摘要:本文結合工程實例，介紹了在巖溶發育地區進行嵌巖灌注樁施工易遇到的幾個問題，并提出了針對性的經驗措施。
　　關鍵詞:巖溶,嵌巖,巖面勘探,入巖深度,鉆進,漏失
　　
　　1前言
　　巖溶洞隙是一種形態奇特的地質現象，它在宏觀上雖有特定的發育分布規律，但在范圍不大的施工地區，其分布與生成則常顯現復雜多變的情況。在巖溶發育地區施工圖設計階段勘察仍不可能無一漏失地查清巖溶洞隙的發育情況，有時即使進行一樁一孔勘察也難于完全控制，施工時應保持高度警覺性。
　　2巖面判定與入巖深度確認
　　2.1巖面勘探
　　對嵌巖樁巖面的勘探在《巖土工程勘察規范(2009年版)》（GB50021-2001）4.9.1-2條規定“當采用基巖作為樁的持力層時，應查明基巖的巖性、構造、巖面變化、風化程度、確定其堅硬程度、完整程度、基本質量等級；判定有無洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層”；第4.9.1-3條規定“復雜地基的一柱一樁工程，宜每柱設置勘探點”。而對勘探孔的深度則在第4.9.4-4條規定“對嵌巖樁，應鉆入預計嵌巖面以下3～5d，并穿過溶洞、破碎帶，到達穩定地基”。《火力發電廠巖土工程勘測技術規程》（DL/T5074-1997）中6.3節對巖溶勘探提出了詳細要求，對每個勘察階段均進行規定，其中施工勘測階段第6.3.7-3條規定“當需對大直徑嵌巖樁或墩的地基進一步勘查核實時，每個樁或墩基位應布置1～2個勘探孔。勘探深度應大于基底面下三倍樁或墩徑，且不小于5m。對相鄰樁、墩位下的基巖面起伏較大時，應適當加深勘探孔。”
　　實際上在巖溶發育地區進行嵌巖灌注樁施工宜進行一樁一孔勘探，原因如下：

                    
　　⑴巖面起伏變化較大，無規律可言。
　　我公司在進行廣西桂林某電廠嵌巖樁施工時，其基巖面起伏變化很大，無任何變化規律。
　　例如主廠房區B1承臺，施工圖勘察過程中對B1承臺的中心進行勘察，探得中等風化巖面埋深為-7.0m，處于設計天然基礎范圍內。但在基坑開挖過程中，B1承臺中心位置向南0.3m開挖到-12.0m仍未見到中等風化巖面，無法繼續作為天然基礎進行施工，后改為樁基礎。
　　又如D6承臺為6樁承臺，其布樁圖如圖1所示，各樁實際巖面標高如表1所示，D6-1樁和D6-3樁間距3.4m，而巖面高差竟達13.66m。
　　D6墩巖面深度統計表表1

                        
　　⑵巖溶發育地區的巖溶形態主要有溶溝、溶槽、溶蝕裂隙、石芽及巖石陡坎、溶洞等，洞隙間一般連通性良好。
　　2.2巖面判定與入巖深度確認程序
　　2.2.1入巖深度確認
　　嵌巖樁入巖深度應滿足設計要求，控制入巖深度按照以下程序進行：
　　⑴準確判斷持力層巖面
　　是否已經鉆入持力層巖面可通過鉆進感覺和撈渣樣來判斷。具體判斷時應重點注意以下三方面，一是鉆機震動程度，鉆機震動相對軟地層大些；二是鉆進速度明顯降低；三是通過撈取渣樣最終確定，鉆孔施工時及時撈取渣樣，判斷持力層巖面埋深，與巖土工程勘察資料提供的巖面埋深對比。如果兩者一致，即可準確判定持力層巖面埋深，如果兩者相差較大，應及時通知業主和監理與勘察單位聯系，同時該孔暫停施工，待確認巖面后再進行施工。
　　⑵巖石風化程度的判斷
　　巖石風化程度主要通過撈取渣樣判定。未進入中風化的渣樣，含有較多雜色巖屑，單片巖屑顏色不一，有較明顯的風化痕跡。雜色巖屑一般含量30％～50％。當鉆入中風化巖后，所取巖屑顏色基本一致且新鮮，棱角較明顯、鋒利。
