭，并在鋼軌的刃角部位使用專用焊條補焊一層，使刃角有更強的硬度，可提高破巖效率。5）為了避免鉆穿溶洞時護筒內水頭下跌過快拋投填充料救孔不及,可在錘底中心加焊一凸出的鋼軌塊,起到小范圍穿透溶洞時放慢泥漿下跌速度,從而為拋投填充料贏得時間。7.2泥漿的要求7.2.1巖溶樁基配制數量宜為正常地質條件施工下泥漿數量的2~3倍，以防成孔過程中的漏漿、鉆穿溶洞頂板時或塌孔時的大量漏漿。7.2.2配制的泥漿應具有泥皮薄、護壁穩定、懸浮鉆渣效果好等優點。泥漿宜選用優質粘土拌制。當缺少優質粘土時,可在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿和鋸末,以提高泥漿膠體率和懸浮能力,其質量配合比可以參考為粘土:水泥:燒堿=1:0.2:0.4,鋸末按粘土體積的10%摻入。7.2.3巖溶地質復雜，覆蓋層較厚的大直徑樁基所用泥漿，宜使用丙烯酰胺即PHP泥漿。7.2.4、應經常對鉆孔泥漿進行檢測和試驗，不合要求時，應隨時改正。泥漿參數需根據通過的土層或巖溶形態進行調整，及時調配使之在不同土層中起到較好的護壁或懸碴作用。當通過砂、砂礫石或砂含量較大的卵石層或其他易坍塌土層（如溶洞段）應加大粘度。7.2.5巖溶水一般呈酸性,在成孔過程中,一旦巖溶水進入泥漿,泥漿將呈酸性而導致沉淀。可投入小蘇打改善泥漿質量。7.3沖孔成孔施工工藝7.3.1鉆機就位的要求鉆機一般采用吊車安裝就位，保證沖擊錘底中心與樁中心重合，并設“十”字控制樁在施工中反復校核，同時為防止出現坍孔鉆機下沉或傾斜現象，樁機底宜墊設鋼網架對鉆機底部進行支撐加固，鉆機縱、橫向支撐應加長，超出預計的塌孔范圍，特別是鉆機前緣的橫向支撐不得小于10m,一般采用型鋼或鋼管(壁厚10mm以上,管徑400mm左右)作為支撐梁7.3.2護筒的埋設1、護筒直徑根據樁徑而定，內徑宜比樁徑大20~40cm，采用8～12mm厚鋼板卷制，設置多層護筒時，應預先估算好每一層的護筒直徑。樁徑大于2.5m時，可用12~14mm厚度鋼板卷制。2、護筒頂面標高宜高出地下水位2m，且高出地面0.3m。3、護筒埋置深度應根據設計要求或樁位的水文地質情況確定，一般部底面埋置深度在原地面以下至少2m，并應穿過淤泥、軟土、沙類土等土層，進入不透水層粘質土層。若考慮巖溶樁基漏漿塌孔的危險或無上述合適的埋置土層，宜采用穿過全部覆蓋土層到達基巖面4、護筒埋設方法可依據覆蓋層的具體情況，采用挖坑埋設法或填筑法安設護筒。長護筒應采用邊沖孔邊跟進方法，用壓重、振動、錘擊并輔以筒內除土的方法打入埋設。5、護筒下沉過程中應認真進行軸線偏位檢查，護筒傾斜偏差不應大于1％，平面位置偏差不大于5cm。7.3.3沖程的選擇1、沖擊鉆孔作業應分班連續進行，不宜停留。為正確提升鉆錘的沖程，宜在鋼絲繩上油漆長度標志或綁紅線標志。認真做好填寫鉆孔施工記錄，交接班時應交待鉆進的情況及下一班應注意的事項。2、在開孔時應低錘密沖，反復沖擊造壁，成孔清渣等過程中必須保持孔內漿面穩定，孔內水位高出地下水位1.5～2.0m，并低于護筒頂面0.3m，以防溢出;3、正常鉆進時，沖程應根據土層巖石情況分別規定：一般通過堅硬密實卵石層或基巖等土層宜采用大沖程，在通過松散砂、粘質土層、礫類土或卵石夾土層宜采用中沖程；在易坍塌或流砂地段宜用小沖程，并應提高泥漿的粘度和相對密度。對于弱風化灰巖地層一般沖程為2～3m；粘土層中造孔沖程1~2m，加清水或稀泥漿，勤清除沖錘上泥塊；砂層中造孔，沖程1~3m。4、要注意均勻的松放鋼絲繩長度，一般在松軟土層每次可松繩5～8cm，在密實堅硬土層每次可松繩3～5cm。應注意防止松繩過少，形成“打空錘”，使鉆機、鉆架及鋼絲繩受到過大的意外荷載，遭受損壞；松繩過多，則會減少沖程，降低鉆進速度，嚴重時使鋼絲繩糾纏發生事故。5、遇基巖面,宜采取短沖密擊的“吊打”法,如因其表面不平或傾斜巖層出現樁孔偏斜，應立即拋填片石至偏孔上方30~50cm，低錘密擊使之成緊密平臺后,再正常沖擊，采用“小沖程、反復打密”的方法,直至鉆頭全斷面進入巖層為止。