■李樹亭，廖 翔，廖作勇 ■江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊(duì)，江西 南昌 330096

宜春市灰?guī)r發(fā)育，地質(zhì)條件復(fù)雜，溶洞給樁基施工帶來(lái)較大困難。沖擊成孔中極易出現(xiàn)漏漿，造成塌孔、卡錘、埋錘等事故，及回填后再鉆再漏再塌等現(xiàn)象。

1 工程簡(jiǎn)況

綜合樓位于袁州中路，層高27F、框剪結(jié)構(gòu)，沖孔樁徑0.8m，樁端入中風(fēng)化灰?guī)r2.0m 以上，樁底下臥≥3d 范圍內(nèi)要求無(wú)溶洞、溶蝕現(xiàn)象。根據(jù)施工階段“一樁一孔”勘察資料，區(qū)內(nèi)地層厚度主要為:雜填土厚0.4～2.9m、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土厚1.4～2.8m、圓礫厚4.7～14.6m，圓礫中夾有漂(礫)石，最大徑＞2.5m;礫質(zhì)粘土厚1.10～13.3m，局部含大漂石;中風(fēng)化灰?guī)r單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值45.9MPa，巖面起伏大，最高-16.4m，最低-30.4m，高差達(dá)14.0m，巖層溶溝、溶槽、溶洞發(fā)育，鉆探深度內(nèi)溶洞視高一般0.5～2.0m，局部達(dá)4.3m，局部鉆孔見7 層串珠狀溶洞，多被角礫、漂礫、泥砂充填。

2 成孔工藝改進(jìn)

本工程圓礫中夾有漂石，灰?guī)r溶溝、溶槽、溶洞發(fā)育，巖面不規(guī)則，設(shè)計(jì)穿過(guò)溶洞區(qū)巖層埋深較大。若采用普通十字形沖擊錘頭，相鄰兩支夾角為90°，鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)角為30°～40°，卡鉆的可能性很大，且穿越巖層厚度較大，十字刃極易磨損。經(jīng)分析研究，將現(xiàn)有沖成孔技術(shù)作如下改進(jìn):(1)選用六瓣梅花沖擊錘頭，鉆頭直徑較設(shè)計(jì)孔徑略小2～4cm。(2)采用加焊導(dǎo)向塊，形成弧形外壁，傾角15°，以免卡錘。(3)在鉆頭底面加焊三個(gè)支刃，這樣在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)角達(dá)到30°，既達(dá)到了整斷面鉆進(jìn)效果，又避免了卡鉆。(4)為了增強(qiáng)鉆頭與巖面接觸的強(qiáng)度，在鉆頭每個(gè)邊壁加焊高強(qiáng)度特制耐磨塊，制成高4cm 的“刃頭”，用“刃頭”沖擊破碎巖面，減輕對(duì)鉆頭的磨損。(5)為使成孔鉛直，在沖擊鉆頭的下部和上部各焊一個(gè)環(huán)帶，環(huán)帶直徑比鉆頭小2～3cm，兩環(huán)相距約為鉆頭直徑的1.5 倍，加上導(dǎo)正環(huán)后，增加了鉆頭的阻力，提高鉆頭對(duì)巖石的沖擊力。(6)因巖面起伏不均，在鉆頭底部加焊導(dǎo)正爪，沖擊時(shí)導(dǎo)正爪能快速穩(wěn)定地磕、削孔內(nèi)垂直線上的巖石，提高鉆頭磕、削巖能力。

3 改進(jìn)后成孔工藝的應(yīng)用

施工中常遇到的問(wèn)題主要有漏漿、斜孔、塌孔、卡鉆等，改進(jìn)后的沖成孔施工技術(shù)在預(yù)防和處理上述問(wèn)題時(shí)效果明顯。