　　⑶進入巖面完整程度的判斷
　　沒有鉆入完整巖面時，渣樣中含有少量強風化顆粒。但也有例外，例如所鉆巖層存在裂隙或巖脈，同樣會有不同顏色巖屑存在，這要結合工勘資料進行對照判定。
　　⑷確定達到設計入巖深度
　　根據取出來的巖屑來判定是否已進入中風化巖層，巖屑的判定工作需由豐富經驗的地質工程師完成，由業主代表、監理工程師及施工方等相關方組成巖質鑒定小組，共同對取出來的巖屑進行判定，經判定已到達基巖面時，量測此時孔深。
　　確定了基巖面以后，根據設計圖紙的入巖深度和持力層巖層的埋深，計算出設計終孔孔深，加以控制，實際終孔孔深不小于設計值。
　　然后繼續鉆進，直至孔深滿足設計要求，然后再次取樣證實孔底確實在中風化巖層中，方可終孔。
　　⑸撈取渣樣方法

                              
　　巖面判定時撈取渣樣應在監理工程師的監督下進行。將撈取的渣樣與標準巖樣進行對比，以準確判斷鉆孔是否進入持力層基巖。
　　撈取渣樣方法很多，常用的有：將直徑120mm左右，長度250mm左右的鋼管牢固固定于鉆頭下部的間隙內（如圖2所示），在鉆進過程隨時撈取鉆渣。另一種方法是在進行掏渣時，將鉆渣從泥漿中濾出。另外還可以采用專用撈渣筒或反循環方法撈取鉆渣。
　　采用鉆頭上焊接的撈渣筒取樣時，應首先將鉆頭提出地面，將筒內的雜物清理干凈，然后下放鉆頭至取樣位置進行沖擊取樣，沖擊時間一般為5～10分鐘，此后將鉆頭提出，取出筒內巖屑，用清水沖洗干凈供巖性鑒定用。
　　⑹每個鉆孔均須留置持力層巖面渣樣和終孔渣樣。
　　⑺確定是否入巖和入巖深度可按上述方法確定，由于基巖面起伏較大，實際施工時每一步都要及時與現場監理工程師或業主委派的地質工代聯系，當現場監理工程師或地質工代確認后方可進行下一步的施工。
　　3鉆進過程中泥漿漏失
　　巖溶發育地區的巖溶形態多種多樣，如果洞隙間連通性較好，在鉆進過程中易造成泥漿漏失，甚至塌孔。因此在施工過程中應采取合理的預防和處理措施。
　　3.1預防措施
　　⑴控制注入鉆孔的泥漿比重，一般沖擊鉆機泥漿比重≥1.15。由于回轉鉆機在遇到突發漏漿事件時無法將鉆具迅速從鉆孔撤出，因此在易出現漏漿地層鉆孔時泥漿比重應控制在1.20以上。
　　⑵選擇合理的機型，在易發生漏漿地區，宜選擇沖擊型鉆機。
　　⑶確保護筒埋設長度，護筒應座于密實土層上，護筒壁周圍及接縫處回填密實。
　　⑷儲備泥漿，至少保證2倍樁孔泥漿量。
　　⑸儲備回填用的粘土和塊石，粘土要揉壓均勻，成粘土球，加大其粘結力，粘土要求和塊石粒徑均小于30㎝，不帶棱角或少帶棱角。
　　⑹保持泥漿液面，孔內泥漿面與孔口距離不大于0.5m，保證鉆孔內的水頭壓力。
　　3.2處理措施
　　⑴遇到漏漿時，應迅速提起鉆頭，向孔內填入粘土球，每次填入量不少于4m，并加入稠泥漿，然后復鉆。
　　再次鉆進時如果仍然出現漏漿現象，要再次加入粘土球，直至滲漏停止為止。
　　⑵在基巖破碎帶鉆進時，在鉆進至破碎帶面以及每鉆進2.5m時均要向孔內填入粘土球，每次填入量不得少于4m，然后復鉆，將粘土擠入基巖破碎帶中。
　　⑶鉆孔中如果遇到溶洞，出現嚴重漏漿，應立即停止鉆進，迅速提出鉆具，并填入粘土球及時補充泥漿，防止鉆孔坍塌。為了將溶洞堵實，減少超灌量，一般應全孔回填，在填粘土球時，可適量拋入一部分塊石。回填后12～24小時，待回填粘土沉積密實后，再進行鉆進，鉆進時須適當加大泥漿比重至1.20～1.25，以確保孔壁穩定。鉆進到溶洞上方時，采用小沖程輕錘快擊，放慢鉆進速度，盡量將回填的塊石擠入溶洞，同時減少鉆頭對溶洞區回填土層的擾動。