6、進入巖層后,應根據地質條件,嚴格控制鉆機的沖程和進尺，當條件較好,巖面較平時,可適當加大鉆尺進度;當巖面傾斜或半邊溶洞、巖石半軟半硬時,則應降低鉆機的鉆進速度并監測垂直度。7、遇溶洞(槽、隙)時,減少沖擊行程,慢慢穿過,若出現漏漿及坍孔時,拋填粘土及小片石,擠入其孔壁(或槽裂縫)加固充填;穿過溶洞(槽、隙)進入完整灰巖后,恢復正常沖程并及時采取巖芯樣結合地質資料檢查。8、終孔處采用輕沖,沖孔至基巖層將達到持力層要求時,不能強烈沖擊,防止樁底巖石裂隙擴散而降低巖基承載力。7.3.4清渣的要求1、沖擊成孔清渣的工藝有三種，分別為泥漿清渣、掏渣筒清渣和反循環清渣。目前工程施工常用的是掏渣筒清渣工藝，有條件宜采用反循環清渣工藝。2、在密實堅硬土層每小時純鉆進小于5～10cm，松軟地層每小時純鉆進小于15～30cm時，應進行掏渣或每進尺0.5m～1.0m掏一次，掏至泥漿內含渣顯著減少、無粗顆粒、相對密度恢復正常為止。正常鉆進每班至少應掏渣一次。掏渣后應及時向孔內添加泥漿或清水以維持水頭高度。3、泥漿清渣工藝的泥漿循環系統主要由泥漿池、高壓泵、出漿管和進漿管四大部分組成。泥漿從孔口經由出漿管進入泥漿池，經過沉淀，再由泥漿泵將泥漿經由進漿管送回孔底，含渣泥漿再從孔底上翻至孔口經出漿管進入泥漿池，通過泥漿循環，孔底的鉆渣即可在泥漿池中沉淀下來，再由人工將鉆渣清除，達到清渣的目的。4、反循環清渣工藝適用于易坍塌地層，可以提高清碴效率,加快施工進度。但由于氣舉產生的負壓大,要求清碴過程中應及時補充泥漿,保持樁孔內水頭壓力和泥漿的比重,以維持孔內外的水頭平衡。7.3.5終孔的判斷1、鉆孔至設計標高以后,應及時撈取鉆渣,根據掏渣巖樣特征、鉆孔記錄和鉆進速度等綜合判斷該孔能否終孔，當確認達到設計要求的嵌巖深度時，可以終孔。在無詳細勘探資料的情況下，應采用超前鉆等方法查明樁端基巖性狀,包括巖石強度、頂板厚度等，超前鉆應鉆入樁端以下不小于5m。樁端下巖層厚度不能滿足設計持力層厚度要求時,不能終孔，應穿過溶洞或進入連續穩定的基巖中。2、從4個方面來進行綜合判斷樁底巖面完整性和嵌入深度：1）以樁孔實際見巖標高始,至少進尺50cm后,方可申報全巖面檢驗,超前鉆孔柱狀圖揭示的巖面標高只作為參考。2）觀察井口鋼絲繩的垂直與擺動情況，錘頭觸巖面時會出現輕微反彈，要求鋼絲繩垂直、擺動不明顯;3）查閱機臺施工班記錄,合理計算基巖進尺速度,一般以進尺速度0.10~0.20m/h作為進入全巖面的控制速度。4）使用細目篩網撈取巖渣,巖屑含量大于80%,且溶面巖屑小于5%,認為嵌入完整基巖。3、如出現特殊情況或判斷標志不明顯,意見分歧較大時,應采用鉆探揭露的辦法來證實,即在樁孔均勻布設2~4個勘探孔,用工勘鉆機進行鉆探,可準確、直觀判斷是否全巖面。7.3.6清孔的要求1、終孔檢查合格后，應迅速進行清孔，不得停留過長時間，使泥漿渣沉淀過多，造成清孔困難，甚至塌孔。2、清孔采用掏渣法清孔時，要求用手摸泥漿中無2～3mm大的顆粒為止，并使泥漿的相對密度減小到1.05～1.20。可在清孔前，投入水泥1～2袋，通過沖擊錘低沖程的反復沖拌多次，使孔內泥漿，鉆渣和水泥形成混合物，然后用掏渣工具掏出。3、采用換漿法清孔施清孔過程中，孔內水位保持在地下水位或河流水位以上2.0m~2.2m。要注意控制好泥漿濃度，避免發生流砂、塌孔、漏漿。4、在含粗砂、礫砂和卵石的地層鉆孔，有條件時應優先采用泵吸反循環清孔。當采用正循環清孔時，前階段應采用高粘度濃漿清孔，并加大泥漿泵的流量，使砂石粒能順利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合設計要求后，應把孔內泥漿密度降至1.1~1.2g/cm3。5、清孔整個過程應專人負責孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度，及時對孔內泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進行分析。6、清孔后應及時灌注砼，一般應在清孔后2~5h內開始進行澆筑混凝土，否則可能會造成需再次清孔，嚴重的會因泥漿比重變化的原因造成塌孔。