摘要:本文结合工程实例，介绍了在岩溶发育地区进行嵌岩灌注桩施工易遇到的几个问题，并提出了针对性的经验措施。
关键词:岩溶,嵌岩,岩面勘探,入岩深度,钻进,漏失
1前言
岩溶洞隙是一种形态奇特的地质现象，它在宏观上虽有特定的发育分布规律，但在范围不大的施工地区，其分布与生成则常显现复杂多变的情况。在岩溶发育地区施工图设计阶段勘察仍不可能无一漏失地查清岩溶洞隙的发育情况，有时即使进行一桩一孔勘察也难于完全控制，施工时应保持高度警觉性。
2岩面判定与入岩深度确认
2.1岩面勘探
对嵌岩桩岩面的勘探在《岩土工程勘察规范(2009年版)》（GB50021-2001）4.9.1-2条规定“当采用基岩作为桩的持力层时，应查明基岩的岩性、构造、岩面变化、风化程度、确定其坚硬程度、完整程度、基本质量等级；判定有无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层”；第4.9.1-3条规定“复杂地基的一柱一桩工程，宜每柱设置勘探点”。而对勘探孔的深度则在第4.9.4-4条规定“对嵌岩桩，应钻入预计嵌岩面以下3～5d，并穿过溶洞、破碎带，到达稳定地基”。《火力发电厂岩土工程勘测技术规程》（DL/T5074-1997）中6.3节对岩溶勘探提出了详细要求，对每个勘察阶段均进行规定，其中施工勘测阶段第6.3.7-3条规定“当需对大直径嵌岩桩或墩的地基进一步勘查核实时，每个桩或墩基位应布置1～2个勘探孔。勘探深度应大于基底面下三倍桩或墩径，且不小于5m。对相邻桩、墩位下的基岩面起伏较大时，应适当加深勘探孔。”
实际上在岩溶发育地区进行嵌岩灌注桩施工宜进行一桩一孔勘探，原因如下：
⑴岩面起伏变化较大，无规律可言。
我公司在进行广西桂林某电厂嵌岩桩施工时，其基岩面起伏变化很大，无任何变化规律。
例如主厂房区B1承台，施工图勘察过程中对B1承台的中心进行勘察，探得中等风化岩面埋深为-7.0m，处于设计天然基础范围内。但在基坑开挖过程中，B1承台中心位置向南0.3m开挖到-12.0m仍未见到中等风化岩面，无法继续作为天然基础进行施工，后改为桩基础。
又如D6承台为6桩承台，其布桩图如图1所示，各桩实际岩面标高如表1所示，D6-1桩和D6-3桩间距3.4m，而岩面高差竟达13.66m。
D6墩岩面深度统计表表1
⑵岩溶发育地区的岩溶形态主要有溶沟、溶槽、溶蚀裂隙、石芽及岩石陡坎、溶洞等，洞隙间一般连通性良好。
2.2岩面判定与入岩深度确认程序
2.2.1入岩深度确认
嵌岩桩入岩深度应满足设计要求，控制入岩深度按照以下程序进行：
⑴准确判断持力层岩面
是否已经钻入持力层岩面可通过钻进感觉和捞渣样来判断。具体判断时应重点注意以下三方面，一是钻机震动程度，钻机震动相对软地层大些；二是钻进速度明显降低；三是通过捞取渣样最终确定，钻孔施工时及时捞取渣样，判断持力层岩面埋深，与岩土工程勘察资料提供的岩面埋深对比。如果两者一致，即可准确判定持力层岩面埋深，如果两者相差较大，应及时通知业主和监理与勘察单位联系，同时该孔暂停施工，待确认岩面后再进行施工。
⑵岩石风化程度的判断
岩石风化程度主要通过捞取渣样判定。未进入中风化的渣样，含有较多杂色岩屑，单片岩屑颜色不一，有较明显的风化痕迹。杂色岩屑一般含量30％～50％。当钻入中风化岩后，所取岩屑颜色基本一致且新鲜，棱角较明显、锋利。