3.1 處理孔內(nèi)漏漿措施

由于碎石土和巖溶裂隙透水性強(qiáng)，沖成孔通過(guò)圓礫、粘性土中漂石及灰?guī)r中溶溝、溶槽、溶洞、巖溶裂隙時(shí)，因孔內(nèi)泥漿具有一定的水頭高度，泥漿便會(huì)向孔壁外產(chǎn)生滲漏、滲流，導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿下降，井口出現(xiàn)空孔現(xiàn)象，孔內(nèi)側(cè)壁壓力減小，造成孔口和孔壁坍塌的情況較為普遍。成孔工藝改進(jìn)后處理措施主要有:(1)采用按一定比例片石和粘土回填及控制沖程的辦法處理。其中35#樁在鉆進(jìn)至16.3m 時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿現(xiàn)象，泥漿面下降較快。施工人員發(fā)現(xiàn)后立即提鉆，迅速將事先備好的泥漿向孔內(nèi)補(bǔ)充，然后按1∶1 的比例分層拋填粘土和片石，填充至護(hù)筒底0.6m 后，采用1.0～1.5m 低沖程反復(fù)沖砸，擠壓泥石堵塞溶洞，形成堅(jiān)實(shí)的泥石壁，有效地防止了因漏漿產(chǎn)生的塌孔。(2)采用重復(fù)回填和適摻外劑、優(yōu)化漿質(zhì)處理技術(shù)。裙樓5#樁在鉆至孔深14.6m 時(shí)，發(fā)現(xiàn)泥漿面緩緩下降，施工人員采用了35#樁同樣的處理方法后，漿面仍會(huì)下降，在采用孔內(nèi)不斷補(bǔ)充泥漿穩(wěn)住孔壁的同時(shí)，重復(fù)按比例回填粘土和片石，再循環(huán)反復(fù)沖砸，臨時(shí)固壁后，又采用“適摻外劑，優(yōu)化漿質(zhì)”的方法提高孔壁的穩(wěn)定性。護(hù)壁泥漿選用優(yōu)質(zhì)的粘土，并在泥漿中摻入20%的膨潤(rùn)土、0.2%的CMC 羥基纖維素及少量的生石灰等，制成優(yōu)質(zhì)泥漿，進(jìn)行護(hù)壁、固壁。該技術(shù)在多個(gè)類似樁孔中處理效果良好。

3.2 預(yù)防、處理斜(歪)孔措施

鉆至礫質(zhì)粘性土?xí)r，常會(huì)遇到探頭石、漂石，土層軟硬不均;鉆至灰?guī)r巖面時(shí)，單孔截面時(shí)常會(huì)出現(xiàn)“一邊硬、一邊軟”現(xiàn)象，鉆頭會(huì)沿著軟的一側(cè)和巖面傾斜面方向鉆進(jìn)，導(dǎo)致斜(歪)孔;其次，鉆機(jī)基底向某側(cè)發(fā)生沉降、傾斜，或產(chǎn)生位移時(shí)也會(huì)造成斜孔、偏孔的發(fā)生。成孔工藝改進(jìn)后處理措施主要有:(1)回填糾斜法，87#樁鉆至孔深6.5～8.0m時(shí)發(fā)現(xiàn)了偏斜，原因是粘性土中含的探頭石、漂石造成土層軟硬不均所至。經(jīng)測(cè)量偏斜高達(dá)18cm。停鉆后回填片石至護(hù)筒底0.6m，重新采用1.0～1.5m 低沖程慢速鉆進(jìn)。經(jīng)過(guò)2.5 小時(shí)處理，一次性成功糾偏。(2)加焊導(dǎo)正器糾斜法，87#樁在13.2～15.0m 處時(shí)，第二次出現(xiàn)斜孔。分析原因可能是灰?guī)r面起伏不均所制。對(duì)此，將鉆頭進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，在鉆頭底部加焊導(dǎo)正爪，沖擊時(shí)導(dǎo)正爪能快速穩(wěn)定地磕、削孔內(nèi)垂直線上的巖石，提高了鉆頭磕、削巖能力。在周邊加焊導(dǎo)正環(huán)，增大鉆頭受阻面積，并采用了回填部分片石后，加強(qiáng)導(dǎo)正，有效預(yù)防和避免歪錘現(xiàn)象。采取以上措施后，明顯降低了斜(歪)孔的出現(xiàn)。