如因人力、機械、天氣等原因不能及時灌注砼,應安排人員值班養孔,防止孔內泥漿和鉆渣下沉到孔底造成塌孔。7.4混凝土灌注成樁施工工藝7.4.1灌注混凝土前的準備工作1、沖擊成孔經驗孔檢測合格后，在灌注混凝土前還應進行鋼筋籠就位、導管入孔、再次清孔檢查。2、水下混凝土一般采用鋼導管灌注。導管接頭處應用橡膠墊圈密封，在灌注前必須對導管進行水密承壓和接頭抗拉試驗，檢查其密封性是否符合要求，并對導管自上而下進行編號并測量其長度，導管安裝時導管下口要距離孔底0.3～0.5m3、在灌注混凝土前應對孔底的沉淀層厚度再次進行測定，如沉渣厚度超過規定，可用噴射法吸取或浮出泥沙及鉆渣進行二次清孔，滿足設計要求后即可準備灌注水下砼。7.4.2灌注水下混凝土1、鋼筋籠及導管安設合格，清孔符合要求，經監理工程師成孔檢查后可灌注水下混凝土。砼拌和必須均勻，盡可能縮短運輸距離，防止砼離析而發生卡管事故。灌注砼必須連續進行，全部工作應在砼初凝前完成，避免其他原因中斷，因此砼的拌和和運輸等設備應滿足連續灌注的作業需要，整個灌注過程應緊湊，連續的進行，嚴禁中途停工。2、首盤混凝土的要求：根據埋深要求、孔深、導管內徑及長度準確計算首盤混凝土體積V，以便正確選用漏斗和儲料斗的大小。式中V—灌注首批混凝土所需數量(m3)；D——樁孔直徑（m）；H1——樁孔底至導管底端間距，一般為0.4m；H2——導管初次埋置的深度(m)；d——導管內徑（m）；h1——樁孔內混凝土達到埋假深度H2時，導管內混凝土柱平衡導管；外(或泥漿)壓力所需的高度（m),即h1=Hwrw/rc；Hw——井孔內水泥或泥漿的重度（kN/m3）；rw——井孔內水或泥漿的重度（kN/m3）；rc——混凝土拌合物的重度取24（kN/m3）一般而言，首盤混凝土灌注后導管的埋深h宜至少達到2m。考慮到巖溶地區存在混凝土漏失的原因，首盤混凝土的實際量應比計算量要多，宜考慮1.2~1.4的損失系數。3、灌注過程中應經常觀測管內混凝土下降和孔內水位上升情況，及時測量孔內混凝土高度，正確指揮導管的提升和拆除。防止導管提升過多，底部離砼面埋入過淺而使導管進水，造成斷樁、夾泥，也要防止過深造成導管內砼流動受阻或導管被卡不能提升，導致中止澆注而斷樁。4、導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升，導管提升到接頭露出孔口有一定高度后方可拆除部分導管，拆管后混凝土埋管不少于3m，拆管時間不得過長，一般10～15分鐘，要防止螺栓、橡膠墊和工具等掉進孔中。切忌以快速或直線上升的方式起拔,必須邊起拔邊反插,確保砼的密實性。5、灌注混凝土過程中，在混凝土能下去的情況下,導管下口埋入深度一般宜控制在4～6m。以防止溶洞部分的孔壁被壓破，造成孔內混凝土急劇外流。致使導管露出混凝土面,形成斷樁。6、為防止鋼筋籠骨架被混凝土頂起，可采取以下措施防止。①應盡量縮短混凝土灌注時間，防止頂層混凝土進入鋼筋層骨架時砼流動性過小，可適當摻入緩凝劑。②當砼面進入或接近鋼筋籠時就應保持較深的埋管，并徐徐灌入砼，以減少砼從管底上來時的沖擊力，砼超過鋼筋籠骨架底后再一次性提管到鋼筋籠內。7、對于有比較大的溶洞的鉆孔樁,混凝土灌注速度要盡可能地快一些,以免孔內護壁發生變化出現漏漿或坍孔等異常情況。在灌注砼時應做好施工記錄，將砼的數量與實際拌和數量進行對比。8、人工挖孔灌注樁施工工藝8.0.1人工挖孔成孔工藝適用于土層內無地下水或地下水量很少的情況，特別適用于一些跨溝或傍山橋，地層受地下水影響較小，或由于地勢險峻施工場地受限，大型機械設備無法進入的特殊情況。但在巖溶地下水量大、且連通性好的情況下，如不能有效解決涌水涌泥的問題，則不宜考慮采用人工挖孔工藝。8.0.2采用降水措施時，為防止大面積同時抽取巖層水引起場地附近地下水位下降造成的不利影響，應避免多樁同時抽水，對沒有溶洞或溶洞中有填充物的樁應先行開挖，隨挖隨澆，以封堵巖石中的裂隙，減少裂隙水的大量連通。8.0.3巖溶區不宜采用大量抽排地下水方法，以防止水位波動造成的地面塌陷。