張椽

摘要：本文通過對廣西玉林地區(qū)施工過程中常遇到的溶洞問題進行具體分析，并結(jié)合施工實際，闡述在鉆孔灌注樁施工中溶洞處理技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：溶洞；鉆孔灌注樁；施工；成孔

引 言

石灰?guī)r地區(qū)由于受地下水長期溶蝕，根據(jù)石灰?guī)r層各部分含石灰質(zhì)多少的不同，在地下形成了各種溝槽、裂縫、空洞，統(tǒng)稱為溶洞。廣西地貌屬于喀斯特地貌，在大型工程樁基礎(chǔ)施工中，經(jīng)常遇到溶洞，溶洞地層的鉆孔灌注樁施工成為了關(guān)注的重點，本文將結(jié)合玉林地區(qū)主體育場工程的鉆孔灌注樁工程實例，分析它的施工技術(shù)控制要點。

1 工程概況及技術(shù)難點

玉林市體育中心主體育場工程位于人民東路北面，總建筑面積34189平方米。東西看臺基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，共有樁基368根，其中樁徑φ800的142根，樁徑φ1000的226根。設(shè)計要求以石灰?guī)r為持力層，樁端應(yīng)嵌入完整石灰?guī)r不少于0.5m，并保證樁端下有不少于三倍樁徑且不小于5m的完整石灰?guī)r。根據(jù)地質(zhì)勘查報告資料，施工現(xiàn)場位于玉林巖溶盆地內(nèi)，場地內(nèi)上覆土層主要為沖洪積粘性土、坡殘積粘性土及白堊系粉砂巖風(fēng)化殘積土，下伏基巖為上泥盆統(tǒng)石灰?guī)r，石灰?guī)r面起伏大；場地地下水主要有二層，第一層為土層中的上層滯水，第二層為巖溶水；大部分樁位下有石灰?guī)r溶洞和巖石破碎帶，洞周裂隙發(fā)育，溶蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，地質(zhì)勘探孔鉆進過程中有漏漿現(xiàn)象，施工時要設(shè)法克服成孔過程中出現(xiàn)漏漿、塌孔、埋鉆、卡鉆等問題。

2 處理原則

2.1 由于巖溶形態(tài)復(fù)雜，溶洞互相連通，對開孔順序十分講究。在決定鉆孔順序前，應(yīng)根據(jù)項目超前鉆資料分析巖溶裂隙的走向，溶洞的大小、多少、巖面的高低等地質(zhì)條件逐步進行，一般可按由深到淺、由多到少、由大到小的原則安

排，有利于及時封閉溶洞，隔斷通道。

2.2 在成孔施工方式的選擇上，使用轉(zhuǎn)錘沖孔有擠壓護壁作用，能廣泛適應(yīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，尤其是在處理斜面開孔、半邊巖、溶溝及裂隙漏水、漏漿等情況時比較容易，并且施工成本較低，在發(fā)生漏漿時，提鉆快，不易埋鉆。

2.3 施工前要準(zhǔn)備好成孔用水、黏土、片石、鋼套筒等必備材料，確保意外情況出現(xiàn)時能及時處理，不至于發(fā)生停工待料造成嚴(yán)重事故；要有處理施工故障的備用機具設(shè)備，如配套的打撈、急救以及其他不同性能的鉆機、鉆具等。

3 處理方案

3.1 2米以下溶洞的處理方案

對于覆蓋層穩(wěn)定且溶洞高度在2米以下的樁基，在沖擊鉆進過程中，泥漿比重宜控制在1.3～1.4之間。根據(jù)超前鉆資料，在溶蝕裂隙頂上2米處采用低沖程鉆孔，慢慢擊穿溶蝕裂隙。根據(jù)鉆孔的進展情況，接近溶洞時，要安排專人來觀察護筒內(nèi)泥漿面的變化，如果發(fā)現(xiàn)泥漿面出現(xiàn)下降，應(yīng)迅速提出鉆頭，并補充優(yōu)質(zhì)泥漿，然后采用回填黏土，首次回填高度應(yīng)超過溶洞標(biāo)高頂3米為準(zhǔn)。如果漏漿極快，造成塌孔，回填黏土以超過塌孔標(biāo)高頂以上5米為準(zhǔn)。每回填一次利用小沖程擠壓，再回填，再擠壓，如此反復(fù)進行，直至溶洞范圍形成護壁后再繼續(xù)鉆進，同時適當(dāng)增加黏土的數(shù)量，提高泥漿稠度。

3.2 2～5米溶洞處理方案

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，溶洞高度在2～5米范圍的樁基應(yīng)在開工前準(zhǔn)備足夠的片石、黏土、水泥等材料，對于半填充和無填充的溶洞要組織足夠的水源，樁基進入巖層時采用1～1.5米的沖程將孔內(nèi)沖砸密實，采用小沖程進行造漿，正常鉆進可采用2米沖程鉆進。

