本科毕业论文（设计）
题目： 马山工业园区旧城改造项目岩溶地层
钻孔灌注桩漏浆、埋钻问题探讨
姓 名： 马志兴 学号： 20121001604
学 院 （ 课 部 ） ：工程学院 专业：勘查技术与工程
指导教师： 吴翔 职称： 教授
评 阅 人： 职称：
2016 年 6 月
摘要
我国南方是一个岩溶发育比较集中地地区，随着南方经济建设的发展，岩溶地区工程
基础施工建设项目也越来越多。因此受岩溶地层的影响，引发了很多工程地质问题诸如岩
溶地基受岩石的不完整性失去了稳定性和岩溶地层做钻孔灌注桩过程中遇到漏浆、埋钻等
问题受到人们的关注。因此，全面准确分析这些问题原因，设计正确的岩溶处理方法对岩
溶地区工程建设有重大意义。目前，国内外学者对岩溶地层施工中遇到的卡钻、埋钻、漏
浆、堵漏和防斜等问题进行了很多研究，而且也取得很多成就和成果，但是应用到实际工
程中出现的岩溶问题，处理方法达不到现场预期效果。
武汉市江夏区马山工业园区旧城改造项目 C 块地大面积区域属于石灰岩岩溶强发育地
区，其建筑桩基采用冲击钻孔灌注桩施工工艺，岩溶强发育给施工带来了很多问题。由于
岩溶地层出现复杂裂隙和多种类型溶洞导致施工过程出现多次漏浆和埋钻问题。
本文针对该项目中出现的漏浆和埋钻问题通过现场调研和参考相关文献进行科学分析，
结合现场处理的方法对其进行合理分析并提出最优解决方法。
关键词：岩溶地层、钻孔灌注桩、漏浆、埋钻 、科学分析、改进
ABSTRACT
South China Karst is a relatively concentrated area, with the development of the South's
economic construction, foundation construction in karst area construction projects is also
it affected karst formations, caused a lot of problems such as engineering
geological karst rock foundation that does not lose the stability and integrity of the karst
formations encountered in doing bored mud leakage, underground drilling and other issues
present, domestic and foreign scholars karst formations encountered in the
construction of stuck pipe, buried drilling, mud leakage, plugging and anti-oblique and other
issues a lot of research, but also many achievements and results, but the combination of the
actual project appears enough for karst issues addressed reach the site is expected to
expectations.
Masan city of Wuhan Industrial Park redevelopment project C block belonging to a large
area of strong development in Karst regions, the impact of the use of building pile bored pile
construction technology, strong karst development to the construction of a lot of
the emergence of complex fractures and karst formations cave leading to many types of
construction appears more than once plasma leakage and buried pipe problems.
This paper appears in the project and leakage of plasma buried pipe problems through field
investigation and refer to the relevant literature for scientific analysis, combined with on-site
treatment method be reasonably analyzed and proposed optimal solutions.
Keywords:Karstformations,drilling pile, mud leakage, buried drill,Scientific analysis,
improvement
目录
第一章 绪论...................................................4
第一节 选题意义...........................................4
第二节 国内外钻孔灌注桩漏浆、埋钻问题研究现状.............4
第三节 研究思路...........................................5
第二章 工程概况...............................................6
第一节 施工现场设计.......................................6
第二节 地质概况 ..........................................8
第三节 施工总况...........................................10
第三章 钻孔灌注桩漏浆、埋钻题探讨.............................12
第一节 现场施工漏浆、埋钻问题概况.........................12
第二节 漏浆...............................................14
第三节 埋钻...............................................22
第四章 结论...................................................28
致 谢......................................................29
参考文献......................................................30
第一章 绪论
第一节选题意义
岩溶又名卡斯特，是水对可溶岩石即石灰岩、泥灰岩、大理岩、石膏、岩盐层等进行
化学溶蚀和物理机械破坏作用从而形成的溶洞、溶沟、裂隙、暗河、石芽、漏斗、钟乳石
等奇特的地面及地下形态的总称[1]。
岩溶在我国是一种很常见危险性地质现象。长期以来，在岩溶地区的各项工程建设中，
由于遇到场地内出现多种岩溶形态，岩溶地下水和其他地质作用等会对地基稳定性产生极
大的影响，同时也造成了工程质量问题和安全隐患。通常，岩溶地区地质构造非常复杂，
各个时期、各种成因的岩溶强发育，造成工程建设施工难度大而且还会增加安全隐患。随
着经济快速发展的今天，世界各国对岩溶地区开发利用尤为普遍，尤其以路桥梁基桩和高
层建筑基桩开发为主，但由此也频繁引发岩溶塌孔、埋钻、漏浆等一系列问题，成为工程
项目建设拦路石，已引起了国际社会的普遍关注。
本文对马山工业园旧城改造项目钻孔灌注桩施工进行调研，工程设计耗时一个月完工，
但实际已经施工两个月完成 56%的工程，每出现漏浆事故大约耗时 4-72 小时处理，每出现
一次埋钻事故大约耗时 14-36 小时处理。所以此次岩溶地质问题加大了工程成本和延长了
工期，对甲方和乙方都造成了很大的经济损失。所以对漏浆和埋钻问题的探讨，除了对马
山工业园旧城改造项目工程有直接指导意义和使用价值，还在许多类似工程方面有巨大的
参考价值。
第二节 国内外钻孔灌注桩漏浆、埋钻问题研究现状
1990 年，Perrier H,simon M 和 Lacroix M.[2]通过土工织物处理石灰岩路基和临近路基溶洞
塌陷的工程实例,解释了其利用土工织物做成网状结构来预防岩溶地区路基的溶洞塌陷,对
国内相关工程的设计处理方案有巨大的参考价值。1991 年,[3]提出了溶洞的工
程地质勘察方法,并对此类场地的基础设计原则和方法也做了总结。1996 年,Goooding .