人工挖孔孔壁有滲水時應及時支護，防止塌孔；水量較大時應采用有效措施在孔內或周邊地層中實施封堵，孔內外封堵應用較成熟的方法有環式封閉工藝和各種注漿方法。8.0.4樁基內基巖的開挖宜采用孔內淺眼爆破法進行，嚴格執行各項爆破作業規定，從炮眼、出渣和排水等方面綜合權衡，炮眼深度和裝藥方式用量根據基底巖石軟硬和風化程度而定，一般炮眼深度為0.5m~0.7m，嚴格控制裝藥量以松動為主，避免護壁被炸造成塌孔。8.0.5穿越溶洞特別要注意坍孔問題，在挖穿溶洞頂板前，首先應對溶洞進行處理。若溶洞正處于挖孔段正下方,要注意加強安全措施，在孔內設安全網和安全繩,防止重物下落及突發性事故發生。8.0.6對于小(比孔徑小)而淺的溶洞或裂隙可直接穿過。對于比孔徑大的溶洞要進行適當處理，特別是溶洞內有流塑性充填物,且滲水量較大的溶洞，可先采取一定措施進行處理再進行開挖，如采用高壓固結技術進行處理后再進行開挖的方法，或先對溶洞填充物進行粉噴(加入干水泥和生石灰),通過吸收一定的水分,提高充填物的強度,加大了護壁與孔壁的粘結強度,同時堵塞滲水通道。必要時,在溶洞處可采用護筒護壁。8.0.7當人工挖孔樁施工到半邊巖石、半邊為土或空的土層時,將半邊巖石打掉,并打毛,使之滿足孔壁與混凝土粘結的設計要求。另半邊則可向孔內拋填塊石,麻袋(內裝土或礫石)等充填溶洞。8.0.8孔壁支護是人工挖孔樁施工的關鍵性設施，應根據地質和水文地質情況，選擇適宜的孔壁支護方式及參數，挖孔和護壁支撐工作兩道工序應連續交替進行，不宜中途停頓，以防塌孔。1、巖溶樁基宜采用現澆內外齒型混凝土護壁，分段開挖成型后及時澆注護壁，支護高度需視具體情況進行計算后選定，一般為0.5m~1m/次，然后繼續下一段的施工。混凝土強度一般為C15~C25。護壁中應2、護壁厚度一般由地下最深段產生的最大土壓力及地下水的側壓力條件確定，地面上施工堆載的側壓力可不計。圓孔護壁厚可按下式計算：t≥kn/fc式中，t為護壁厚，n為作用在護壁截面上的壓力，n=pd/2，其中，p為土及地下水對護壁的最大壓力，d為挖孔樁的樁身直徑，fc為混凝土的軸心抗壓強度；k為安全系數，一般取1.5~2.0。3、決定護壁安全的因素主要為土及地下水對護壁的壓力，而水壓力往往難以估計，為安全考慮，可采用加大壁厚或提高護壁混凝土的強度來解決，相對來說，提高混凝土強度或適當配筋是較容易做到的有效措施。4、地層條件不好時，如流沙和流塑土，還可以配適量的φ6mm～φ12mm鋼筋網和減少每節護壁的高度的處理措施。裂隙發育較破碎時,可縮短開挖——護壁這一循環的開挖深度,宜縮短為0.3m~0.5m8.0.9挖孔達到設計標高后，應及時進行孔底清理，嵌巖深度應符合設計要求。驗收檢測樁孔底部地質狀況，可采用以下3種方法進行綜合探巖,即①小型風鉆(釬探);②潛孔鉆;③地質鉆。依據探測結果綜合判斷是否終孔。

9、巖溶樁基施工常見病害的處理措施9.1沖擊鉆孔施工中巖溶樁基病害處治巖溶地區由于地層巖性軟硬不一，裂隙發育，溶洞的位置、大小、深淺變化多，即使工程地質勘察鉆探時一樁一探，一樁一分析，樁基施工時采取超前地質鉆探，仍不能準確把握復雜的地質情況。另外鉆探有時會留下鉆桿、鉆頭等遺留物，增加了施工的難度系數。這些都給樁基施工造成一定的困難，因而施工中容易出現問題。對此應做好充分準備，有針對性地采取相應措施，防止樁基質量事故的發生。9.1.1常見巖溶形態的處理9.1.1.1巖溶裂隙及小型溶洞的處理對巖溶裂隙及小型溶洞尺寸定義為0.5m以下，其危害性相對較輕，一般沖擊鉆孔施工通過溶蝕裂隙發育密集段時，工藝上要求通常進尺一段深度時必須回填一定量粘土，在沖錘沖擊作用下擠入裂隙堵塞樁孔周邊溶蝕裂隙，同時可以保持泥漿密度。裂隙對鉆孔樁施工造成的主要危害是漏漿。主要處理措施為:(1)改進護筒埋置方法,如加大護筒入土深度；(2)入巖前,準備充足的水源和1～2臺水泵,同時準備足夠的粘土、片石。(3)密切注意護筒內泥漿面的變化情況,當泥漿面迅速下降時,證明在漏漿,首先要趕快補水,然后將粘土和片石按大約1：1的比例往下投2～3m,再重新開鉆。當再次漏漿時,仍按上述方法處理,即可逐步解決裂隙漏漿的問題。