复杂地质条件下深基坑施工技术

李书羿

[摘 要]我国地域广袤，分布着大量的岩溶地质。由于岩溶发育具备着极大的隐蔽性和不确定性，进而为工程项目的施工建设带来了一定的难度。为确保在岩溶地区能够更好的进行工程项目建设，首要任务就是进行岩溶地质的地质勘察工作，这也是工程项目建设中最终基础的工作内容之一。因此文章重点就岩溶地区地质勘察技术和桩基施工技术进行了详细的论述，期望能为岩溶地区工程项目建设提供有益的参考。

[关键词]岩溶地区；地质勘察；桩基础施工；施工技术

中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0226-01

我国是世界上岩溶分布面积最广的国家之一。在我国境内，岩溶地貌已见于23个省区，其中大部分分布于东部地区的桂、粤、黔、湘、赣、川、鄂等省区。可溶岩分布面积达346万km2，约占我国国土面积的1/3。由于地表水和地下水的溶蚀作用，发育着各种类型的岩溶地貌和岩溶形态，给工程项目施工带来巨大困难。因此研究岩溶地区地质勘察技术极为必要。

一、岩溶地区的工程勘察技术

（一）工程测绘与调查法

对岩溶地区的地貌、地质、岩体的性质等进行调查和测绘，从宏观的角度来对岩溶的分布情况和性质进行研究，并根据调查的资料进行进一步的地质勘查，这种方法较为简单使用，能够给实际的岩溶地区的工程开展提供实用性的资料。

（二）地球物理勘探方法

这种方法一般应用在岩层较为复杂的岩穴中，后来随着科学技术的发展，雷达探测、CT技术等这些方法在岩溶地区的工程地质勘探中使用较为普遍，特别是在定位岩溶位置、洞穴坍塌等情况下，起到了很大的作用。运用监测地面下沉、建筑物开裂等方法来对洞穴坍塌进行监控，起到的效果不是特别的明显，而这时候使用雷达技术来直接对岩溶系统中的水动态压力进行监测，应用智能化的监控法来提高监测坍塌的效果。在对大区域内的岩溶发育情况及较深层次地岩溶发布进行了研究，这是地球物理勘探最有效的方法，但是在实际的勘探过程中，勘探结果往往会受到场地的干扰，施工人员技术等方面的影响。

（三）遥感技术

红外线感应、卫星遥感、航空遥感等在我国地质勘探中的广泛应用，给我国地质勘探中发挥了重要的作用。例如效率高、适合对大区域岩溶地的调查，对勘察岩溶的地貌特征、地质结构等都方面都取得了很好的效果，被施工人员广泛的应用到岩溶地区的工程地质勘察中，这种方法一般都应用于大型工程位置选择，而在一般的建筑位置使用较少。

（四）工程地质原位测试技术

地质原位测试一般是用动力触探试验、在试验中融入原位标准等对岩溶洞及其中的填充物、岩溶塌陷堆积物的地质特征及地基的承载力等进行测定，这种方法在岩溶地区的工程使用中已经拥有了较为成熟的经验，该方法施工简单、成本费用较低，在岩溶工程中普遍使用。

（五）示踪试验方法

在岩溶地区的工程地质勘察中使用示踪剂，对岩溶地下水的联通实验进行测定，并对岩溶的发育情况和溶洞之间的相互连续性及分布情况进行检测，该方法使用较为简单，研究结果方便可靠，但这种方法只能够应用在有水的溶洞区域内。

（六）模型试验

在工程地质勘察中采用有关的模型装置，对土层、地质情况进行模拟，如模拟岩溶地区的工程中岩溶地基的塌陷过程进行研究。

二、岩溶地区桩基础施工技术

桩基础是工程建设项目中重要的基础形式，在岩溶地区进行桩基施工是一个极具挑战的问题。在岩溶发育地区进行桩基施工，成孔比较困难，施工过程中不可避免的会产生各种问题，而且桩基的质量和承载力也难以保证。因此，岩溶地区的桩基础施工是控制整个工程进度和工程质量的关键问题。

（一）冲孔灌注桩

1.施工原理

冲击钻成孔施工法是采用冲击钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔，再用掏渣桶或其他方法将钻渣岩屑排出。每次冲击之后冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。

