第７期 踪家信：岩溶地区码头冲孔灌注桩施工技术探讨 ２８３ 三、穿溶洞处灌注桩施工方案选择 由于本工程施工区域存在溶洞大小不一地下条件较为复 杂的特点，结合类似工程的施工经验，根据溶洞大小及水流 情况不同在穿溶洞处灌注桩施工采取了针对性的措施。 首先在钻孔进入溶洞区时，根据现场钻进情况并结合地 勘报告判断溶洞内充填、溶洞发育及分布状况以及是否漏水 等，然后根据孔内泥浆高度的变化判断溶洞是否存在地下水 流。如出现孔内泥浆高度突然下降，通过多次添加泥浆方可 保持孔内泥浆高度和水位稳定，说明此处溶洞较小，没有地 下水流或溶洞贯通的情况。如孔内泥浆始终无法灌满，且泥 浆的稠度不也不断出现变化，说明此处溶洞较大并有地下水 流或者溶洞贯通。 １．溶洞较小且无贯通或地下水流 采用反复抛填片石和黏性土的施工措施作为处理溶洞的 方法是岩溶地区钻孔灌注桩施工最简单、最有效、最经济的 基本方法。当钻至地勘资料显示的溶洞顶部附近时，钻机即 采用小冲程（８０ｃｍ以下）进行冲孔，根据现场实际情况及 溶洞的具体特点及时进行调整施工措施。一旦发现孔内泥浆 高度下降，即迅速向钻孔内补充泥浆，如出现钻孔内水位持 续下降的情况，要迅速根据溶洞的大小和实际钻进反映的情 况按１：１－３：１的比例回填粘性土和片石的混合料，并用冲 击锤以小冲程反复冲击，采用反复抛填上述混合料挤密填筑 溶洞，最终使桩孔内外溶洞处挤满所填充的混合料。 在任何情况下，岩溶地区最大冲程都应比一般较常规的 略小（不宜超过３￣４ｍ），防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。 遇到存在较大裂隙采用黏土和片石混合料难以封闭时， 可以在孔内投入适量高标号袋装水泥，并用冲锤以小冲程反 复冲击后静置２４ｈ以上，以彻底将其封闭，确保能够维持孔 内水头，否则极易形成小型的“无底洞”，使孔内水量渐渐流 失。 ２．溶洞较大且有贯通或有地下水流 钻孔钻进过程中，如遇到较大的溶洞，在抛填片石和粘 性土混合料时，可以适当增加粘性土的含量同时掺入适量的 碎石，以增强溶洞区内桩孔四周抛填混合料的密实度。另外， 通过适当增加穿过溶洞施工时的泥浆比重，可以使抛填混合 料孔壁四周形成较为圆润光滑的泥浆护壁，利于混凝土水下 灌注施工。 钻进过程中遇到有地下水流的溶洞时，如溶洞内地下水 流较缓，在施工过程中应设法将孔内水位保持稳定。具体施 工过程中仍可采用抛填片石进行处理且抛填片石时可掺入适 量的碎石土、絮状物或者整袋高标号水泥，该混合料可显著 增强溶洞区内桩孔四周挤填片石的密实度和强度，减小地下 水流速度，阻隔地下水流。 钻进过程中如遇地下水流较急，孔内水位不稳定，采用 抛填和补浆措施无法有效控制孔内水头下降时，则采用在溶 洞区内下沉钢护筒的方法进行施工，所以在施工前为了防止 出现此种地质状况，现场做好一定数量的超长钢护筒备用。 当冲击锤穿过溶洞顶部后，沉入钢护筒作为护壁。钢护 筒直径宜比桩径大１５￣２０ｃｍ，壁厚宜采用１６￣２０ｍｍ，用 吊机把护筒放入。在沉入钢护筒前，应首先检查钻孔成孔后 的孔大小及倾斜度，保证护筒能顺利沉入溶洞区内。护筒长 度根据现场具体施工情况和地勘报告代表钻孔所显示的溶洞 高度最大值加３￣６ｍ。在护筒底部１ＯＯｃｍ范围内用导管灌 填细颗粒碎石素水泥混凝土，待碎石混凝土终凝后在重新冲 孔至终孔标高。 ３．施工中应注意的其他事项 为避免对施工造成不利影响，在施工前应做好充分准备， 确定施工原则，必要时先回填，增加施工钻探，摸清楚地质 情况后重新施工。 （１）加固钻机底座 由于岩溶地区地质情况异常复杂，虽进行了地质钻探， 但也难以保证全面摸清地质情况，因此每个桩位钻机就位前， 必须对钻机底座进行支垫加固，防止塌孔时钻机下沉和倾斜。 （２）做好准备工作 应采用优质泥浆，加大泥浆质量和密度，在场内应准备 大量片石、袋装粘土及适当数量的袋装水泥。 （３）注意冲锤及钢丝绳工作状况 冲锤冲破溶洞时，冲锤可能会滑入溶洞中，提锤时易被 溶洞顶板岩石卡住而造成掉锤、埋锤。因此，在溶洞范围内 施工时冲锤最大冲程不宜超过３－４ｍ，应比一般较常规的略 小，严禁使用大冲程冲击成孔，同时冲孔时应绷紧钢丝绳， 低打紧击。一旦发现漏浆或其他异常情况，马上提升冲锤到 孔口，及时加固孔壁后再进行冲孔作业。 （４）岩面倾斜 溶洞顶板破碎容易造成岩面的倾斜较大的现象，钻头极 易摆动撞击护筒或孔壁。这时回填片石，使孔底出现一个平 台后再转入正常冲孔。 （５）减少灌注时混凝土扩散流失 冲锤击穿溶洞顶板后，不论是否漏浆，不论溶洞原来是 否填充或半填充，或溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥或卵 石，进入溶洞后均应向孔内投入片石（加适量３￣５ｃｍ的碎 石），袋装粘土，必要时投入一定量水泥，加填量超过溶洞顶 面２．５￣３．Ｏｍ，然后用小冲程冲击填入的混合物，不取渣， 使其挤入裂隙、溶洞内，如此反复操作，多次挤塞溶洞通道 加固孔壁，减少灌桩时混凝土扩散流失量，降低桩基施工成 本，同时加大混凝土生产和运输能力，采用混凝土集中拌和 站，确保灌注过程的连续。 （６）由于存在“串糖葫芦”的现象，在靠近桩底时遇 到的溶洞要特别注意，因为本标段岩溶地区桩基为端承桩， 在桩底附近的溶洞可能直接影响到桩基承载力，即使是该 溶洞被回填完成，但有可能在桩底下面还存在“糖葫芦”， 所以每根发现溶洞的桩基都要会同设计、监理现场研究， 必要时进行施工钻探，并在原有桩长基础上再加深，以保 证使用安全。 四、结束语 （下转第３０２页） ３０２ 中国水运 固化方法，为实际工程的应用提供参考。 参考文献 第１５卷 但不明显。从整体来分析，上中下三部分随着吹填规模的增 大而差异越大，并且当深度增加同时相应系数越大。从表中 对比得出不同土层间也有较小差异，从上述图表中得出下部 土层中贯入阻力值Ｐ、允许耐承载能力【Ｒ］值、压缩模量Ｅ比 中、上部土样参数值略大，而液塑限丘相对较小。土水比例 ［１】王晓琳，刘文白，吴丽颖等．固化疏浚泥双层地基承载力 颗粒流数值模拟Ⅱ】．上海海事大学学报２０１４，３５（３）： ７０－７１． 越大，压缩模量Ｅ，ｔ液限指数越小。 四、结论 『２】刘文白，蒋宏呜，刘春林等．固化软土双层地基室内模型 试验数值模拟研究Ｕ】＿水运工程，２０１２，（１１）： １７３－１７８． 本文通过开展疏浚泥在沉降柱静水中沉积的固结试验与 固结后土样的一系列强度测试。试验初步得出如下结论： ［３］松，张春雷，汪顺才等．淤泥堆场人工硬壳层地基极 限承载力室内模拟研究Ｕ】．岩土工程，２００８，（２９）： ６６７－６７０． （１）固化剂与土壤里的水反应从而降低了土壤颗粒中的 含水率，增强了疏浚泥的强度，同时又加快了固结。试验３０ｄ 后，固化组土体高度明显高于无固化组的高度，但强度却远 远大于自然沉降，由此可见固化剂反应对土壤孔隙的影响很 大，最终测定出添加高比例固化剂的土体孔隙比要小于自然 沉降状态，土体更为密实。固化剂泥面高度也要高于自然状 态沉降泥面，土体强度也更高。在固化剂作用下，可以大大 『４１ Ｗｅｎｂａｉ Ｌｉｕ，Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｒ／Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆＴｈｅ Ｓａｍｅ Ｃｕｒｉｎｇ Ａｇｅｎｔ ｆｏｒ Ｄｉｆｅｒｅｎｔ Ｔｙｐｅｓ ｏｆＤｒｅｄｇｅｄ ｏｆＭｕｄ【Ｒ］．