9.1.1.2一般溶洞處理一般溶洞是指洞高一般小于4m，連通性較差的溶洞。一般溶洞施工以做好預防為主。鉆孔前在孔口附近貯備大量粘土、片石及一定數量的袋裝水泥,鉆孔施工過程中,要求配備水泵和充足的水源,保證一旦漏漿,可以立即進行補水補漿。對于空溶洞或半充填的溶洞,特別是超前鉆顯示漏漿的溶洞,在擊穿洞頂之前,采用小沖程,逐漸將洞頂擊穿,防止卡鉆，要有專人密切注意樁機底盤水平、巖樣和護筒內泥漿面的變化,一旦發現泥漿面下降、孔內水位變化較大、泥漿稠度、顏色發生變化或鉆進速度明顯加快又無偏孔現象時,表明已穿越溶洞頂進入溶洞。應根據溶洞的大小和洞內的填充物采取不同的技術措施。首先應迅速用大功率泥漿泵補漿補水,同時及時提鉆，防止埋鉆，然后用鏟車及時將準備好的片石、粘土按適當的比例拋入、必要時投以袋裝水泥，仍采用小沖程輕砸,用樁錘擊碎后讓黏土和片石充分擠入溶洞內壁發揮護壁作用。直至孔中的泥漿停止下降,并慢慢上升,此后可用沖錘進行適當擠壓,直至把樁基周圍的溶洞都填滿或堵死為止,只有當泥漿漏失現象全部消失后才轉入正常鉆進。如此反復使鉆孔順利穿越溶洞。擊穿溶洞頂板后,要用沖錘將溶洞頂板處的樁孔修理圓滑,以防卡鉆、內護筒及鋼筋籠。若溶洞內進尺過快,則在孔底已穿過溶洞底后,再次提升鉆頭,投入片石、粘土,重新進行沖砸,使塊石與粘土在溶洞內擠密形成一道環壁,保證成孔質量。每遇到一層溶洞,無論是否漏漿,是否為充填溶洞均應向孔中投入一定數量的比例為1：1的片石、粘土,然后用小沖程沖擊投下的混合物,使其擠入裂隙、溶洞內,如此反復操作,多次擠入溶洞通道固壁。在鉆進過程中,應適當增加粘土數量,提高泥漿密度。若溶洞充滿后孔內有漏漿現象,可拋填水泥包、粘土包并用小沖程擠壓,使水泥與泥漿混合填充在漏漿的縫內,使縫隙飽滿,待水泥與泥漿凝結后再恢復沖進。9.1.1.3大型溶洞處理（1）回填封堵漏漿遇到較大的溶洞,特別是溶洞底部原本存在漏漿源的半充填溶洞,在溶洞形成的過程中已充填的粉土、卵石等將漏漿源堵住,沖孔過程中充填物滑落或被重新揭開,造成重新漏漿。為了堵住漏漿源,發現漏漿后,集中水泵向孔中補水以保持水頭，同時立即向孔中拋袋裝水泥5~10t,然后向孔中投入3~5m厚粘土、片石混合物,待漏漿停止后重新沖孔,沖孔到漏漿部位的時間宜控制在水泥終凝時間之前,然后停止6~10h。如此反復操作,直到凝固后的水泥粘土漿把漏漿源堵死為止。（2）鋼護筒跟進法遇到特大型空溶洞或半充填的溶洞時,為防止漏漿造成孔壁坍塌,采用預鉆孔,然后埋鋼護筒隔離上部松軟覆蓋層的方法進行處理。穿越大型空溶洞或半充填的溶洞時，采用護筒跟進法可達到較好的效果。即先采用較大直徑的鉆頭（通過加焊合金鋼加大）沖擊至溶洞頂，1.0m以后下內護筒至孔底，再換小鉆頭繼續沖砸，直至擊穿溶洞，然后回填粘土、片石混合物（比例１：１），采用反復沖擊的辦法將洞內沖砸密實，再轉入正常鉆進。此方案的關鍵在于：ａ）內護筒必須位置準確；ｂ）內護筒必須具備足夠的剛度；ｃ）擊穿溶洞后及時回填粘土、片石混合物。對于樁基穿越洞高較大的空洞時，采取下鋼護筒的處理方案。沖擊鉆沖穿溶洞后,打入比孔口護筒稍小的鋼護筒,用導向錘將鋼護筒振至溶洞底巖面,在護筒內回填砼堵漏,待砼達到一定強度后再用沖擊鉆沖孔,穿過溶洞后,按正常工藝施工。鋼護筒跟進法一般情況下必須同時結合采用溶洞內回填片石沖進以及溶洞底部與護筒腳之間的封堵處理。否則處治效果可能大打折扣。（3）灌注砼護壁二次成孔鉆進法對于樁基穿越洞高較大且填充物為流塑狀溶洞時，由于溶洞較高，且泥漿的側向壓力較大、自穩性較差，如果采用單一的回填片石和礫石等或回填片石后下鋼護筒的方法，回填物可能隨流塑狀填充物涌向樁孔，拋填數量難以估計，清孔困難，在施工砼灌注樁時存在質量隱患，且大量泥漿涌入樁孔或砼大量流失極易造成斷樁。因此，在穿越填充物為流塑狀的大尺寸溶洞時，還可以采用以下方法，即鉆孔至溶洞底板后，不用清孔，即向孔內灌注水下砼到溶洞頂0.5m左右，待砼達到7ｄ強度后，重新鉆進。灌注的砼會在樁孔周圍形成一個圓形或半圓形圍護，可有效防止因溶洞內流塑狀填充物涌入或砼流失而引起的斷樁。