和 Abdulla .[4]提出了石灰岩上弱胶结沙层塌陷的预测模型。1998 年，White W B[5]提出
对影响桩基稳定安全及施工的岩溶地貌，可根据其所处地理环境和地质条件综合分析，因
地制宜进行处理。2004 年,英国 Tony Waltham[6]和二十多位不同国家专家编写了《塌陷与
沉陷一工程与建设中的岩溶与洞穴岩体问题》,阐述了岩溶隐患的工程处理问题。
国外对岩溶桩基础施工遇到的漏浆、埋钻问题处理研究相对浅显，但对岩溶地层的事
故的原因分析研究非常值得我们借鉴。
熊源宗等对钻孔灌注桩施工遇到埋钻事故，从工程地质和土力学方面分析了埋钻的成
因，并进行了钻孔泥浆换浆，清除孔内混凝土，依据检测抗拔试验原理，采用反力顶升法
对提钻事故进行了很成功的处理[7]。赵绎钧对一起发生在旋挖钻机大口径无循环钻孔过程
中出现埋钻事故，进行了分析，并总结出事故发生的原因及普遍性，探讨了泥浆在无循环
钻进工艺中的重要性，提出在钻杆与钻头分离前准备了“爆破法”的方案成功处理现场两起
埋钻事故[8]。朱立群结合工程问题对软土砂层及砂质泥岩等复杂地质条件下钻孔桩施工出
现的深层塌孔和串孔漏浆等问题进行研究，并采用单管高压旋喷桩来加固周围土体防止坍
塌，解决了现场问题[9]。周雷春和张万涛结合工程项目中钻孔灌注桩施工时出现的漏浆现
象和处理措施进行研究，结合不同地层漏浆情况采取回填黄土低速冲击、回填黄土加袋装
水泥锤击封孔，该处理方法在现场应用取得了成功[10]。
国内由于近些年工程建设项目快速发展，所以对岩溶地层大力开展研究，针对岩溶地
层出现的漏浆、埋钻问题有一定的研究。从这些问题研究中有很多内容值得学习借鉴。
第三节 研究思路
本文试图在己有的理论基础上,依托具体的工程项目,对岩溶地区钻孔灌注桩施工项目
出现的漏浆、埋钻事故进行探讨。其中以 C4 号楼见洞率最为严重达到 101 根，同时 C4 楼
也是岩溶最为复杂地层包含了工程所有地层情况。所以本文针对 C4 楼进行问题探讨来概
括整个项目。具体来说,本文研究工作将主要包括如下两个方面:
（1）本文以 C4 楼为基础研究事故原因，结合工程项目的调研，利用科学分析研究岩溶
钻孔桩出现的事故原因。
（2）结合国内外学者对该问题的研究，针对该项目探讨岩溶地区桩基施工出现漏浆、
埋钻问题处理,提出解决具体工程问题的方法。
本文在结合国内外已有岩溶钻孔桩事故处理新技术、典型实例解剖、现场调研与理论
分析相结合的路线进行研究。以马山工业园旧城改造项目岩溶钻孔灌注桩漏浆、埋钻问题
为依托,针对具体情况和调查研究结果,提出最为合理的解决方法，并对比分析现场处理处
理方法，进行归纳总结。
第二章 工程概况
第一节 施工现场设计
本工程位于湖北省武汉市江夏区谭鑫培路，为马山工业园旧城改造一期项目 C 地块，
工程包括四栋 32-33 层住宅楼。C1 号楼由于通过超前钻钻孔取芯未发现岩溶发育地层，所
以结合地层条件，以强风化砂岩及强风化泥岩作为拟建物的基础持力层，采用筏板基础所
以不采用钻孔灌注桩基础。而 C2、C3、C4 号楼地处岩溶强发育地层，选择灰岩及中风化
泥岩作为拟建物的桩端持力层，采用钻孔灌注桩基础。所以现场布置图 2-1 中从左到右 Z
形分布 C1（为生活区位置）、C2、C3、C4 号楼。图中工程主要材料材料为钢筋和水泥的
堆放位置，在施工便道两侧空余地段。延伸到施工场地的道路用钢板铺设。生活用水选用
市政水管网，生活用电接的外电，用电不足时采用柴油发电机供电，在电缆穿越车辆便道
时须穿钢管并埋设，埋设深度大于 米，以防因过往车辆碾压而造成安全事故。挖设泥
浆池的位置一般避开桩位，选择不影响正常施工的空余地段，在不能避开时，选择后钻孔
的桩位地段做泥浆池。
工程现场平面布置图如下图 2-1：
C4 住宅
33F/2D
建筑高度
H=
C3 住宅
33F/2D
建筑高度
H=
C2 住宅
32F/2D
建筑高度
H=
m
图
2-1
马
山
工
业
园
旧
城
改
造
一
期
项
目
C
地
块
C3
C4
C2
第二节 地质概况
地层概况
项目现场之前是居民区，所以地势平坦,地面标高在 ～ 范围,地貌单元为长
江三级阶地。
地质岩性[11]构成从上至下叙述如下:
①素填层：颜色呈黄褐色、红褐色，主要由粘性土和少量建筑垃圾及生活垃圾近期回
填组成。土体松散，均匀性差，不易固结。层厚 ～。
①粉质粘土层：颜色呈灰黄色、褐黄色，主要由含少量铁、锰质氧化物和少量灰白色
高岭土组成。为中等偏高压缩性土，具有一定的可塑性。层厚 2～，层顶埋深 ～
。
①粉质粘土层：颜色呈黄褐色、红褐色、灰褐色，主要由含较多铁、锰质氧化物及结
核、少量灰白色高岭土和少量碎石组成。为中等偏低压缩性土，成硬塑状态。层厚 0～
，层顶埋深 ～。
①残坡积粉质粘土层：颜色呈灰黄色、褐红色，主要由含少量灰白色高岭土、含泥岩，
砂岩的风化物和局部含少量砂岩及硅质岩碎石组。，为中等偏低压缩性土，成硬塑状态。
本次勘察揭露最大厚度为 ，层顶埋深 ～。
①红粘土层：颜色呈棕黄色、棕红色，主要由含少量铁、锰质氧化物和较多灰白色团
块状高岭土组成。手捻粘性极强，为中等偏低压缩性土，成可塑状态。本次勘察揭露最大
厚度为 ，层顶埋深 ～。
①灰岩层：颜色呈浅灰色、灰白色。节理、裂隙发育，岩芯采取率较高，岩芯较完整，
取芯率为 80%～90%，RQD 约为 85%，属较硬岩。揭露最大厚度为 ，层顶埋深 ～
。根据本次钻探揭露该层有溶洞发育，在灰岩区施工 38 个进入灰岩的钻孔中共有 5
个钻孔发现有溶洞分布，溶洞高 ～7m，溶洞由可-软塑状态的粘性土充填,见洞率为 %，
灰岩面起伏很大，根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)中的 条，该场地
的岩溶发育程度等级为岩溶强发育。
①强风化砂岩层：颜色呈灰褐色、灰白色。节理、裂隙发育，层面受侵蚀，夹有薄层
状泥岩。岩芯主要呈砂状及少量碎块状，锤子一敲就碎。层厚 0～，层顶埋深 ～
。
①-1 强风化泥岩层：颜色呈灰黄色、灰色。风化呈土状及碎块状，手易掰断，结构、
构造不清晰，节理、裂隙发育。层厚 0～，层顶埋深 ～。
①-2 层中风化泥岩（S2f）为灰色、灰绿色，节理、裂隙较发育，节理面被铁质侵染，
岩芯较破碎，取芯率为 50%～70%，RQD 约为 60%，属于低取芯率；属软岩，完整程度为
较破碎，手易掰断。本次勘察揭露最大厚度 ，层顶埋深 ～。
工程地质剖面图如图 2-2：
①
8
.
0
0
-
1
0
.
0
0
2
6
.
3
0
钻
孔
深
度
(
m
)
4
0
.
5
0
间
隔
距
离
(
m
)
1
3
.
9
2
4
.
6
0
2
3
.
0
0
1
4
.
5
1
4
.
5
1: 200
水
平
:
1: 200
垂
直
:
比
例
尺
中
风
化
泥
岩
①
-
8
.
0
0
-
6
.
0
0
-
4
.
0
0
-
2
.
0
0
0
.
0
0
2
.
0
0
6
.
0
0
4
.
0
0
强
风
化
泥
岩
①
稳
定
水
位
位
置
钻
孔
编
号
及
标
高
取
原
状
土
样
位
置
孔
号
孔
口
标
高
钻
孔
灰
岩
素
填
土
①
残
坡
积
粉
质
粘
土
①
1
0
.
