附加钢筋笼二次抱箍法岩溶塌陷区域桩基
溶洞处理技术
作者 闫仲明 赵家福 徐晨晨 刘恒 杨超 赵圣权 张冉安
前言
南伞盆地位于云南省镇康县，长3km，面积3.7km2。由于原镇康县受经济地理条件限制，经国务院批准将县城搬迁至南伞盆地，将其建成边境口岸县城。本地区主要地质灾害类型为岩溶塌陷（主要分为覆盖土层的土体塌陷），塌陷地貌主要为塌陷凹地、塌陷漏斗、塌陷落水洞等。
岩溶地区由于其独特的地质条件，桩基施工过程中常常面临溶洞问题。溶洞的存在不仅会严重影响桩基的承载力，还会导致桩基施工困难，甚至引发工程事故。因此，研究岩溶塌陷区域桩基施工溶洞处理技术具有重要的现实意义。
图1 溶洞勘察分布图 图2 溶洞实拍图
技术特点
2.1岩溶塌陷区域桩基施工特点
（1）地质条件复杂
首先，岩溶塌陷区域地表和地下岩溶发育强烈，岩层结构被溶蚀改造，导致岩土体分布不均、岩土体性质变化大。这为桩基施工带来了很大的不确定性，增加了施工难度。其次，在岩溶塌陷区域，地层结构可能呈现出不同程度的不均匀性，包括岩层倾斜、错动、断层等。这些因素可能导致桩基施工难度增大，影响桩基质量。同时，岩溶塌陷区域地下水条件通常较为复杂，存在大量的溶洞和裂隙，导致地下水渗流路径和补给排泄条件发生变化。这不但影响桩基施工过程中的排水措施，还可能导致桩基周围土体沉降和不均匀变形。
（2）施工质量要求高
桩基需要承担上部结构的荷载，因此需要具备足够的承载力。在岩溶塌陷区域，地质条件复杂，土洞和溶洞大小不一，分布范围较广。这需要通过仔细的勘察和设计确保桩基施工质量，以满足承载力要求。其次，桩基需要长期承受各种环境影响，如地下水、侵蚀作用等。在岩溶塌陷区域，地质条件复杂，地下水条件通常较为复杂，可能存在大量的溶洞和裂隙。这需要在桩基施工时，采取相应的措施，提高桩基的耐久性。同时，岩溶塌陷区域桩基施工过程中，容易发生塌陷、流土、冒浆等现象，导致桩基工程质量问题。因此，需要采用针对性的溶洞处理技术，确保桩基施工质量。除此，在岩溶塌陷区域桩基施工中，也需要采取环保措施，减少污泥、废水等污染，实现绿色可持续施工。高质量的施工措施和工艺，有助于减少环境污染，实现环保目标。
2.2岩溶塌陷区域桩基施工特点
（1）成孔速度快：在施工过程中确定溶洞位置和尺寸后可正常钻进,比原始方法相比，施工速度可增快1-2倍。能有效提高成孔效率，节约工期 。
（2）成功解决二次钻进出现塌孔问题： 此施工方法规避了原始回填二次钻进的处理方法。
（3）造价成本、桩基质量控制优势突出:此施工方法仅在钢筋笼外侧增加一层附加钢筋笼，加工成本和材料成本均可控制且且投入很小；桩基在施工中成孔效率高、成桩速度快，桩基质量得到有效控制。
适用范围
本技术适用于岩溶地区桩基溶洞处理施工。
工艺原理及构件介绍
4.1工艺原理
主要对于离地面大于2m深溶洞，特别是多层串珠溶洞、多处串洞溶洞、夹缝细长溶洞等处于发育期的溶洞，采用附加钢筋笼二次抱箍法进行处理。利用附加钢筋笼环向力抵消孔壁侧压力能有效解决二次钻进塌孔、混凝土回填使用量并提高桩基质量等问题。有效提高成孔速度，提升钻机功效，从而缩短钻孔施工工序，实现了节约工期的目的。
图3桩基现场成孔图1 图4桩基现场成孔图2
构件介绍
附加钢筋笼L=h+1m，（h为现场实测溶洞高度），附加钢筋笼内径大于钢筋笼桩径约12cm。
附加钢筋笼做成：附加受力筋、附加架立筋、附加螺旋钢筋、细目铁丝网。
（1）附加受力筋,钢筋类型及布置同桩基受力筋,焊接长度为LaE。
（2）附加架立筋，钢筋类型同桩基受力
筋间距40cm。
（3）附加螺旋钢筋,与桩基钢筋笼钢筋型号一致螺旋距10cm。
（4）三层细目铁丝网，主要防止桩基严重漏浆。