9.1.1.4多層溶洞處理通過由小型和一般溶洞組成的多層溶洞時，巖溶發育層溶洞數量多且期間多夾雜風化裂隙巖體，一般多出現漏漿、斜孔等病害，因此處理方法可采用處理多個一般溶洞的方法一一解決，由于溶洞規模較小，鉆探范圍有限，鉆孔一般不能穿過所有樁孔范圍的溶洞，因此鉆探資料往往不能如實反映巖溶發育情況，而將一些深層的小型溶洞遺漏，這些小型溶洞在施工時才被發現，于是時常出現原設計樁底高程不能滿足終孔要求現場變更的情況。由大型溶洞組成的多層溶洞的處理可綜合采用灌漿法和內護筒法，可以采用全套護筒法，穿過溶洞使鋼護筒底部支撐在溶洞底板或頂板上，接著重新在護筒內鉆孔，如還是漏漿，則采用下內護筒等方法進行處理。多層溶洞,根據溶洞層數、大小和填充物的情況,采用片石、多層護筒嵌套施工相結合的方法進行處理。開鉆前,根據工程鉆孔柱狀圖,確定哪層溶洞需埋設鋼護筒及個數,開孔時根據埋設鋼護筒的數量確定孔徑,一般內套護筒比外層護筒小15cm,最內層護筒內徑不小于設計樁徑+0.15m。處理溶洞前,外層護筒應穿過砂層,以防塌孔。應根據不同護筒直徑選用不同的沖錘。9.1.1.5不完整巖溶的處理巖溶地區相對較復雜，常會遇到巖面呈斜面、陡坎、石筍、溶溝、溶槽等復雜情況（如圖9－1所示），處理這些情況，可采取兩種方法：不完整巖溶示意圖（１）拋填片石，反復沖擊成孔在孔內分層拋填片石、粘土，然后沖擊鉆反復沖擊成孔，直到完整巖面。如在沖擊過程中，出現沖擊鉆頭有偏移情況，則要及時再加入片石、粘土，然后再反復沖擊，此時，沖程不宜過高（2.0ｍ左右），并注意控制孔內泥漿濃度。采取這一方法的優點是操作程序簡單、工期短、成本低，易于連續鉆進作業，但如覆蓋層為砂層或含砂較多的粘土，則成孔后清孔難度相對較大，且易出現漏砂情況。（２）壓漿固結先勘探清楚樁孔位置巖面的具體情況，然后利用地質鉆機鉆孔壓漿，平面布置要基本均勻，但對于溝、槽及巖面較低部位可相對加密，孔深要根據巖面情況及所需固結的厚度來確定，固結厚度范圍控制在護筒刃腳上方50cm至巖面最低點，周邊寬度控制在比樁徑大1.0～1.5m范圍內，巖面砂、粘土層壓漿固結完成并達一定強度后，可開始進行樁基礎鉆孔施工。采用這一方法的優點是固結完成后，可按普通地層情況進行鉆孔鉆進，不易出現漏砂情況，清孔容易，質量易保證，但其工期相對較長，成本也較高。9.1.1.6巖溶通道串漿、串孔處理連通孔是指由于場地巖溶裂隙發育,地下水豐富,有連通性好的溶洞存在，使得相鄰的樁孔在樁身的某個部位被溶洞貫穿。相鄰樁在成孔和灌注混凝土時常有干擾現象,如其中一個樁孔沖孔時，相鄰樁孔內水面或淤泥面相應翻動。如有的鉆孔暫時停鉆或終孔時,由于受鄰樁孔鉆進影響,沖洗液互相串通,使巖粉和沉渣增多;在灌注混凝土時,混凝土有時會通過溶隙流入鄰近正在施工的樁孔內,影響臨近樁孔的正常施工。遇到此種情況不可勉強向下施工，應根據地質資料進行判斷。若溶洞不大，可向孔內回填粘土，并摻入一定量的片石、卵石、漂石等石料，使其形成具有一定強度和厚度的護壁，阻隔兩孔，使之無法串通；若溶洞較大，可將整袋粘土拋入孔內，分層加入一定量的整包水泥包，防止施工過程中出現漏漿、塌孔現象。施工時若通過露部位發現各橋墩位處存在地下橫向貫通溶洞，為避免相臨樁孔在成孔和灌注混凝土時相互干擾,首先考慮調整施工順序，采用間隔施工,協調好各個施工鉆機之間的關系,當一個樁孔終孔進行清孔灌注混凝土時,相鄰有干擾關系的樁孔施工必須暫停并提升鉆具,以防止清孔不干凈影響混凝土的成樁質量。為防止混凝土進入相鄰樁孔,在相鄰樁孔內投入粘土封堵,待混凝土灌注完畢后,清理孔內的粘土,繼續鉆進成孔。9.1.1.7深大溶槽處理深大溶槽所在位置處成樁，其穿過的覆蓋層厚度往往比周邊樁孔深數十米，另外由于溶槽底部往往聚集有類似于溶洞充填物的軟塑甚至流塑狀土層，動力觸探次數一般僅1～2，溶槽底部基巖面起伏不平整，溶洞以及裂隙孔道發育，因此沖孔中時常遇到成孔困難，護筒變形、塌孔、漏漿甚至地面塌陷等病害多現象，影響程度不亞于大型溶洞，因此對此類巖溶類型需加以重視。通過動探次數1～2的覆蓋層土或溶槽時，成孔孔壁穩定性一般難以保證，宜采用預注漿固結或下鋼護筒全程跟進方法。