3.3 預(yù)防和處理塌孔措施

造成塌孔的原因主要有漏漿、鉆進(jìn)過(guò)快、護(hù)壁時(shí)間短、泥漿性能差和未根據(jù)不同地層及時(shí)調(diào)整泥漿比重等。本項(xiàng)目預(yù)防和處理塌孔的改進(jìn)技術(shù)措施是:采用1.0～1.5m 低沖程開孔，在雜填土上形成堅(jiān)實(shí)、鉛直孔壁，對(duì)繼續(xù)鉆進(jìn)起導(dǎo)向作用，進(jìn)入淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土或砂層時(shí)，向孔內(nèi)投入部分小片石和適量粘土，采用低、小沖程沖擊，將粘土和片石擠進(jìn)孔壁加固;若遇有流砂，應(yīng)增大泥漿比重，提高孔壁內(nèi)側(cè)壓力。進(jìn)入圓礫、礫質(zhì)粘性土?xí)r，一般采用3.5m 左右的大沖程，破碎漂(礫)石。再根據(jù)地質(zhì)柱狀圖掌握鉆至灰?guī)r的標(biāo)高，接近頂板0.3～0.5m 時(shí)應(yīng)控制沖程。若遇有溶洞時(shí)，可采用分層分次回填粘土及片石至塌方標(biāo)高以上0.3～0.5m，循環(huán)反復(fù)沖擊成孔，直至重新護(hù)壁鉆進(jìn)。

3.4 預(yù)防和處理卡鉆改進(jìn)措施

在巨大漂(礫)石、灰?guī)r層中沖擊成孔時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)半邊石、孤石、不規(guī)則斜巖石、溶槽、溶溝擠鉆和溶洞中卡、掉鉆等現(xiàn)象。預(yù)防措施有:(1)開鉆前進(jìn)行技術(shù)交底，熟知勘察資料，分析和預(yù)測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)卡鉆地段、地層。(2)向每臺(tái)鉆機(jī)班組詳細(xì)、清楚地交代施工安全注意事項(xiàng)。(3)學(xué)習(xí)處理技術(shù)，避免不當(dāng)操作。

處理技術(shù)改進(jìn)措施有:(1)簡(jiǎn)單打撈法，在圓礫、礫質(zhì)粘性土中出現(xiàn)卡鉆時(shí)，一般只須向上勤提、勤動(dòng)，探頭石、半邊石松動(dòng)以后即可提起鉆頭。(2)采用↓型打撈器打撈法，施工前在錘頭上段加焊一道φ25mm 鋼筋圈作起吊環(huán)，特制打撈器，用小型鋼軌焊成↓型鉤，遇孤石和中風(fēng)化灰?guī)r中卡鉆后，可用↓型打撈器打撈處理。47#樁鉆至孔深19.5m 時(shí)，鉆頭在溶洞中被卡住，用↓型打撈器一次性就順利打撈起鉆頭。(3)爆破法打撈，47#樁在繼續(xù)鉆進(jìn)至21.3m 時(shí)，鉆頭第二次被卡住，但鋼絲繩放松后，鉆頭仍可下去0.5m 左右，采用打撈器處理，效果不理想。經(jīng)分析，錘頭掉入一側(cè)的溶洞中，決定采用爆破法打撈，仔細(xì)探測(cè)卡鉆部位，確定爆破面，清理干凈錘頭上沉渣，將炸藥安放到指定位置引爆，利用引爆后瞬間沖擊力，破碎巖石，松動(dòng)鉆頭，處理卡鉆、掉錘。(4)人工開挖打撈法，條件允許，有時(shí)也采用人工開挖法處理。

4 效果評(píng)述

經(jīng)過(guò)沖擊鉆施工技術(shù)改進(jìn)的應(yīng)用，工期如期完成，經(jīng)樁身自反力平衡靜荷載試驗(yàn)，及大、小應(yīng)變和動(dòng)測(cè)、鉆孔取芯驗(yàn)樁等多種檢測(cè)手段檢測(cè)，沒有發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題，施工質(zhì)量符合規(guī)程、設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐證明，針對(duì)本工程復(fù)雜地質(zhì)條件特征，科學(xué)、合理地進(jìn)行沖擊成孔法施工技術(shù)改進(jìn)的應(yīng)用，不僅積累了在復(fù)雜巖溶地區(qū)進(jìn)行深基礎(chǔ)施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)亦為類似地區(qū)高層建筑樁基工程設(shè)計(jì)、施工探索出一條新路，有廣泛的借鑒價(jià)值。