0
0
1
2
.
0
0
1
4
.
0
0
1
6
.
0
0
2
2
.
0
0
1
8
.
0
0
2
0
.
0
0
粉
质
粘
土
①
2
4
.
0
0
粉
质
粘
土
①
2
6
.
0
0
灰
岩
红
粘
土
中
风
化
泥
岩
①
强
风
化
泥
岩
红
粘
土
残
坡
积
粉
质
粘
土
工
程
地
质
剖
面
图
标
高
(m)
2
8
.
0
0
3
0
.
0
0
粉
质
粘
土
素
填
土
图
2-
2
马
山
工
业
园
项
目
工
程
地
质
泡
面
图
现场地下水条件
本场地地下水类型一是存在于素填层的上层滞水，二是存在于岩溶裂隙的水。上层滞
水主要补给来源为大气降水，受季节和气候影响，勘察期间测得上层滞水稳定水位为地面
下 ～（对应的标高为 ～）；岩溶裂隙水赋存于①层灰岩中的溶洞或溶隙
中，但本次勘察未能测得灰岩中的地下水位。该工程项目在居民区施工，周围没有造污染
的企业，根据水质分析资料结合邻近建筑经验，地下水和场地土对砼结构及钢筋砼结构中
的钢筋具微腐蚀性。
第三节 施工总况
施工介绍
工程总施工钻孔灌注桩数为 341 根，出现溶洞地层桩数 182 根，钻孔直径 800mm 桩
基埋深 7-8m、入岩深度 -3m 的嵌岩桩。其中以 C4 号楼见洞率最为严重达到 101 根，同
时 C4 楼也是岩溶最为复杂地层包含了工程所有地层情况。工程进行期间出现 7 次埋钻事
故 C4 号楼出现 7 次，出现大规模漏浆事故 63 次 C4 号楼出现 47 次。结合现场前施工情况，
前期对普通地层施工使用旋挖钻机和汽车反循环钻机进行钻孔成桩，中后期遇岩溶灰岩地
层全部换成 ZZ-6 型冲击钻机（11 台）进行钻孔成桩。现场泥浆泵配置有 3PN 型泥浆泵和
BW250 型泥浆泵，3PN 泥浆泵在冲击钻孔时进行泥浆循环；BW250 型泥浆泵用于现场后
注浆使用。3PN 型泥浆泵和 BW250 型泥浆泵详细参数见表 2-1 和表 2-2。工程中出现的岩
溶地层埋钻事故全部发生在冲击钻机钻孔过程，岩溶地层类型主要为全填充串珠状溶洞、
全填充单孔溶洞和空孔溶洞三种，溶洞大小介于 -7m。
表 2-1 3PN 泥浆泵
3PN 泥浆泵参数
功率（kw） 口径（mm)
泥浆泵型号
流量
（m3/h）
扬程
（m）
转速
（r/s）
泵效率
（%） 轴功率 配带功率 吸入 排除
54 26 32
108 21 42 3PNI
151 15
1470
37
22 90 85
BW250 型卧式三缸往复式单作用活塞泵参数
流量(L/h) 压力（MPa） 泵速（min-1） 缸径（mm)泥浆泵型
号 吸入 排出 吸入 排出 吸入 排出
功率
（kw)
效率
（%） 吸入 排出
250 166 4 200 200
145 96 6 116 116
90 60 7 72 72
BW250
52 35 7 42 42
15 72 80 65
表 2-2 BW250 型卧式三缸往复式单作用活
塞泵
钻孔灌注桩施工
结合现场施工情况和地层性质，现场采用的钻孔灌注桩工艺流程见图 2-3：
场 地 布 置
桩 位 放 样
埋 设 护 筒
钻 机 就 位
冲 击 成 孔
一 次 清 孔
成 孔 验 收
钢筋笼、注浆管制
安
定点轴线校核
泥浆调制及检测
泥浆系统设置
孔底沉渣检测
钢筋笼、注浆管安
装定位及验收
提拔护筒
水 下 灌 注 砼
二 次 清 孔
安 装 导 管
后注浆施工
图 纸 会 审
制 作 护 筒
测 量 孔 深
制 作 钻 头
孔
深
孔
径
斜
度
检
测
钢
筋
笼
、
注
浆
管
制
作
及
验
收
导管长度检测
泥浆性能检测
混凝土搅拌
及性能检测
设置隔水塞
设置清孔装置
孔底沉渣检测
制作砼试块
测量砼顶面标高
图 2-3 冲击成孔灌注桩工艺流程
第三章 钻孔灌注桩漏浆、埋钻问题探讨
第一节 现场漏浆、埋钻问题概况
项目施工中期事故问题状况
马山工业园旧城改造项目施工中期（4 月 15 日前）出现漏浆事故 25 起、埋钻事故 3
起。详细汇总见表 3-1
表 3-1 马山工业园旧城改造项目 4 月 15 日前事故汇总表
马山工业园旧城改造项目 4 月 15 日前事故状况表
孔深（m） 桩长（m） 混凝土方量（m3）
桩号 钻机号
设计桩径
（mm) 设计 实际 设计 实际 理论 实际
漏浆
系数
是否
埋钻
C2-111 冲 6 Φ800 否
C2-118 冲 6 Φ800 否
C2-117 冲 6 Φ800 否
C2-96 冲 6 Φ800 否
C3-114 冲 9 Φ800 否
C3-95 冲 3 Φ800 否
C3-94 冲 3 Φ800 否
C3-103 冲 9 Φ800 否
C3-41 冲 3 Φ800 否
C3-89 冲 9 Φ800 否
C3-82 冲 3 Φ800 否
C4-141 冲 2 Φ800 是
C4-152 冲 8 Φ800 否
C4-150 冲 8 Φ800 否
C4-144 冲 4 Φ800 否
C4-119 冲 2 Φ800 否
C4-147 冲 4 Φ800 否
C4-124 冲 2 Φ800 是
C4-145 冲 4 Φ800 否
C4-48 冲 5 Φ800 否
C4-136 冲 4 Φ800 是
C4-50 冲 5 Φ800 否
C4-149 冲 4 Φ800 否
C4-130 冲 8 Φ800 否
C4-143 冲 2 Φ800 否
本表 3-1 选取现场出现大规模漏浆桩即漏浆系数（实际灌浆量/理论灌浆量）大于 2 的
桩孔，现场出现 3 起埋钻事故也都发生在漏浆桩中。
现场漏浆、埋钻问题概况
从现场调研的数据绘制出马山工业园旧城改造中期事故状况表 3-1 中可以看出，工程
在 4 月 15 日（包括 15 日）前漏浆事故发生 25 起、埋钻事故发生 3 起，其中 C4 号楼漏浆
事故发生 13 起且多数浆系数达到 以上、埋钻事故发生 3 起。整个工程施工期间 C4 号
楼出现漏浆、埋钻问题最多，导致施工进度十分缓慢。