9.1.2常見巖溶樁基病害的處理9.1.2.1卡鉆事故處理卡鉆的主要原因是對溶洞分布情況不明確，在鉆到離溶洞頂板很近時采用高落程沖擊，使鉆頭沖破溶洞頂板巖石，鉆頭傾斜，卡在溶洞頂板巖石不同部位。防止卡鉆措施為:嚴格控制沖程,在施工過程中細心觀察,根據不同的地質情況掌握好沖程。如在基巖中采用3~5m的沖程,在靠近溶洞約頂1m處采用0.5~1.5m的小沖程變化鉆進，要求輕錘慢打使孔壁圓滑堅固，通過短沖程快頻率沖擊的方法逐漸將洞頂擊穿，防止因沖程過長導致卡鉆。經常檢查鉆機運轉性能,對于故障隱患早發現早解決。遇到卡鉆時不能慌，更不能強行提拉，野蠻施工，以防坍孔、埋鉆。施工時由于鉆機操作手經驗不足，卡鉆時強行提拉，最后使鉆機翻到鉆孔左前方，使鉆機遭受較大損失。遇到卡鉆時首先分析原因，然后對癥下藥：若卡在頂板巖石中部，可緩緩上下活動鉆頭，待松動后慢慢提出。若斜卡在頂板巖石中，可自制簡易正繩器，將鉆頭拉正，緩緩提起；若卡在頂板巖石下部，則可利用大鉆頭上下松動，由下向上頂撞的辦法,輕打卡點的石頭將頂板巖石破掉后提出，也可用鋼絲繩將小鉆頭放入把頂板巖石砸碎，再將大鉆頭提出。卡鉆嚴重時,用鉆機本身提鉆時鉆機尾部會翹起來引起安全事故,利用鋼絲繩和千斤頂給鉆頭一個外力,再用鉆機輕打卡點石，或者采用“振動爆破法”處理，即將經過周密計算和經驗總結的一定藥量的防水炸藥用垂陀或潛水員放入孔內,沿錘的滑槽放到錘底,而后引爆。震松卡錘,再用卷揚機和千斤頂同時提拉。卡鉆鉆頭取出后應停止向下繼續鉆孔，回填片石和粘土塊，一般回填高度為1.5ｍ，調整鉆機沖程后反復沖砸，在頂板上部形成堅硬柱體以傳遞沖力，沖擊使卡鉆的突石、溶洞表明面平整，防止卡鉆再次發生。上述方法均不能奏效時，為取出卡鉆鉆頭，只能采用人工挖孔開挖成孔，同時取出鉆錘。地下水位高地區首先還需帷幕注漿處理，如圖9－2所示。卡鉆處理過程示意圖9.1.2.2掉鉆埋鉆事故處理（1）掉鉆掉鉆事故主要是主繩和鉆頭轉向鼻子斷裂引起的，因此要經常檢查這兩部位的情況，遇有鉆頭提不上來時，不要強行提拉。掉鉆后要及時摸清情況,鉆頭上之前要裝保險繩，保險繩要牢固、可靠。若泥漿太濃或泥渣太厚導致鉆錘被沉淀物或坍孔土石覆蓋,應首先清孔吸泥,使打撈工具能接觸鉆錘。先用測錘探測鉆錘在孔底的情況,用打撈鉤放入孔底,鉤住鉆錘保險繩再提起。如果鉆錘傾倒,可派潛水員帶鋼絲繩下潛到孔底,將鋼絲繩栓在鉆錘頂上,再將鉆錘提起。如果鉆錘頂朝下,只能將鋼絲繩捆綁在鉆錘的幾個爪上,再將鉆錘提起。在施工過程中掉鉆要以預防為主,經常檢查機具設備,及時檢修,遇到損壞的部分立即維修或更換,消除隱患。施工時嚴禁在溶洞內打空錘,應繃緊鋼絲繩,采用小沖程進行低打緊擊。一旦發現漏漿或異常情況,馬上提錘至洞口,然后采取其他補救措施。若掉鉆時已經到達設計孔深，打撈困難時可以考慮棄鉆處理。棄置沖錘于孔底,清孔后,安裝注漿管至孔底,拋入碎石,碎石頂面平沖錘后,對于上面的樁孔灌注成樁,再對下面的卡錘段碎石高壓注漿固結,形成完整的樁。（2）埋鉆埋鉆也有兩種情況：一是沉渣埋鉆，二是塌孔埋鉆,要避免沉渣埋鉆，鉆頭不能長時間停留在孔底不動，要經常上下活動，使得泥漿不停地循環，這樣就可以防止沉渣埋鉆的現象發生,如發生塌孔埋鉆，最主要的是要將主繩保住，利用回旋鉆機掃孔和“反沖法”將鉆頭提出。9.1.2.3鉆孔偏斜處理穿越溶洞時，對洞頂和洞底巖層傾斜、巖層厚度不均、基巖面陡傾不平整的溶洞進行鉆孔施工的關鍵是防止偏孔和糾正偏孔，鉆頭穿越溶洞時要密切注意大繩的情況,以便判斷是否偏孔。基巖面大坡度傾斜且微風化層不連續,軟硬不均,鉆頭容易沿坡面歪斜產生斜孔偏孔,當出現沖擊鋼絲繩擺動較大、進尺突然加大時,則預示發生偏孔,應及時停鉆。處理偏孔采取回填片石的措施可有效地解決，片石的強度要強于巖層的強度,處理時應提起鉆頭,向孔內拋填15cm～25cm大小的片石、碎石及粘土塊,回填到斜面頂或偏孔處0.5m以上后再重新沖砸鉆進,采取小沖程、低頻率的方式沖孔,使鉆頭保持水平,鋼絲繩保持豎直,淺程緩進。若一次糾偏效果不行則進行多次回填。