⑶进入岩面完整程度的判断
没有钻入完整岩面时，渣样中含有少量强风化颗粒。但也有例外，例如所钻岩层存在裂隙或岩脉，同样会有不同颜色岩屑存在，这要结合工勘资料进行对照判定。
⑷确定达到设计入岩深度
根据取出来的岩屑来判定是否已进入中风化岩层，岩屑的判定工作需由丰富经验的地质工程师完成，由业主代表、监理工程师及施工方等相关方组成岩质鉴定小组，共同对取出来的岩屑进行判定，经判定已到达基岩面时，量测此时孔深。
确定了基岩面以后，根据设计图纸的入岩深度和持力层岩层的埋深，计算出设计终孔孔深，加以控制，实际终孔孔深不小于设计值。
然后继续钻进，直至孔深满足设计要求，然后再次取样证实孔底确实在中风化岩层中，方可终孔。
⑸捞取渣样方法
岩面判定时捞取渣样应在监理工程师的监督下进行。将捞取的渣样与标准岩样进行对比，以准确判断钻孔是否进入持力层基岩。
捞取渣样方法很多，常用的有：将直径120mm左右，长度250mm左右的钢管牢固固定于钻头下部的间隙内（如图2所示），在钻进过程随时捞取钻渣。另一种方法是在进行掏渣时，将钻渣从泥浆中滤出。另外还可以采用专用捞渣筒或反循环方法捞取钻渣。
采用钻头上焊接的捞渣筒取样时，应首先将钻头提出地面，将筒内的杂物清理干净，然后下放钻头至取样位置进行冲击取样，冲击时间一般为5～10分钟，此后将钻头提出，取出筒内岩屑，用清水冲洗干净供岩性鉴定用。
⑹每个钻孔均须留置持力层岩面渣样和终孔渣样。
⑺确定是否入岩和入岩深度可按上述方法确定，由于基岩面起伏较大，实际施工时每一步都要及时与现场监理工程师或业主委派的地质工代联系，当现场监理工程师或地质工代确认后方可进行下一步的施工。
3钻进过程中泥浆漏失
岩溶发育地区的岩溶形态多种多样，如果洞隙间连通性较好，在钻进过程中易造成泥浆漏失，甚至塌孔。因此在施工过程中应采取合理的预防和处理措施。
3.1预防措施
⑴控制注入钻孔的泥浆比重，一般冲击钻机泥浆比重≥1.15。由于回转钻机在遇到突发漏浆事件时无法将钻具迅速从钻孔撤出，因此在易出现漏浆地层钻孔时泥浆比重应控制在1.20以上。
⑵选择合理的机型，在易发生漏浆地区，宜选择冲击型钻机。
⑶确保护筒埋设长度，护筒应座于密实土层上，护筒壁周围及接缝处回填密实。
⑷储备泥浆，至少保证2倍桩孔泥浆量。
⑸储备回填用的粘土和块石，粘土要揉压均匀，成粘土球，加大其粘结力，粘土要求和块石粒径均小于30㎝，不带棱角或少带棱角。
⑹保持泥浆液面，孔内泥浆面与孔口距离不大于0.5m，保证钻孔内的水头压力。
3.2处理措施
⑴遇到漏浆时，应迅速提起钻头，向孔内填入粘土球，每次填入量不少于4m，并加入稠泥浆，然后复钻。
再次钻进时如果仍然出现漏浆现象，要再次加入粘土球，直至渗漏停止为止。
⑵在基岩破碎带钻进时，在钻进至破碎带面以及每钻进2.5m时均要向孔内填入粘土球，每次填入量不得少于4m，然后复钻，将粘土挤入基岩破碎带中。
⑶钻孔中如果遇到溶洞，出现严重漏浆，应立即停止钻进，迅速提出钻具，并填入粘土球及时补充泥浆，防止钻孔坍塌。为了将溶洞堵实，减少超灌量，一般应全孔回填，在填粘土球时，可适量抛入一部分块石。回填后12～24小时，待回填粘土沉积密实后，再进行钻进，钻进时须适当加大泥浆比重至1.20～1.25，以确保孔壁稳定。钻进到溶洞上方时，采用小冲程轻锤快击，放慢钻进速度，尽量将回填的块石挤入溶洞，同时减少钻头对溶洞区回填土层的扰动。