现场漏浆事故处理多采用“灌混凝土法”，在采用该方法不能解决漏浆事故时，现场立
即采取回填黄土措施，并进行二次钻孔。
但这一处理过程有以下问题：
（1）混凝土损耗非常大。
（2）由于混凝土运输花费时间较长（40 分钟左右），如果漏浆过程中不能及时补充混
凝土，易导致塌孔事故的发生。
（3）处理漏浆过程周期长：一是灌混凝土周期长（4-6 小时），二是二次钻孔周期长
（4-6 天）。
现场埋钻事故处理采用“清孔法”和“爆破法”。在出现埋钻不能提出时，现场首先采用
泥浆循环清孔，如果清孔处理失败，采取爆破措施。一般爆破进行 3-4 次，每进行一次爆
破，上下活动钻头，直到钻头活动范围在 20—30cm 时，停止爆破，上下活动钻头直到钻
头提出。
现场处理埋钻事故出现了以下问题：
（1）现场进行三次清孔处理全都失败。
（2）整个处理过程周期长（18-24 小时）。
（3）现场处理埋钻过程中出现了地面垮塌事故。
第二节 漏浆
漏浆事故分析
马山工业园旧城改造出现漏浆事故频繁，以 2 个具有代表性的实例 C4-48 和 C4-136 号
桩作分析。
图 3-1 C4-48 号钻孔柱状图
粉 质 粘 土 层
灰 岩 层
溶 洞 充 填 黏 土 层
空 洞 层
灰 岩 层
钻 孔 柱
状 图
孔 深
( m)
岩 性
1 9 . 6 0
2 0 . 4 0
1 9 . 9 0
2 3 . 8 0
3 0 . 5 0
3 2 . 2 0
3 9 . 5 0
空 洞
灰 岩 层
（1）如图 3-1 所示 C4-48 号桩地层性质： 为粉质粘土，含少量铁锰质氧化物 ，
部分土层含灰白色高岭土团块，局部含砂岩及硅质岩碎石，为中等偏高—中等偏低压缩性
土，可-硬塑状态，； 为溶洞充填黏土呈棕红色，含灰岩及石英岩角砾，软—可
塑状态，充填于灰岩溶洞中； 为灰岩呈浅灰色、中风化，主要由方解石构成，
裂隙较发育，取芯率 60%-75%，属较硬岩； 为空洞无填充物； 为灰
岩呈浅灰色、中风化，主要由方解石构成，裂隙发育，取岩芯率 60%，属较硬岩；
为灰岩呈浅灰色、中风化，主要由方解石构成，隐晶质结构，中厚层状构造，
钙质胶结，裂隙较发育、取岩芯率 85-90%,属较硬岩。
原因分析：
工程开工前，现场每个桩位都打了超前钻，所以每个桩孔都一一对应一个钻孔柱状图。
结合 C4-48 号钻孔柱状图可以看出，孔深在 出现了 空洞层，为了查明空洞大
小，工勘时在原桩位四周（离原桩位 左右）各打了一个勘测孔，但从岩芯的采取中
未发现空孔迹象，所以空洞体积最大不应超过 3*3*。孔深在 出现了 溶洞
充填地层，从超前钻打的 4 个勘察孔中发现有两个相邻孔在 21m 左右出现 和 的
溶洞层，其他两个孔岩心取出完整。所以结合 48 号钻孔柱状图分析，如果该孔出现大规
模沿裂隙漏浆事故，一定发生在溶洞层和空洞层。
空洞层分析：
现场混凝土注浆过程中在孔深 22m 处注浆量为 。结合工勘报告，对空洞层理论
构想一个最大体积空间 Vk（不包括可能出现的裂隙体积），则理论注浆量为 Vd。
则有：
（3-1）
式中： Vd —代表空洞体积
Vk—代表桩孔除空孔段的体积
所以通过计算得出：实际注浆量 小于理论构想的注浆量 ，又因为在钻
孔过程中在空洞层出现大量泥浆漏失，但是在该段钻孔过程中泥浆循环未出现颜色变化。
现场在溶洞段钻孔过程中泥浆循环出现变红现象，岩溶裂隙与溶洞充填物是相同的，所以
在泥浆循环时遇到岩溶裂隙也会出现泥浆变红现象。
所以综合分析得出：空洞不存在岩溶裂隙，现场灌注的 混凝土是在补填空洞。
溶洞层分析：
在灌注混凝土在 20m 时出现了大量混凝土漏失，漏失量达到 46m3 现场采取回填黄土
封堵桩孔。结合该桩打的 4 个勘察孔中发现有两个相邻孔在 21m 左右出现 和 的
溶洞层，其他两个孔岩心取出完整；在该溶洞层段出现大规模混凝土漏失以至现场只能回
填黄土封堵桩孔。所以该溶洞层一定连接着岩溶裂隙，该裂隙沿地层斜向下延伸，连接着
一个非常大的空间，导致混凝土流失严重。
kdh VVV
32 **)(*3*3 mVh
图 3-2 C4-136 号钻孔柱状图
粉 质 粘 土 层
灰 岩 层
溶 洞 充 填 黏 土 层
钻 孔 柱
状 图
孔 深
( m)
岩 性
1 9 . 6 0
2 1 . 9 0
3 1 . 3 0
3 1 . 1 0
3 7 . 4 0
3 8 . 2 0
4 1 . 3 0
4 3 . 6 0
4 4 . 7 0
4 6 . 8 0
5 3 . 8 0
灰 岩 层
灰 岩 层
灰 岩 层
灰 岩 层
溶 洞 充 填 黏 土 层
溶 洞 充 填 黏 土 层
溶 洞 充 填 黏 土 层
（2）如图 3-2 所示 C4-136 号桩地层性质： 为粉质粘土，含少量铁锰质氧化物 ，
部分土层灰白色高岭土团块，局部含砂岩及硅质岩碎石，为中等偏高—中等偏低压缩性土，
可-硬塑状态; 为灰岩呈浅灰色、中风化，主要矿物成分为方解石，裂隙较发育，
岩芯较破碎，采取率 60%-75%，属较硬岩； 为溶洞充填黏土层，呈棕红色，含
灰岩及石英岩角砾，软—可塑状态，充填与会岩溶洞中； 为灰岩层，呈浅灰色、
中风化，主要矿物成分为方解石，裂隙较发育，岩芯较破碎，采取率 60%-75%，属较硬岩；
为溶洞充填黏土层，呈棕红色，含灰岩及石英岩角砾，软—可塑状态，充填与会
岩溶洞中； 为灰岩； 为溶洞充填物； 为灰岩； 为
溶洞充填物； 为灰岩，裂隙较发育，岩芯采取破碎，采取率 50%左右；
为灰岩呈浅灰色、中风化，主要由方解石构成，隐晶质结构，中厚层状构造，
钙质胶结，裂隙较发育，柱状采取率 85-90%，属较硬岩。
原因分析：
结合 C4-136 号钻孔柱状图图 3-2，可以看出该溶洞类型为串珠型（4 个溶洞层)，为该
区域常见岩溶地层，邻近溶洞之间的灰岩层厚度在 。钻孔过程中未发现泥浆大量
漏失，在溶洞层钻进时返出棕红色泥浆并间接性携带稀泥出来。在灌注混凝土过程中，孔
深 35m 处发现混凝土持续漏失，该处混凝土灌注达到 58m3 才停止漏失。后续基本处于正