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１２，５９８：５９４—６０２． 【５】陈秀良，张超杰，俞炯奇．吹填土强度与下沉量分析计算 探讨Ｄ］．浙江水利科技，２０１２，６－２１． 的缩短沉降时间，提高效率，并且可以充分利用土壤资源。 （２）固化剂配比越高，固化剂与水、土反应产生的胶结 物质填充于土壤孔隙中，因此强度越高。并且能提高土体在 沉降中土体的密实度。产生的胶结物质提高土体的强度。高 比例固化剂有利于加速疏浚泥的沉积，固结迅速，减少工程 用时。 ［６刘莹，肖树芳，王清．吹填－６］＋－￣０室内模拟试验研究卟岩 土力学，２００４，２５（４）：５１８－５２１，５２８． 【７】张楠，朱伟，王亮等．吹填泥浆中土粒颗粒沉降一固结规 律的研究Ⅲ．岩土力学，２０１３，３４（６）：１６８３． 【８１詹良通，童军，徐洁．吹填土自重沉积固结特性试验研究 卟水利学报，２００８，３９（２）：２０３－２０４． （３）疏浚泥在加入固化剂混合沉降后，物理指标发生了 根本性变化。与未加入固化剂组对比得出，加入添加剂之后 ［９１刘森森．吹填土沉降柱的模拟试验研究Ⅱ】．天津城市建设 学院学报，２００８，１４（４）：２５２－２５５． 各土样的孔隙比和含水量大幅度降低，重度明显提高，说明 【１ ｏ］丁建文，张帅，洪振舜．高含水率疏浚泥流动固化处理试 验研究Ｕ１．水运工程，２００９，６：３２． 添加剂对粘土起到了促进凝固的作用，固化剂使土颗粒之间 的胶结作用增强，相对比与未加固剂组疏浚泥粘性土的强度 得到提高，固化剂的加入明显有利于吹填土的固结。 （４）在吹填沉积、排水固结过程中，上中下三部分随着 重力作用压的越密实，密度越大。在测定中，含水量越低， ［１１】朱伟，李磊，张春雷．疏浚泥固化处理的优化设计研究 卟环境科学与技术，２００５，２８（４）：８７—８９． 【１２】中华人民共和国国家标准，土工试验方法标准ＩＭ】．北京： 中国计划出版社，ＧＢ／Ｔ ５０１２３—１９９９． 【１３１刘进宝，张春雷．疏浚泥固化过程中水分量的变化与强 度关系研究［『１．水利水电技术，２０１３，４４（１）：１２５—１３０． 固化效果相对越好，强度相对越高。 上述结果表明，淤泥经固化处理后固结周期明显缩短， 强度也明显提高，在固结压缩后基本能够满足作为普通填方 土材料的需要，而且可以根据工程的需要设计出经济合理的 【１４】杨爱武，周金，孔令伟．固化吹填软土力学特性试验卟吉 林大学学报，２０１４，４４（３）：６６４． （上接第２８３页） 岩溶地区码头冲孔灌注桩施工的难点主要在于地质条件 参考文献 ［１】张忠亭等．钻孔灌注桩设计与施工［Ｍ１．北京：中国建筑工 业出版社，２００７，２． 的复杂性和施工中不可预见的因素太多，如溶洞发育不规则、 分布不确定以及是否漏水等，因此，首先要重视前期勘测工 作的重要性，准确掌握溶洞具体情况，然后在根据不同的溶 ［２］王靖涛等．桩基础设计与检测［Ｍ】．武汉：华中科技大学出 版社．２００５．９． 洞发育情况，选择不同施工方案和准备措施，现场管理人员 要有高度的责任心，重视每个施工环节，做好充分的工前准 备工作，另外拥有富有经验、操作熟练的人员以及进行严密 的施工组织与管理也是施工成败的关键。 ［３１ ＪＴＳ １６７－１—２０１０，高桩码头设计与施工规范［ｓＪ．北京：人 民交通出版社，２０１０，８． 【４】ＪＴＳ １６７—４—２０１２，港口工程桩基规范［ｓ】．北京：人民交通 出版社．２０１２，８．