　　第二次鉆進至第一次成孔深度時，進行掏渣，以檢驗回填堵洞的效果，若掏出的鉆渣量較大，則說明回填堵洞效果不好，仍需進一步回填堵洞；若掏出的鉆渣量較小，則說明回填堵洞效果較好，可以繼續向下鉆進。
　　⑷采用以上方法處理后，為了進一步鞏固處理效果，在距設計孔底20㎝時，再次用粘土球回填鉆孔至巖面上4～5m，然后復鉆到孔底。
　　在巖溶發育地區進行灌注樁施工出現漏漿是經常遇到的，只要處理方法得當，就不會造成施工事故，否則就有可能造成埋鉆、塌孔等事故發生。
　　4石芽、石筍與巖石陡坎的鉆進
　　石芽、石筍是“喀斯特”地貌特有的地質現象，如果施工場區內石芽、石筍分布較多，將給嵌巖灌注樁的施工造成一定困難，導致巖面高低不平，相鄰樁巖面高差變化很大，由于石芽、石筍、陡坎的存在，可能導致勘察確定的巖面與樁孔施工巖面不一致。
　　在鉆進過程中如遇到石芽、石筍及巖石陡坎等情況時，由于巖面傾斜造成，鉆頭向軟弱地層傾斜，若發現不及時或處理不當，極易造成斜孔。在鉆孔中遇到石芽、石筍與巖石陡坎時，可采取以下處理措施：
　　⑴當發現鉆孔中有石芽、石筍及巖石陡坎時，應及時向孔內投入片石，宜采用小沖程低頻率鉆進，保證鉆具垂直平穩，防止斜孔發生。
　　⑵出現鉆頭（鋼絲繩）擺動較嚴重時，應立即停止鉆進，待鉆頭平穩后再重新鉆進。特別是初遇巖面時，更應嚴格控制。
　　⑶更換鉆頭。使用管靴較短的鉆頭，管靴長度為100～150㎜。盡量使鉆頭保徑圈靠下，從而減少鉆頭的擺動幅度。
　　5灌注過程中混凝土漏失
　　由于溶洞及溶蝕裂隙的廣泛存在，在灌注過程中，隨著灌注方量的增加，孔內混凝土對于孔底和孔壁的壓力也逐漸增大，當溶洞頂板或側壁不能承受混凝土的壓力而被穿破，就會造成混凝土漏失。
　　如A6-1樁，在灌注過程中發生混凝土漏失現象，隨著灌注方量的增加，混凝土面反而下降，最后灌注方量為105m3，充盈系數為7.016。D14-5樁，灌注完畢后準備提拔導管時發現泥漿面突然下降，只好繼續灌注，最后灌注方量為45m3，充盈系數為6.390。
　　針對混凝土漏失現象，尤其對于在鉆孔過程中發生泥漿漏失或遇溶洞的特殊孔，在灌注前的準備工作必須做充分。
　　⑴原材料尤其是水泥的供應量必須能夠滿足需要，要考慮可能發生的混凝土量；
　　⑵泥漿必須有一定的儲備量，在發生砼漏失后孔內泥漿也要跟隨下降，必須及時向孔內補充泥漿，以免造成因上部孔口失去泥漿襯托造成塌孔，那勢必造成斷樁。
　　⑶在灌注過程中，要保證導管埋深，不能低于4～5m，在發生砼漏失時還留有一定余量，但同時亦不能大于7.5m，以免因為埋管過深或導管碰掛鋼筋籠而造成導管提拔不動形成斷樁。
　　⑷在灌注過程中若發生混凝土漏失嚴重，首先要檢查導管埋深，必要時接長導管，加大導管埋深，同時應注意上、下活動導管，以免導管提拔不動，形成斷樁。
　　⑸灌注完畢后還要隨時監控孔內砼面高度，看砼面高度是否下沉，做到心中有數。
　　以上是我們在巖溶地區總結摸索出的幾點較有針對性的經驗措施，若有不妥之處，還請各位讀者批評指正。
　　
　　參考文獻：
　　⑴JGJ94-2008.《建筑樁基技術規范》
　　⑵DL/T5024-2005.《電力工程地基處理技術規程》
　　⑶GB50021-2001.《巖土工程勘察規范（2009年版）》
　　⑷DL/T5074-1997.《火力發電廠巖土工程勘測技術規程》