引言
喀斯特地质地貌地区，岩溶发育极为强烈、地下溶洞及溶腔分部广泛且多为空溶洞或半填充溶洞。地下水位浅且地表水与地下水相互补给，水系发达。对桩基施工及隧道施工造成的不良影响极大。本项目地处广西典型喀斯特地质区，溶洞发育极为强烈、变化较大、洞顶埋深差异较大，基岩起伏较大，个别桩基钻孔深度达到百米以上，孔底压力和摩阻力大，对牵引设备功率要求较高。
1、拟解决的主要问题及目的
针对施工过程中遇到的施工难点和问题，本着提高功效、最大限度的克服岩溶地区桩基施工尤其是深桩基施工所遇到的地质灾害带来的困难，提出了本课题。通过总结、完善、改进、创新回填、注浆、护筒跟进、水下钻爆等施工工艺，依据岩溶发育程度及分布状况采用合理的、综合性的处理方案，达到提高成孔效率及质量，减少施工资源及能源的消耗，同时降低清孔及灌注过程中塌孔、缩孔等影响成桩质量病害的发生概率。
2、岩溶地区深桩基施工难点成因分析及处理工艺研究
溶洞地区深桩基冲击钻孔施工周期较长，钻进过程中除需克服穿越大型及串珠状溶洞的困难外，由于钻进面同一平面内存在岩土分布不均或不规则的空洞，极易造成偏孔现象，这也是阻挠影响施工进度、造成施工周期长的最主要原因。
3、溶洞处理的工法研究及成果
（1）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，这时应在回填片石粘土的基础上辅以灌筑低标号混凝土的方法处理。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，再灌筑低标号混凝土至溶洞顶1m以上，待混凝土强度达50%后再继续钻孔。（2）钢护筒跟进法：在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏桨严重或与暗河连通时，可采取钢护筒跟进法施工。为确保深桩基护筒跟进的可操作性及成孔垂直度，特创新出双层（多层）钢护筒分级跟进法。重点是内护筒内径的确定。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。为防止受压变形，钢护筒采用≥10mm钢板卷制。下沉护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。如果穿过1层溶洞，预定采用1级内护筒，每增加1层溶洞，就增加1级内护筒。护筒长度L＝h＋3（m）（h为地质超前钻确定的溶洞高度），最终目的确保护筒底脚嵌入稳固岩层W2层内不小于0.5m。（3）注浆法：多在桩基开钻前预先施工，依据设计地质图纸对岩溶发育极为强烈，且桩基长度较大为全桥控制性工点的墩位。钻孔深度以有效桩长范围内底层较大溶洞为准，采取间歇注浆法，注浆压力控制在0.2Mpa~0.5Mpa范围，速度为一般为8L/min~15L/min。注浆液配合比为V水：V水泥：V砂=1：1：0.8，遇大型空溶洞时，考虑到施工成本及封堵效果可先进行吹砂或砾石。待浆液强度达25%后即可开孔钻进。（4）孔内水下钻爆法：在钻头穿越溶洞顶板及底板的过程中，往往因岩层发育倾斜、钻进介质硬度不均匀导致严重的偏孔现象。结合现场问题大胆提出水下钻爆施工工艺，采用地质钻机对孔底进行钻孔并沿钻杆将适量炸药送入钻孔内进行爆破。此法大大加速了施工进度，纠偏效果极为显著。遇片石回填无效混凝土回填量又较大时，可采取孔内爆破的方法进行处理，爆破可视情况而定采取裸爆或钻孔爆破。钻孔爆破利用小型地质钻机在孔口护壁上架设，进行打孔，如孔深较大时（≥10m）需回填部分粘土，以免钻杆折断。成孔后将事先计算好的用药量送入孔内进行爆破。孔内爆破关键在于用药量的控制，用药量需结合实际谨慎计算。
4、技术创新点及工艺优势
在总结、研究传统施工工艺的同时，结合广西地区地质特征，经过我技术科研小组及施工一线人员的共同努力，在原有高耗低效的处理岩溶施工工艺的基础上，总结创新素混凝土回填、地质探孔预先注浆、水下爆破三项施工工艺。应对偏孔现象，传统施工工艺往往采用大量回填片石反复冲击以求修正，但同时也造成扩孔系数增大、梅花孔、灌注混凝土量增加，同时需损耗大量高硬度片石、施工用电、水等资源，加速了机械尤其是钻头的损耗，增加了修补更换锤牙的频率，频繁反复回填还需长时间配置挖掘机等施工机械，极大地占用了有限的施工机械，增加了施工成本。在穿越大型溶洞及多层串珠状分布溶洞的施工过程中，由于溶洞内淤泥质填充物种夹杂大型孤石，且穿越多层溶洞过程探头石较多，钢护筒跟进虽能有效阻挡地下水及塌孔现象的发生，但跟进过程中受探头石及孤石阻挡，跟进极为困难、尤其是深桩基施工难度极大、跟进周期较长、理论上可行但现场可操作性不强。开钻前采用预先注浆具有效率高、准确性高的特点。
5、结束语
通过以上几种施工工艺，在该地区的桩基施工中取得了良好的经济效益，保障了施工质量及进度，对今后在类似地区的桩基施工具有一定的借鉴作用。
作者：邢书博 单位：中铁三局集团第四工程有限公司
