岩溶发育地区桩基成孔事故的预防与处理

岩溶发育地区桩基成孔事故的预防与处理

徐大岭

【摘要】本文就岩溶发育地区钻孔灌注桩成孔过程中常见事故，提出了一些简单有效并且比较经济的预防和处理措施。

【关键词】岩溶 桩基 事故 预防 处理 全护筒

1 引言

桩基施工中，我们经常要面对地形比较复杂尤其是岩溶裂隙发育的喀斯特地形的地层处理，经常发生的漏浆、塌孔，如果处理不当或者处理不及时，会造成埋钻等事故，以致工期延误，带来不小的经济损失，甚者原桩报废，不得不补桩。因此，在遇到和处理这种复杂地层时，事先采取一些防范措施，尽量避免这些事故的发生和正确及时的处理这些事故显得尤为重要。本文结合作者16年的一线施工经验，总结了一些常用的简单、有效、经济的预防和处理方法，可以从一定程度上减少或避免由此带给我们的经济损失。

2 岩溶发育地区桩基施工常见事故 2.1 漏浆

漏浆是岩溶发育地区桩基施工最为常见的现象。多是因为非完全充填溶洞、裂隙与孔外连通，在孔内泥浆和孔外地下水位压力差的作用下，使孔内浆面下降或泥浆流失。较为严重的还会造成扩孔、塌孔以致埋钻。

2.2 塌孔

本文所指主要是漏浆所造成的孔壁坍塌。其它原因造成塌孔的预防和处理办法可参见有关桥涵书籍钻孔部分。

2.3 埋钻（锤）

埋钻（锤）是前两种事故发生后，机组人员处理不及时或处理不当，钻具未能及时提出，被坍塌的砂土填埋。这是一种后果比较严重的事故，有时是很难处理的。

2.4 偏孔

造成偏孔的原因有两种：一是施工作业面发生不均匀沉降使机具慢慢发生倾斜而未及时调整造成的，另种是地质原因造成的。本文着重讨论地质方面的原因。当钻具遇到软硬两种地层斜交或水平交错的时候，或者岩溶发育地区遇到局部溶洞或裂隙时，钻具慢慢偏向较软的地层或溶洞当中，造成偏孔。

2.5 卡钻（锤）

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桩基岩石钻进中发生的卡钻（锤）多是掉入坚硬异物、钻具（锤头）磨损、击穿溶洞发生的。后一种情况发生后，如果再遇上漏浆、塌孔，一旦钻具（锤头）不能及时提出，其后果相当严重，甚至会造成该钻孔的报废。

3 以上常见事故的预防

由于喀斯特岩溶地区岩溶裂隙发育的特点，决定了在此类地层钻进作业时经常会遇到漏浆、塌孔、偏孔，如果防范不到位措施不利，还可能发生卡钻、埋钻等事故。而这些事故处理起来则有想当大的难度，因此事先采取一些有效的预防措施变得尤为重要。

3.1 选择合适的钻机

回旋钻机因为提下钻具耗时较长，不适宜这种地层作业。冲击钻在发生漏浆时可以迅速将锤头提出，是首选钻机。当然，从经济和成孔速度的角度考虑，对于上半部分土砂层较厚的可以先用回旋钻机成孔，在进入岩溶发育的地层前再改换冲击钻。

3.2 认真研读地质资料

施工前要求技术和机组人员要把相关地质资料读懂吃透，做到事前心中有数，值班技术员要及时正确的给当班机组人员提前交代清楚；有无溶洞，溶洞的位置、大小，有无充填物、是否漏浆、充填到何种程度等，帮助机组人员制定预防措施。

3.3 提高警惕，不要忽视地质资料未标明的溶洞、裂隙的存在

地质祥勘也只是一孔一探，使用的钻具一般只有89－100mm，按最大的100mm算其取出的岩芯截面积分别也只占桩径1200mm和1500mm截面积的0.69％、0.44％，可见其代表性之差。所以，还是有相当一部分的溶洞裂隙不能被标识出来。因此在判读地质资料时要充分考虑到这点。

事实上，根据多年岩溶发育地层的施工经验表明，很多没有标明的溶洞漏浆很严重，有时候标注较大溶洞的反而没有漏浆。鉴于这种地层的复杂性，我们要时刻提高警惕，不论有没有溶洞，都要按有溶洞对待，不可因小失大。

3.4 采取适宜的防范和应对措施 实践证明，下面的这些措施行之有效。 （1） 提前备足黏土袋

提前准备一些黏土袋，在发生漏浆时可以第一时间抛填止漏。 （2） 备足黏土

在施工场地附近，有条件的在孔的附近，应当准备足够的黏土，便于机械作业填堵止漏。

（3） 设置浮标

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接近或进入岩石后，在护筒内浆面上设置一浮标，便于随时观察浆面情况，并由专人观察浮标，做到漏浆及时发现，以便采取进一步措施。