5工艺原理图1 图6工艺原理图2
工艺流程和操作要点
5.1技术背景
临沧边境经济合作区南伞园区农特产品进出口加工产业园基础设施及配套设施建设项目岩溶地区一、二期桩基636根，溶洞出现率可达到82%以上，地下溶洞类型主要为：单层 溶洞（溶洞尺寸在0.20-10m之间）、多层串珠溶洞、多处串洞溶洞、夹缝细长溶洞等。溶洞基本上处于发育易塌方时期。
5.2附加钢筋笼制作
附加钢筋笼L=h+1m，（h为现场实测溶洞高度），附加钢筋笼内径大于钢筋笼桩径约12cm。
附加钢筋笼做成：附加受力筋、附加架立筋、附加螺旋钢筋、细目铁丝网。
（1）附加受力筋,钢筋类型及布置同桩基受力筋,焊接长度为LaE。
（2）附加架立筋，钢筋类型同桩基受力
筋间距40cm。
（3）附加螺旋钢筋,与桩基钢筋笼钢筋型号一致螺旋距10cm。
（4）三层细目铁丝网，主要防止桩基严重漏浆。
5.3施工工艺
场地平整–测量放样–埋设护筒–钻机就位钻孔–确定溶洞位置及尺寸–正常钻进至设计标高–附加钢筋笼制作–下放钢筋笼–混凝土浇筑
5.6材料与设备
C30混凝土、附加钢筋笼、旋挖钻机、履带式起重机。
质量控制
6.1测量放线桩位
根据设计图纸，由专业测量人员建立施工平面控制网，校测基准线和基准点，测量轴线、桩位及桩的地面标高。采用全站仪对每根桩进行放样，打入标志桩（露出地面5～10cm）。定位后会同有关部门和人员，对轴线、桩位进行复核，并作记录。在满足设计规范要求后方可进行施工。
护桩示意图
6.2钢筋笼下放
履带式起重机可通过钢丝绳吊起，同时作业人员使用绳索方式找准钢丝绳中心点，确保钢筋笼垂直。
将钢筋笼缓慢放入引孔内，距桩底设计标高约20cm时暂停，技术人员在孔口再次确认钢筋笼居中后，立即下放至桩底设计标高。
6.3施工注意要点
（1）严格记录桩孔钻进情况，严格严格把控各施工环节的卡控要点。
（2）桩基成孔厚利用探笼符合钢筋笼是否可以下放。
（3）清空完成后立即下放钢筋笼，进行混凝土浇筑。、
（4）混凝土浇筑时应连续浇筑，时刻关注混凝土质量确保桩基质量。
（5）在施工过程中，施工人员要严格把控各施工环节的卡控要点，确保施工顺利进行。
安全措施
(1)高处坠落：地面作业人员或过往人员不慎坠入桩孔中；孔内作业人员在上下孔过程中失稳坠落孔底。
(2)物体打击：地面物体掉入桩孔内，孔内升降中的工器具掉下，孔底吊桶装载的弃土掉下，或绳索断裂、吊桶脱钩下击中孔底作业人员。
(3)坍塌：孔壁没有护壁设施，孔壁坍塌，掩埋孔底作业人员。
(4)机械伤害：人工挖孔桩施工中机械伤害，主要是施工机具的使用中，施工人员不按机具的操作要求使用，或非操作人员操作等，发生机械伤人事故。
(5)触电：人工挖孔配备的施工机具中有部分电动机具和照明设施，因漏电造成作业人员触电。
环保、节能措施
（1）严格执行国家、地方政府及建设单位有关生态环境保护的规 定，贯彻“预防为主、保护优先，开发与保护并重”的原则，确保工程所处环境不受污染，并确保检测过程中的环境保护满足业主要求。
（2）成立对应的检测养护环境卫生管理机构，在工程检测养护过程中严格遵守 国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对燃油、工程材料、 设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，随时接受相关单位的监督检查。
（3） 优化检测方案和工作流程，减少材料和设备投入。
（4）对运输车要加强防止遗撒的管理，要求所有运输车卸料留槽处必须装设防止遗撒的活动档板，并必须清理干净后方可出现场。
（5）严格控制强噪声作业，对强噪音设备，以隔音棚或隔音罩封闭、遮挡，实现降噪。