第二次钻进至第一次成孔深度时，进行掏渣，以检验回填堵洞的效果，若掏出的钻渣量较大，则说明回填堵洞效果不好，仍需进一步回填堵洞；若掏出的钻渣量较小，则说明回填堵洞效果较好，可以继续向下钻进。
⑷采用以上方法处理后，为了进一步巩固处理效果，在距设计孔底20㎝时，再次用粘土球回填钻孔至岩面上4～5m，然后复钻到孔底。
在岩溶发育地区进行灌注桩施工出现漏浆是经常遇到的，只要处理方法得当，就不会造成施工事故，否则就有可能造成埋钻、塌孔等事故发生。
4石芽、石笋与岩石陡坎的钻进
石芽、石笋是“喀斯特”地貌特有的地质现象，如果施工场区内石芽、石笋分布较多，将给嵌岩灌注桩的施工造成一定困难，导致岩面高低不平，相邻桩岩面高差变化很大，由于石芽、石笋、陡坎的存在，可能导致勘察确定的岩面与桩孔施工岩面不一致。
在钻进过程中如遇到石芽、石笋及岩石陡坎等情况时，由于岩面倾斜造成，钻头向软弱地层倾斜，若发现不及时或处理不当，极易造成斜孔。在钻孔中遇到石芽、石笋与岩石陡坎时，可采取以下处理措施：
⑴当发现钻孔中有石芽、石笋及岩石陡坎时，应及时向孔内投入片石，宜采用小冲程低频率钻进，保证钻具垂直平稳，防止斜孔发生。
⑵出现钻头（钢丝绳）摆动较严重时，应立即停止钻进，待钻头平稳后再重新钻进。特别是初遇岩面时，更应严格控制。
⑶更换钻头。使用管靴较短的钻头，管靴长度为100～150㎜。尽量使钻头保径圈靠下，从而减少钻头的摆动幅度。
5灌注过程中混凝土漏失
由于溶洞及溶蚀裂隙的广泛存在，在灌注过程中，随着灌注方量的增加，孔内混凝土对于孔底和孔壁的压力也逐渐增大，当溶洞顶板或侧壁不能承受混凝土的压力而被穿破，就会造成混凝土漏失。
如A6-1桩，在灌注过程中发生混凝土漏失现象，随着灌注方量的增加，混凝土面反而下降，最后灌注方量为105m3，充盈系数为7.016。D14-5桩，灌注完毕后准备提拔导管时发现泥浆面突然下降，只好继续灌注，最后灌注方量为45m3，充盈系数为6.390。
针对混凝土漏失现象，尤其对于在钻孔过程中发生泥浆漏失或遇溶洞的特殊孔，在灌注前的准备工作必须做充分。
⑴原材料尤其是水泥的供应量必须能够满足需要，要考虑可能发生的混凝土量；
⑵泥浆必须有一定的储备量，在发生砼漏失后孔内泥浆也要跟随下降，必须及时向孔内补充泥浆，以免造成因上部孔口失去泥浆衬托造成塌孔，那势必造成断桩。
⑶在灌注过程中，要保证导管埋深，不能低于4～5m，在发生砼漏失时还留有一定余量，但同时亦不能大于7.5m，以免因为埋管过深或导管碰挂钢筋笼而造成导管提拔不动形成断桩。
⑷在灌注过程中若发生混凝土漏失严重，首先要检查导管埋深，必要时接长导管，加大导管埋深，同时应注意上、下活动导管，以免导管提拔不动，形成断桩。
⑸灌注完毕后还要随时监控孔内砼面高度，看砼面高度是否下沉，做到心中有数。
以上是我们在岩溶地区总结摸索出的几点较有针对性的经验措施，若有不妥之处，还请各位读者批评指正。
参考文献：
⑴JGJ94-2008.《建筑桩基技术规范》
⑵DL/T5024-2005.《电力工程地基处理技术规程》
⑶GB50021-2001.《岩土工程勘察规范（2009年版）》
⑷DL/T5074-1997.《火力发电厂岩土工程勘测技术规程》