常灌浆状态，没有出现大量漏浆现象。结合现场出现的灌混凝土持续漏浆情况，可以确定
溶洞裂隙出现在孔深 35m 处的溶洞层。
漏浆处理设计对比分析
本工程区存在大规模层次不一的溶洞地层，部分溶洞层出现岩溶裂隙，地层构造比较
复杂。通过分析施工现场和国内处理方法对本工程的实用性，本人结合现场情况提出了静
压注浆法处理该事故，为确保质量和安全，对以下方法进行分析。
一、混凝土护壁进行二次成孔。
一般采用该方法是针对以下岩溶地层进行处理即：空孔大型溶洞、填充物为流塑状溶
洞、溶洞内有涌水等大型溶洞[12]。由于这些地层的稳定性差，灌注混凝土可以提高它的稳
定性，所以一般采用灌注混凝土进行二次成孔。
工艺过程：
（1）在钻孔过程中要对上述大型溶洞冲孔时，就要开始加大泥浆比重，在击穿溶洞顶
板后，可以及时补充溶洞内部缺失浆，防止涌水、涌浆稀释泥浆，导致地层压力不平衡，
发生孔壁坍塌。
（2）钻至溶洞底板后，就可以向孔内灌注混凝土到溶洞顶 以上。
（3）待混凝土达到 70%强度后，重新钻进。
现场大部分漏浆事故采用该方法，但是结合工程实际处理情况，该方法有以下问题：
（1）混凝土护壁二次成孔法主要作用是补填大型溶洞和提高地层的稳定性，但用来处
理岩溶裂隙会造成混凝土耗损量非常大，而且不一定能封堵裂隙。所针对现场情况采用该
方法，会造成施工成本增加。
（2）第一次灌注混凝土达到 70%强度才可以二次开孔，所以导致在第一次灌注混凝土
到第二次开孔需要等待 72 小时让混凝土凝固。本来该工程工期为 1 个月，但施工过程中
出现了各种问题，使整个工程进度推迟了 2 个月，该处理方法对工期的推迟有直接关系。
二、片石加水泥进行堵漏
该方法一般针对串珠型溶洞和单层充填式溶洞[13]，其主要作用是：
（1）用片石、水泥和黏土混合浆来封堵溶洞层出现的岩溶裂隙。
（2）在泥浆大量漏失不能及时补充时，用来补填溶洞平衡地层压力防止塌孔事故。
工艺过程：
（1）遇到这种类型地层桩基施工要有专人负责密切关注钻机冲击状况、泥浆循环变化，
熟记钻进深度和地勘报告中溶洞的位置。
（2）在钻孔即将击穿洞顶时，调小钻头冲程，防止在钻穿溶洞时出现卡冲击锤事故。
如果发现漏浆，及时加大泵量向孔中补充泥浆。该过程证明已穿孔，加大泵量补充泥浆为
了防止孔壁坍塌。
（3）在加大泵量补浆同时，向孔内抛填成袋水泥。
（4）然后向孔中投入厚粘土、片石混合物，填充至溶洞顶以上不少于 3m 为准。
（5）等漏浆现像停止，再重新进行钻进。钻孔过程中使用小冲程进行钻进，保证钻锤
能将水泥、粘土和片石混合浆挤入溶洞内堵住裂隙同时发挥护壁作用。
（6）现场使用的混凝土凝固时间大约为 3 个小时，所以冲孔前应等待 3 小时，待水泥、
粘土和片石混合浆把裂隙封堵，再开始钻进。
该处理方法与方法一类似，但结合现场基本情况，该方法有以下问题：
（1）如果现场有预备片石，用该方法处理漏浆事故是比较理想的。但是施工场地没有
准备片石，而且临近周边也没有片石加工公司，所以要采用该方法就需要从其他地区运输
片石，这样会导致施工成本增加、延长施工周期。
（2）结合现场处理是在方法一不能解决漏浆事故时，采取方法二进行封堵裂隙。但是
在现场没有片石的情况下，采用回填黄土和成袋水泥，该过程进行比较缓慢，一般需要花
费 6-8 小时。
（3）该方法处理完也需要进行二次开孔，所以整个过程耗时大于方法一，其耗时大约
在 4-5 天左右。
三、钢护筒跟进法：
该方法一般适用于以下地层情况，一是无填充物的特大型空孔式溶洞其上部基岩厚度
小于 3m 的；二是有填充物溶洞高差在 10m 以内的大型溶洞[14]。该类型溶洞容易出现大规
模塌孔事故，所以确保成桩采用护筒跟进法。在施工同一承台下的桩基时，优先采用钢护
筒跟进法处理这类型地层。
工艺过程：
（1）提前加工好钢护筒：对于不同的孔深采用钢护筒的钢板厚度不同，一般标准如下：
孔深在 15m 钢护筒采用 12mm 厚钢板；孔深在 15-30m 采用 14mm 厚钢板，每节度 4m 左
右，护筒内直径比设计桩径大 10cm。钢护筒总长度要求 L≥（h+H）米，h 为超前勘探溶洞
高度，H 为溶洞顶至地面 以上。
（2）结合现场设计 800mm 桩,为了能达到钢护筒跟进采用 1000mm 钻头成孔。结合超
前钻做出的柱状图，在溶洞顶以上 3m 使用现场常规钻头（Φ800mm)成孔。在钻进接近溶
洞顶 3m 左右时，使用设计钻头（Φ1000mm）进行钻孔，同时携带钢护筒，然后边打边跟
进钢护筒。
（3）护筒的沉放：钢护筒下放过程中，一是要保证下放位置准确；二是要在下放完成
后要经检查其高层、垂直度和顶面是否水平。在冲锤击穿溶洞顶部后要反复在溶洞顶板出
提升冲锤，待到冲锤不受阻时，表明成孔已经圆滑垂直，此时跟进钢护筒至孔底，必须用
震动锤下沉，保证钢护筒被钢丝绳吊着。
（4）、护筒跟进至最下层溶洞底 以上。当钻进到溶洞底 1m 后跟进护筒到该位置，
然后换上设计要求的钻头（Φ800mm)进行钻进。但是出现坚硬岩石时，冲击钻扩孔难度大，
导致达不到扩孔要求不能下放钢护筒，此时则需要回填重新加大钻头直径进行二次扩孔保
证钢护筒能下放。钻穿溶洞后，这种类型溶洞地层一定会出现大规模泥浆漏失，所以要单
独对该孔进行处理：待到孔内泥浆漏失完后，及时用 25T 汽车吊将冲击钻机吊开，进行水
下混凝土灌注，采用混凝土进行封堵，混凝土须多次进行，每次灌注混凝土量不宜过多，
保证在前面混凝土初凝后进行，通过混凝土低流动性可以起暂堵效果。等到混凝土凝固后，
再用冲击锥锤进行重复回钻、跟进内钢护筒。
溶洞层钢护筒跟进施工图如图 3-3：
图 3-3 溶洞层钢护筒跟进施工图
结合现场情况，该方法有以下问题：
（1）该项目钻孔桩径是 800mm，桩孔较小，所以采用钢护筒跟进法对精度要求很高，
这样会导致施工难度增大。
（2）现场没有成品钢护筒，所以要采用该方法就需要结合现场情况设计合适钢护筒，
从外地运输到现场使用，还需要专门打桩机将护筒打入孔内。这一过程耗时会在 8—10 天
钢护筒
3<
h<
5m
>5
m
28
9
内护筒