2.优缺点及适用范围

冲孔灌注桩的主要优点是施工简便、操作易掌握、可连续施工、施工效率高、成本低，并且可以通过各种松散、软弱地层，也可冲入基岩，由于其适应性广而被广泛应用于各种桩基础。但由于钻孔、灌注混凝土都是在水下进行，致使施工中工作人员无法直接接触到，特别是在桩基施工过程中，往往会由这样那样的疏忽或其它原因，造成严重的质量事故。当桩基发生事故后，若处理不及时，易给工程留下隐患。

（二）钻孔灌注桩

钻孔灌注桩施工方法有反循环钻孔方法、正循环钻孔钻进方法以及潜水钻孔灌注方法。岩溶地区大都是采用钻孔灌注桩施工，反循环钻孔在其中也是相对常见的，当基桩穿过溶洞的时候，这是桩基施工的难点与关键。采用冲成孔法施工穿越溶洞之前，需要根据地质资料表明溶洞的大小，并且要准备好黄泥包、石片和足够的泥浆，发现漏浆的时候需要及时进行处理。当冲孔钻到溶洞位置的时候，一旦发现孔泥浆水平下降，应该立即用大片状和黄泥包回填桩孔，从储浆池向孔内充填泥浆，直到冲孔泥表面恢复稳定，溶洞位置需要反复进行回填，并且需要反复进行冲孔，使得黄泥和片石能够封住溶洞，防止砂浆和混凝土浇注的过程中出现混凝土流失。如果溶洞规模比较大，可以采用混凝土或水泥砂浆来进行封堵。在进行封堵的时候，浇灌混凝土到溶洞顶板1m的位置，上部回填粘土和注入充填到孔口，等待混凝土初凝后再继续进行钻探。在岩溶地层钻进需要注意下列事项：①选择圆形钻头进行钻井，冲程应该小一点，增加钻头的种类，合理控制悬距；②遇到裂缝渗漏的时候，可以放入一些粘土，冲击几次以后，然后边加粘土边冲击，直到通过裂缝；③在岩溶区域，应该减少钻头的冲程和悬距，慢慢通过岩溶区域，必要时的时候可以向孔内投放一些小片状或砾石，形成填充物，做成骨架；④在遇到没有填充物的小溶洞的时候，如果施工需要，可以添加粘土和碎石，制成人工孔壁；⑤在遇到起伏不平的溶洞时，不是盲目地采用大的冲程。需要投入一些粘土石，用来填补溶洞的底部，用十字钻头反复进行冲捣，当快要通过该层以后，需要逐步增加冲程的冲击频率，从而形成一定深度的桩孔，然后正常进行冲击。

（三）人工挖孔灌注桩

1.施工原理

人工挖孔灌注桩是指采用人工和适当的爆破，配合简单机具设备下井挖掘成孔（或桩端扩大），然后安放钢筋笼，灌注混凝土而成为基桩。人工挖孔桩的护壁可分为内齿式和外齿式两种，外齿式抗塌孔的效果好，便于人工用钢钎等捣实混凝土；护壁常用素混凝土，但当桩长、桩径较大，并且岩溶地区常有渗水，所以应在护壁中配筋，上下护壁的主筋应搭接。

2.优缺点及适用范围

它具有施工工艺简单、成孔机具少、作业时无振动与噪声、施工工期短、施工质量可靠、便于检查孔壁和孔底、施工进度快、成本低等优点。适用于地质条件较好、无地下水或地下水量很少的密实土或岩石地层。特别是搬迁钻孔设备比较困难的情况下，而场地工程地质、水文地质情况又较好，采用人工挖孔灌注桩施工就显出明显的优越性。人工挖孔桩的缺点是挖孔中劳动强度较大，单桩施工速度较慢，尤其是安全性较差。

总之，岩溶地区在我国的分布范围十分广泛，在该地区进行工程项目建设时，一定要确保地基的稳定性和桩基的承载能力。文章分析了岩溶地区地质勘察方法以及桩基础施工技术的优缺点及适用范围，期望能够起到一定的借鉴作用。

参考文献

[1] 卢春名，刘宝臣，向志坤.岩溶地区冲孔灌注桩施工技术措施初探[J].露天采矿技术，2009，01.

[2] 张旭飞.岩溶地区桥梁钻孔灌注桩施工技术及质量控制[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2014，01.