3.2.1在擊穿洞頂之前，要有專人觀測，出現(xiàn)泥漿下降時應(yīng)迅速補漿。擊穿洞頂后，在洞內(nèi)鉆進時，根據(jù)填充物的不同，要采取不同的鉆進方法。當(dāng)充填物為軟弱粘性土或淤泥時，應(yīng)向孔內(nèi)投入黏土、片石混合物（比例1：3），采用0.6m 小沖程沖砸固壁。拋填時應(yīng)先填充比重較大的材料，防止因為泥漿的比重和浮力較大而阻礙拋填填材料不能順利進入孔底。溶洞處理時，均采用每鉆進1m 投放片石及黏土1.5m 的重復(fù)鉆進的方法。泥漿比重控制在1.6 以上，沖砸時泥漿不得循環(huán)，防止黏土造漿流失。只有當(dāng)泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后才轉(zhuǎn)入正常鉆進，如此反復(fù)使鉆孔順利穿過溶洞。

3.2.2對于超前鉆資料中反映有半邊巖的樁基，在鉆至洞頂1～1.5米范圍時必須變換沖程，輕錘慢打，逐漸將洞頂擊穿，以防止卡鉆。鉆頭鉆至溶洞頂0.8米時，為防止由于巖層厚度、硬度不均勻而出現(xiàn)斜孔，采用拋填片石3米平衡鉆頭，平穩(wěn)沖砸。

3.2.3對小型或多層溶洞，為防止其不與相鄰孔竄孔或成孔后孔型有葫蘆狀，必要時可水下灌注低標(biāo)號砼（C20）進行填充，停鉆24小時待砼強度達(dá)到?jīng)_擊要求后，再進行沖孔施工。

3.3 5m 以上溶洞處理方案

針對溶洞高度5m 以上的樁基，如遇單個溶洞或間距較小的多層溶洞，主要采用下鋼護筒穿越溶洞至穩(wěn)定土層護孔的方法進行施工；如遇間距較大的多層溶洞，須采用套內(nèi)護筒法施工法，即用內(nèi)護筒穿過溶洞的方法施工。

3.3.1 護筒制作

鋼護筒根據(jù)項目情況選用φ8mm 的鋼板卷制而成。內(nèi)護筒內(nèi)徑比應(yīng)比設(shè)計樁徑大約20cm，外徑應(yīng)小于外護筒內(nèi)徑約5cm，若遇第二層溶洞，第二層溶洞的內(nèi)護筒外徑比上層內(nèi)護筒內(nèi)徑小3～5cm。由于項目用地范圍較大，鋼護筒在現(xiàn)場加工場地進行分節(jié)制作，加工時必須保證焊縫質(zhì)量。護筒接頭位置利用氣刨開帶2mm 鈍邊的60°K 型坡口，為加強護筒的整體剛度，在焊接接頭焊縫處加設(shè)厚1cm、寬15cm、高30cm 的鋼板，護筒底腳處加設(shè)厚10mm 高50cm 的鋼帶作為刃腳。焊接時分層連續(xù)施焊，先在坡口側(cè)施焊一層，每一層焊縫焊完后應(yīng)及時清理檢查，清除熔渣、溢流和其他缺陷后，再焊下一層。

3.3.2 護筒下沉

外護筒下沉要求護筒中心與樁中心偏差不大于5cm，豎直傾斜度小于1%，下沉?xí)r，用兩臺經(jīng)緯儀在兩個垂直的角度監(jiān)測傾斜度，以便隨時調(diào)正。鋼護筒下沉順序：在平臺樁位處安裝第一節(jié)鋼護筒于導(dǎo)向架內(nèi)并與導(dǎo)向架下口臨時焊連，固定護筒→吊起第二節(jié)護筒對準(zhǔn)第一節(jié)護筒，校正后將兩節(jié)護筒連接處焊牢并加強→割除第一節(jié)護筒與導(dǎo)向架焊接處，起吊下放第一、二節(jié)護筒→吊裝90KW 振動錘與護筒上口連接牢固→開動振動錘振動下沉→再接長下節(jié)鋼護筒→開動振動錘振動下沉鋼護筒，如此反復(fù)直至護筒到所需的深度。

內(nèi)護筒下沉：內(nèi)護筒下沉主要利用回轉(zhuǎn)鉆機進行，在鉆機的鉆桿上加護筒壓架，利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量，使內(nèi)護筒隨鉆頭的鉆進而下沉，直到溶洞的底部。穿過溶洞頂部時要反復(fù)提升沖錘，減小沖程。如沖錘受阻不明顯，說明成孔圓滑垂直，此時用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護管，用吊機（或沖機自吊）把內(nèi)護筒放入外護筒內(nèi)至孔底。

4 其它注意事項

由于溶洞處理成孔過程中拋填料較多，灌注混凝土前必須射漿取渣清孔，如遇大塊鉆渣無法上浮的，可投入少量黏土后小沖程沖砸2～3小時，清孔至孔底殘渣厚度達(dá)到設(shè)計及驗收標(biāo)準(zhǔn)；水下混凝土灌注中導(dǎo)管提升時，要根據(jù)溶洞情況確定導(dǎo)管埋深，避免灌注過程中擠破溶洞混凝土面突然下降，造成斷樁事故發(fā)生。

5 結(jié)語

玉林溶洞區(qū)地區(qū)鉆孔灌注樁施工的難點主要在于地質(zhì)條件的不確定性，本項目依據(jù)詳細(xì)的超前鉆勘察資料，在施工中不斷總結(jié)經(jīng)驗，根據(jù)不同的情況采用不同的處理方法靈活應(yīng)變，成功完成了所有樁基施工，獲得了較為成熟的經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

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