粉质粘土 灰岩 溶洞 空洞 充隙物
左右。
（3）现场绝大部分桩孔都是溶洞地层，如果采用该方法就需要制作大量钢护筒，这样
导致施工成本非常大。
四、结合现场设计注浆法封堵裂隙
结合现场混凝土的漏失情况可以判断，该区域溶洞层有岩溶裂隙存在，导致混凝土的
大量流失。所以为了解决这一问题，本人结合工程情况和查阅相关漏浆处理文献，提出了
注浆法解决漏浆问题。本设计方法借鉴了朱立群提出的“高压水切割旋喷注浆法”,结合现场
情况对其进行改进设计进。
高压水切割旋喷注浆法：
对建筑基桩桩内进行施工补强钻孔加固持力层。其工艺是在原钻孔桩上进行补孔，于
钻孔内置喷射管至持力层溶洞范围段底部,采用高压水进行旋转喷射高压水流切割,从而达
到破坏溶洞中的充填物。经过多次高压清水反复切割清洗岩溶裂隙层后,由孔底自下而上用
高压水泥浆旋喷注浆,使水泥浆与溶洞内未被清理留下的粗硬颗粒充分搅拌混合，待到水泥
浆注入差不多时，在注入浓水泥浆。最后再进行孔口挤压浆,待注入的水泥浆凝固后形成的
固结体与持力岩层形成完整的持力层,从而达到持力层内溶洞处理补强的目的[15]。
注浆法封堵裂隙：
本工程进行钻孔灌注桩施工前，会对每个桩位打超前孔，用来探明溶洞的大小、填充
物的类型和漏水程度并绘制钻孔柱状图。该方法利用在超前钻孔内置入喷射管至溶洞底部，
在一定压力下，利用注浆泵把黄土和水泥形成的水泥浆注入溶洞和岩溶裂隙内进行封堵。
采用注浆法封堵裂隙必须要满足以下两点要求：
（1）注浆压力选择合适，主要保证水泥浆能充分封堵裂隙。
（2）水泥浆中添加合适量的早强剂试剂，保证水泥浆能在几分钟或十几分钟后快速凝
固，这样可以减少水泥浆的流失，是材料的利用率高、比较经济。
为了达到上述要求，水泥浆配比设计如下：
（1）早强剂选择甲酸钙
甲酸钙对混凝土的影响在于可以改变混凝土系统中硅酸三钙的浓度。甲酸钙能降低体
系中的 PH 值，提高 C3S 的水化速度，同时可以提高液相中 Ca+的浓度，使硅酸钙溶出速
度加快，达到快速凝固效果。
根据王娟等[16]在研究甲酸钙早强剂在普通硅酸盐水泥中的成果，即随着甲酸钙掺量从
0%%的增加，水泥的凝结时间逐渐缩短，初凝时间从 200min 缩短到 20min，终凝时间
从 300min 缩短到 30min。我选择了甲酸钙作为水泥浆的早强剂。
现场水泥浆正常初凝时间为 170 分钟，掺入 %的甲酸钙可以使水泥浆初凝达到 16
分钟左右。
（2）水泥浆配比
材料选择水泥和黄土
为了能到快速封堵岩溶裂隙的效果，我们适配浓水泥浆即：水泥：黄土:水为 1：1:
配制该水泥浆前会将 %的甲酸钙掺入水泥、黄土混合料中，这样配制出的水泥浆
可以在溶洞中快速凝固起到封堵裂隙作用。
注浆管路布置如图 3-4 下：
图 3-4 注浆管路布置图
工艺过程：
（1）扩大超前钻孔。现场超前钻孔孔径为 100mm，为了保证注浆快速，设计注浆孔
孔径为 200mm、注浆管内径为 100mm，周围环形空间用来排溶洞充填物。
（2）安装孔口封闭器。孔口封闭器主要用来避免注浆时，溶洞充填物喷出地面。在孔
口封闭期旁侧开一通孔，用来将溶洞充填物排到废浆池中。
（3）注浆管必须置于离溶洞层底部 20cm 左右处，保证水泥浆能注入孔底，不随溶洞
充填物排出。
（4）注水泥浆。注水泥浆时，保证水泥浆充分搅匀，再用注浆泵将水泥浆注入孔底。
（5）注浆压力。一般注浆压力达到 3MP 就可以正常注浆，结合表 2-2 中 BW250 型泥
浆泵的参数，注浆压力为 4MP 时泵量最大，而且也满足注浆压力，所以选择最大泵量注浆。
（6）排浆过程中，时常指导现场工人清理泥浆槽。
（7）注浆结束，立即清洗注浆管和注浆泵以防被水泥浆堵塞。
注浆法与其他三种常用漏浆处理方法相比较，有以下优点：
（1）整个施工工艺使用的设备和材料都选自项目现场。
（2）该方法与其他三种方法处理时期不一样，该方法在于预防漏浆事故发生，是在
钻孔灌注桩施工前进行处理，这样保证了后期正常施工进度。
（3）注浆材料选择简单、廉价，可以降低施工成本。
（4）该方法处理的桩孔在后期进行钻孔灌注桩时不会出现卡钻、塌孔事故。
综合分析可以看出，注浆法在处理该项目漏浆事故非常合适。本方法也可以处理类似
工程项目中出现的漏浆事故。
压力表
BW250型泥浆泵
废浆池
阀门
搅浆池
注浆管
孔口封闭器
粉质粘土
灰岩
溶洞
第三节 埋钻
埋钻事故分析
马山工业园旧城改造项目前期出现 3 起埋钻事故，以 C4-124 号孔作为代表性的实例作
分析，该孔地层分布见图 3-5 C4-124 号孔钻孔柱状图。
图 3-5 C4-124 号孔钻孔柱状图
粉 质 粘 土 层
灰 岩 层
溶 洞 充 填 黏 土 层
灰 岩 层
空 洞 层
灰 岩 层
钻 孔 柱
状 图
孔 深
( m )
2 1 . 2 0
2 4 . 3 0
2 8 . 5 0
3 4 . 8 0
3 5 . 9 0
3 8 . 1 0
4 5 . 5 0
岩 性
空 洞
3 8 . 5 0
灰 岩 层
图 3-3 详细地层信息如下：
为粉质粘土，主要由含少量铁锰质氧化物 、部分土层灰白色高岭土团块和
砂岩及硅质岩碎石组成，为中等偏高—中等偏低压缩性土，可-硬塑状态；
为灰岩呈浅灰色、中风化，主要由方解石构成，裂隙较发育，岩芯为柱状、
较完整，采取率 75%-90%，属较硬岩；
为溶洞充填黏土层，充填物呈棕红色，含灰岩及石英岩角砾，呈湿、软—
可塑状态，充填于灰岩溶洞中；
为灰岩层与上面相同；
为空洞无填充物；
为灰岩层与上面相同；
为灰岩呈浅灰色、中风化，主要由方解石构成，隐晶质结构，中厚层状
构造，钙质胶结，裂隙较发育、岩心较完整、为柱状采取率 85-90%,属较硬岩。
1.埋钻具体情况:
C4-124 号孔设计孔深 ,3 月 19 日早上开孔，埋钻事故发生在 3 月 22 日下午 2:40
左右，孔深 位置处。当时在 处停机测孔深，测完后停钻 20 分钟后重新开始
钻进同时提高了冲击频率。钻进 10 分钟左右钻机出现提钻困难，提到孔深 29m 处钻头不