（4） 迅速提钻补浆

发现漏浆后，要迅速提钻（锤），防止埋钻（锤），接着迅速补浆，抛填土袋，甚至抛填弃渣。这些措施可以有效延缓浆面下降。

（5） 建立健全机械24小时值班制度

安排好装载机或挖掘机24小时值班，在发生大的漏浆时可以及时迅速赶到。 （6） 搞好组织协调，使机组之间配合默契

发生漏浆，各机组之间的协同配合非常重要。因为漏浆发生后，要迅速提钻（锤），防止埋钻（锤），要迅速补浆，要抛填土袋，要通知值班司机，要上报，这些仅凭单个机组有限的一两个人是很难做到的。

3.5 偏孔的预防

当钻进到软硬岩石交错或一边有溶洞的地层时，不能急于钻进，应当轻提快打或来回扫动，防止偏孔。或者及时回填块石（其硬度不小于孔内岩石硬度），再行钻进。另外，钻孔前要设置十字桩位，每班至少两次拉线检查孔的中心位置，做到及时发现及时纠正。

3.6 卡钻（锤）的预防

抬高护筒上缘、经常检查钻具（锤头）磨损情况、及时焊补钻具，可以有效防止掉入异物、钻具（锤头）磨损引起的卡钻（锤）。在遇到溶洞，尤其是较大的溶洞即将击穿时，应当轻提慢打，避免提得太高，冲击力过大造成卡锤。

3.7 其它预处理方案

针对实际情况可以采取一些相应的预处理方案，如水泥浆灌浆法、静压化学灌浆法等等，在此不在赘述。

4 事故处理

经过采取以上的防范措施后可有效防止或避免大多数情况的漏浆、塌孔及其次生事故的发生。但很多时候还是防不胜防，可以针对不同情况采取相应的措施。

4.1 漏浆、塌孔的处理

发生漏浆、塌孔后比较简单的处理方法是在原址重打。一般经过一两次漏浆或塌孔后就可以继续打下去了。如果只是漏浆没有塌孔，可以用边填粘土边冲击挤压的方法填死和堵住溶洞或裂隙，再行正常施工，或者干脆干孔作业，终孔后再用冲入清水的方法清孔。如果经过几次处理，仍旧漏浆塌孔不能继续进尺，可以考虑采用本文后面介绍的

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全护筒法或其它方法。

4.2 偏孔的处理

发生偏孔后用回旋钻机来回扫或冲击钻来回空蹭的方法效果并不明显，目前一般采用抛填块石反复冲打纠偏的方法。具体做法是：

（1）首先确定偏孔位置、深度；

（2）再回填较原岩要硬的岩石至超过偏孔起始位置以上1m（视偏孔位置以下孔内体积大小定）；

（3）正常冲击作业至偏孔起始位置以下0.3m；

（4）检查偏孔情况，如果仍有偏孔，继续抛填块石至超过原偏孔起始位置以上0.5m；

（5）重复以上（3）～（4）直至完全纠偏； （6）正常作业冲击成孔。

通过抛填块石反复冲打纠偏，比较经济可行，也是目前常用的有效方法。需要注意的是，在完全纠偏以前，不可忙于进尺。

另外，在非急需施工的地方，通过灌注水下素混凝土的方法替代回填块石，或下部分回填沙土、软石上部为混凝土，待其凝固到一定强度后再行冲击作业，也可有效纠偏。这种方法不仅适用于上述两种情况引起的偏孔，在处理因放线失误等原因引起的整孔位置偏移的处理上也非常有效。不同的是要根据地层，即根据岩石厚度、硬度来确定浇注混凝土的数量和标号，也就是说，尽量使混凝土凝固后的强度接近岩石强度，其厚度也要同岩石厚度一致，砂土层当然要填注砂土，尽量还原原地形。

4.3 卡钻（锤）、埋钻（锤）的处理

岩溶发育地区桩基施工发生的卡钻（锤）主要有以下三种情况； （1）卡钻（锤）无漏浆 （2）卡钻（锤）漏浆未塌孔

（3）卡钻（锤）漏浆并塌孔或者埋钻

对于前两种情况，可以试探提拉钻具（锤头），不能提动时（且不可强力猛提），可以下锚，通过副卷扬机或吊车等从钻具（锤头）侧面辅助提拉，这样交互提拉一般能够提出。必要情况下也可以使用炸药松动爆破后再提。需要注意的是，炸药应置放于钻具（锤头）底部或接近于底部，爆破效果才好。反之，只能使情况更糟。对于有沉渣不能下辅助勾的要结合下面的方法处理。

塌孔填埋的，需要先行清孔。方法是下钢管泥浆冲翻清孔，清孔时要不断提动钢管

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