并反復進行,直至進入均勻、穩定完整的基巖內1.0m,然后按正常施工,通過回填片石、粘土,既改變孔底虛實不均的問題,有利于保持樁孔垂直,又可造壁堵漏。嚴重的巖石斜面或溶洞交匯巖層強度不一(如一半巖、一半土)處。上述回填片石方法難以奏效時，可先掏渣清孔，后向孔內灌注高強度的水下混凝土(摻早強劑及速凝劑)封底,將溶洞填充滿或到達與傾斜巖面上緣相平大的高度,等強度達到20MPa后再重新鉆進。或者換大直徑的鋼護筒跟進,用大直徑的鉆錘鉆進一定的深度后再換回原鉆錘鉆進。淺埋斜巖可采用人工挖孔爆破的方法,整平巖面;偏斜嚴重斜巖較深的可用地質鉆機在開始偏斜處鉆取爆破孔,采取炸藥實施水下爆破,對于灰巖地質一般每孔用炸藥量為0.5~1.0kg,再用片石回填到該位置以上1m左右,重新沖鉆。9.1.2塌孔是主要由于漏漿嚴重,補水來不及造成的。采用護筒跟進技術可有效防止塌孔事故，但由于投入費用較多，并非所有情況都適用，因此一般情況下主要預防措施是保持泥漿濃度和水頭高度、采用中小沖程鉆進、鉆機和鉆架安裝穩定可靠。根據孔壁穩定原理護筒內設置一定高度的超高水頭，以構成對孔壁的附加靜水壓力，這種靜水壓力連同孔壁土的圓環作用，方能對水中的孔壁起到穩定作用。一般超高水頭保持2m～2.5m可以較好地滿足護壁需要。當孔壁局部坍塌,孔內水頭無明顯損失時,向孔內拋粘土,加大泥漿比重,下沉內護筒進行處理。另外溶洞內壓力大導致充填物多次沖入樁孔內部。此類情況應采用砼封堵或加長鋼護筒跟進措施。當遇溶洞、溶穴、溶槽,孔內水頭突然損失造成塌孔時,如是小面積塌陷,且護筒無位移,除下沉內護筒外,可及時分層拋入片石、粘土塊、袋裝水泥、片石等,以填充和堵塞溶洞,回填至內護筒底部以上2~3m,然后采用中小沖程重新鉆進。溶洞發育嚴重時，如連通特大型溶洞或連通地下河溶洞，上述處治措施均不能有效處理好，即使多次回填片石粘土等也不能成功阻止漏漿；或者護筒變形,有較大橫向位移,無法糾偏時,可拔出鋼護筒,用粘土回填,并采用內護筒跟進穿過溶洞。內護筒跟進時應先采用孔徑大于25cm的大鉆頭沖擊到巖層,然后下放比孔徑大20cm的長護筒到底,再換用正常鉆頭鉆進。這樣施工主要目的是防止在施工中繼續漏漿造成土層再次塌孔。這種方法關鍵之處在于內護筒的位置放樣必須準確。塌孔常引起鉆機傾翻:主要原因是由于樁位處的地面強度弱,當孔內發生局部塌壁,引起地面塌陷,造成鉆機傾翻。預防措施可在有溶洞發育的樁位處,在鉆機位置橫向墊放6~8片12m長的320工字鋼,并在鉆機滾筒下密鋪枕木,擴大鉆機與地面的接觸面積,減少孔口處的局部壓力。9.1.2.5漏漿處理成樁過程中,注意控制漏漿等情況,如果這些情況控制不好,很可能導致情況進一步惡化造成塌孔、埋鉆等事故,甚至會出現地面塌陷,影響周邊建筑物的安全。發生漏漿的主要原因,一是鉆孔通過與地下水暗流相連的強透水性地層，如巖溶巖全風化層時,礫石間孔隙和孤石較多,孔壁不密實;二是遇到未填充的溶洞、溶穴、溶槽等。施工到溶洞或裂隙處,由于溶洞或裂隙往往具有連通性,泥漿會順著溶洞或裂隙的空隙大量流失,表現為孔內水頭突然下降。如是空溶洞或大裂隙,孔內泥漿迅速漏光,造成施工事故。對陸上樁基，泥漿池均盡可能作大，保證有一定的貯漿量，同時準備足夠的黃泥、粘土、塊石等填充物，補水管網接至孔口，一旦發生漏漿迅速補給泥漿、清水，同時大量填充。出現漏漿一般處理措施是：及時向孔內補充泥漿；加稠保持泥漿濃度,起到減少孔內外的壓力差,有效護壁減緩漏漿速度等作用,為處理漏漿爭取時間；采用中小沖程鉆進；向孔中回填粘土夾片石、塊石等，反復沖擊回填粘土以增加護壁的密實度和強度。此法對于小裂隙和小溶洞、孤立溶洞的堵漏效果較明顯，但對于大溶洞（高度大于3m）、連通裂隙堵漏效果并不理想，當進行第二次沖擊成孔時，很快將堵住的地方沖通，又出現漏漿，或者孔內回填粘土無法奏效，回填的粘土隨地下巖溶水全部流走，無法堵住。處理漏漿效果更為明顯的另外兩類方法是：一類是水泥粘土或混凝土漿固結堵漏法；另一類是護筒跟進護壁堵漏法；(1)水泥粘土或混凝土漿固結堵漏法將漏漿主要分為小裂隙漏漿和大溶洞漏漿。在沖穿溶洞出現漏漿之前，準備好大量粘土，用水泥袋裝好，并封口