能提起，而且上下也不能活动。现场工人使用钢管探埋深，在孔深 19m 处到达埋深面，四
周也不能再往下探。所以该孔埋深段在孔深 处，埋深段厚度为 、埋钻段厚
度为 10m。
2.埋钻的原因分析
工程地质分析：
结合现场地勘资料，埋钻地点位于 C4 号楼靠谭鑫培路南侧，原属马山工业园旧城区
居民住宅用地。结合 C4 号楼详细地勘报告显示该区域有 5-6m 地层，主要由粘性土和少量
建筑垃圾及生活垃圾近期回填，所以该部分地层结构松散、均匀性差，未完成自重固结。
该施工区域处于粉质粘土层上面施工，结合粉质粘土性质其表层土质结构松散，多为中-高
压缩性的软-可塑状粘性土，以及软-塑状的粉质红粘土，具有含水量高、均匀性差、强度
低等特点。导致该工程地质物理力学性质较差，结合该地层有 5-6m 的建筑垃圾层，导致
该地层属于不良地基层。此土体在自然条件下处于稳定状态，但对外界干扰特别敏感，如
现场 C4-124 号孔当天临近 3 台钻机外加一台吊车现场辅助同时工作，钻机和吊车工作时
振动地层会导致出现地层失稳出现土体坍塌埋钻。
土力学分析：
（1）由于现场泥浆制备采用自然造浆，所以场地土质具有较强的水敏性，在水流冲刷
或浸泡作用下，易产生塑流变破坏。
（2）由于现场采用钻孔灌注桩，钻机选择冲击钻机进行钻孔。所以在周期性荷载冲击、
振动作用下，一是表层土体会产生剪切破坏，依据库仑定律，土体的抗剪强度 与法向应
力 的关系为:
（ 3-1）
式中:
f
tgcf *
σ—剪切破坏面上的法向总应力，kPa；
C —土的粘聚力(无粘性土为 0),kPa；
Φ —土体的内摩擦角,o；
该区域地层土的物理力学性质分层见表 3-2：
直剪(快剪) 三轴（uu）地
层
编
号
岩土
名称
项目
含水
量 W
(%)
天然
重度
γ
(kN/m3）
孔隙
比е
塑限
WP
(%)
塑限
WP
(%)
塑性
指数
IP
液性
指数
IL
压缩
系数
a1-2
(MPa-1）
粘聚
力 C
(kPa)
内摩
擦角
φ (度)
粘聚力
C
(kPa)
内摩
擦角
φ(度)
自由
膨胀
率
δef
（%
N 8 8 8 8 8 8 8 8 5 5 3 3
max 21 17 7 25 21
min 19 14 21 17
φm 19 19
σr
δ
①
粉质
粘土
标准值 18
N 36 36 36 36 36 36 36 36 29 29 7 7 7
max 22 19 63 48 38
min 19 14 52 43 34
φm 13
σr
δ
①
粉质
粘土
标准值
N 52 52 52 52 52 52 52 52 47 47 5 5 6
max 22 17 49 42 36
min 18 13 41 38 33
φm 15
σr
δ
①
残坡
积粉
质粘
土
标准值 44 16
N 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
①
红粘
土 max 30 31 12 43
表 3-2 土的物理力学性质分层统计表
从表 3-2 中发现地层编号为①的粉质粘土层其抗剪强度指标 C、Φ相比其他三个地层要
小很多。结合该粉质粘土层主要由含少量铁、锰质氧化物和少量灰白色高岭土组成，为中
等偏高压缩性土，所以其土体结构相比其他三个地层，土体较为松散，因而导致其抗剪强
度低。
二是出现“液化”现象：土体中有效应力σ′、孔隙水压力 u 与总应力 p 三者之间关系为：
σ′= P - u，当泥浆渗透到土体一定程度，土体内积累起来的孔隙水压力等于总应力时,有
效应力就降低至零，土体间的颗粒不传递任何应力，没有粘聚力的粉砂质土的强度与承载
力就会丧失，土颗粒就会失去抵抗外界荷载的能力呈悬浮状态，状态类似于稀泥砂浆状的
物质。土体原始结构机理遭受破坏，这是造成桩孔孔壁内部坍塌的主要原因。钻孔灌注桩
属泥浆扩壁成孔，依靠孔内泥浆平衡孔壁土体的孔隙水压力，但泥浆的循环流动会对孔壁
产生冲刷和浸泡作用，使土体变软。而且现场临近桩位有 3 台钻机同时施工，吊车提吊重
物频繁，以及钻机自身振动，对桩孔内周围土体产生了动荷载剪切效应。上述综合作用导
至桩孔内粉质粘土出现塑流变化和剪切液化，土体逐渐坍塌，承受侧向压力系数减小。由
于该孔施工周期长达 3 天之久，再加上工人突然提高钻机冲击频率，导致局部土体侧向抗
剪切力平衡被打破，出现孔内埋钻事故。
埋钻事故处理改进方案
结合埋钻事故分析可以得出，此埋钻是由于粉质黏土层局部坍孔造成的。而且在施工
中发现坍塌未能及时将钻头提到孔外，导致粉质粘土及建筑垃圾埋深量大，钻头便被埋在
孔中不能提出。
针对埋钻的实际情况，结合现场采取两种方法提出改进方案：
一、泥浆正循环法清孔
现场在出现埋钻事故后，施工技术员第一时间采取清孔法，在泥浆循环流动过程中，
泥浆携带废渣沉淀在泥浆沟和沉淀池中达到清空目的。工作原理主要利用泥浆的动切力
[17],把桩孔中坍塌的粉质粘土及建筑垃圾携带着随泥浆的流动排出桩孔[18]。结合现场实际采
取该方法处理情况看出，效果非常差，在进过 1 个多小时的正循环清孔中，泥浆只携带一
点点废渣，在测量埋深后发现与进去前一样。
结合现场情况主要原因如下：
（1）由于现场地层属于粉质黏土层，在进行正循环清孔过程中使用现场自造浆泥浆进
行循环排渣。自造浆动切力小，对孔内粉质粘土和建筑垃圾携带能力差导致经过 1 个多小
时，排渣不明显。
（2）正循环清渣的机理是，利用泥浆的流动，将底部钻渣悬浮在泥浆中排出孔外。从
理论上讲，只要冲洗液携带钻渣的流速大于钻渣在泥浆中的沉降速度，便可将钻渣清出孔
外[19]。根据钻井水力学李丁格尔公式，最小清渣泵量 Qmin 可按下式 3-2 确定:
min 24 24 32
φm
σr
δ
标准值
( 3-2 )
式中：
A—泥浆上返断面面积，m2；
W—岩屑在泥浆中沉降速度，m/s；
又根据李丁格尔公式式 3-3 可以得出 W：
（ 3-3 ）
式中：
d —球状岩屑直径，m；
γ1 —岩屑密度 kg/m3；
γ2—泥浆密度 kg/m3；
k—岩屑沉降阻力系数，圆球状岩屑 k 取 ，不规则岩屑 k 取 [12]。
从现场搜集到的各个参数为：
A= ； d=1*10-3—12*10-3m （大部分粒径在 9*10-3m；γ1 =*103kg/m3 ；γ
2=*103kg/m3 ；k=
代入式 3-2:
现场进行清孔使用的 3PN 泥浆泵最大泵量 150m3/h，通过计算得出大部分岩屑需要泵
量达到 才能被携带出来，所以现场选用泥浆泵泵量太小只能携带少部分小粒径
岩屑。
（3）现场正循环的泥浆管材料为麻布管，这种麻布管质地非常软，在孔底冲刷废渣时
易晃动不能起到作用。
改进方案及注意事项：
(1)泥浆选用膨润土配置，用膨润土配置的泥浆其动切力大，在泥浆循环过程中能更好
的把桩孔中坍塌的粉质粘土及建筑垃圾粘带着随泥浆排出桩孔。
(2)现场泥浆泵功率虽然调到最大值，但其对孔内埋钻废渣冲击不明显。所以结合该情
况可以判断得出泥浆泵泵压达不到冲击、破坏土体，因此应该选择更大泵压的泥浆泵。
(3)清孔过程中的麻布管出浆口应接一段 2m 长钢管，这样可以人为控制注浆管间歇性
捣动土体，使泥浆充分携带废渣以达到排渣效果。
(4)泥浆循环过程中含有较多的粗颗粒或建筑垃圾，会反复循环带入孔内，影响清孔效
果。应指导现场工人时刻注意对沉淀池、泥浆池废渣进行清理，可加大、加长泥浆循环槽，
并派专人捞渣。
(5)在此过程中定期测定泥浆的各项指标及孔底沉渣情况来判断清孔的效果。
AWQ min
2
21**
d
kW
smW /
10*
10***9
* 3
333
hmsmQ / 33min
二 爆破法
由于在方法一尝试 1 个小时后，发现泥浆循环携带粉土量很少未能起到清孔作用，所
以实行方法二爆破法[20]。
炸药制作过程：
现场准备了不同容积的塑料瓶、3 卷胶带、一组引爆线和一台配电箱。然后将准备好
的黑火药分别装到四个塑料瓶中，将引爆线插入瓶中，用胶带封闭瓶口，制成临时炸药包。
爆破过程：
现场将做好的药包绑在离直径 50mm、单根长度 6m 的钢管底端 100mm 左右位置，方
便工人刺埋钻面来判断否有空隙。在 19m 处确定好爆破位置后，启动配电箱进行爆破，这
一过程要保持冲击钻提钻钢丝绳一直处拉紧状态。爆破成功可以通过观察钢丝绳是否上窜
[13]。在第一次爆破后，未出现钢丝绳上窜，加大卷扬机拉力也没能出现上升现象。接着进
行第二次爆破时出现的状况和第一次相同。进行第三次爆破时出现轻微松动。第四次爆破
后出现比第三次稍强一点的活动，活动幅度 15cm 左右。现场停止爆破，整个爆破过程耗
时 2 小时。后续保持钻机上下活动来松土，该过程持续 17 个小时，在第二天早上 11 点提
出了钻头。
现场使用的爆破法方案有以下问题：
(1)方案设计最主要的参数是装药量。如果现场黑火药的量过小，起不到松动土体作用
而浪费炸药；药量过大，则有可能炸塌孔壁。
(2)现场用塑料瓶做出来的炸药存在很大的安全隐患，现场没有针对爆破出现的安全隐
患的防范措施。
改进方案：
（1）现场爆破是在埋钻的上表面土体上进行，所以爆破产生的能量不能传递到埋钻部
位，只能对埋钻部位上部土体起松懈作用。所以为了提高爆破效率，可以在爆破前用钢管
携带小型锥头进行人工打孔，然后将爆破位置定在孔内爆破，这样可以提高能量传递效率。
（2）在四次爆破后，现场采用钻机自行上下活动钻头来提出钻头。这样导致钻机提供
的拉力不足，只能慢慢活动钻头松懈土体来提出钻头，这样会耗费大量时间。所以应该让
吊车配合钻机一起提钻头，这样可以更快提出钻头。
第四章 结论
本文通过对马山工业园旧城改造一期项目 C 地块钻孔灌注桩施工工程进行调研发现，
该工程钻孔灌注桩施工在岩溶强发育地层进行，施工中期期出现严重漏浆事故 25 起、埋
钻事故 3 起，造成施工成本增加、工程进度推迟 2 个月之久。针对漏浆、埋钻问题，本人
通过研究漏浆事故原因提出了注浆法解决该问题；通过研究埋钻事故原因对现场处理方法
进行了改进处理。
通过对该问题研究得出以下结论：
（1）结合现场混凝土的漏失量，对其进行科学计算分析得出，混凝土是从溶洞层中的
裂隙中大量流失的。
（2）通过对国内常用漏浆处理方法和自己提出的注浆法对比分析得出，注浆法处理该
问题非常实用，不仅可以节约成本，而且不会延误工期，该方法非常具有经济性。
（3）通过对埋钻事故进行工程地质和土力学分析得出，埋钻事故是由粉质黏土层局部
塌孔造成的。
（4）通过对现场处理埋钻事故的方法进行分析得出，现场清孔泥浆泵泵量太小、爆破
中黑火药量配置不规范。
对于埋钻事故处理，如果采用清孔法，应选用 217m3/h 以上泵量的泥浆泵进行清孔；如果
选用爆破法，应对炸药包的使用量进行合理设计并提出了人工钻孔孔内爆破。
致谢
四年的本科生学习生活即将结束,在论文完成之际,请允许我在此对曾经教导、鞭策、
关心、帮助和支持我的老师、同学、朋友致以最真挚的谢意。首先感谢我的导师吴翔教授。
从毕业实习指导、课题选择、开题到论文写作、建议、修改，整个过程，吴老师都倾注了
大量的经历。正是在吴老师科学、严谨的指导下，我的毕业设计才能顺利进行,这篇论文才
得以顺利完成。导师的严谨治学态度，渊博的学识，丰富的实践经验都深深的影响着我，
使我受益匪浅。在毕业实习期间,吴老师对我个人的学习和生活都给予了无微不至的关心和
帮助。在此向张老师和其家人致以最诚挚的感谢和最衷心的祝愿！
感谢 054121 和舍友，感谢他们在平时的生活中、学习中给了我热情的帮助,使我的生
活充满欢笑和希望。
感谢中国地质大学（武汉）工程学院的领导和老师的关心与支持,并给我提供了良好的
学习环境。
感谢论文的各位评审专家与答辩专家百忙之中审阅本文,并提出宝贵意见。
感谢我的家人的关心和支持,感谢他们二十多年来对我含辛茹苦的培养,感谢他们在我
成长道路上为我遮风挡雨!
最后,再次向所有在我学习生涯中给予过我热情帮助、支持和理解的老师、同学、亲人
和朋友表达我最真挚的谢意!
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