詹清平

【摘要】本文結(jié)合粵北溶巖地區(qū)房建工程的實際施工經(jīng)驗，分析了樁基礎(chǔ)施工時溶洞的特征，總結(jié)了在溶洞地質(zhì)條件下樁基施工的常規(guī)成孔法，從而安全、經(jīng)濟、高效地完成樁基礎(chǔ)施工。

【關(guān)鍵詞】房建工程；樁基；溶洞

1. 工程概況

某樓盤位于廣東省韶關(guān)市武江區(qū)境內(nèi)，屬于溶巖發(fā)育地區(qū)，功能為高級住宅小區(qū)，樓層27～31層?；A(chǔ)均采用沖孔樁基礎(chǔ)，樁徑有0.8m、1.0m、1.2m，地質(zhì)勘察單位對該樓盤進行單樁勘探，地質(zhì)勘探結(jié)果大部分樁屬于溶洞樁，樁身設(shè)計長度為30～43.5m。地質(zhì)資料顯示從上至下為1、素填土，2、粉質(zhì)粘土，3、殘積粉質(zhì)粘土，4、全風化粉砂質(zhì)泥巖，5、微風化灰?guī)r，6、微風化灰?guī)r。部分溶洞為空洞、半填充、全填充。地下水不發(fā)育，所有溶洞均未發(fā)現(xiàn)地下水。土洞和灰?guī)r溶洞（部分為空洞）極為發(fā)育，地基存在潛在的不穩(wěn)定漏漿。

2.溶洞處理目的及處理方法

2.1溶洞處理的目的

溶洞處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達到一定的強度，防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及完成水下混凝土灌注。

2.2處理方法

由于溶洞埋藏較深，不能直接采用填充混凝土等一般方法處理，通常處理溶洞的方法是片石粘土筑壁法、灌漿法、雙鋼護筒跟進法等。

3.溶巖地區(qū)鉆孔灌注樁施工工藝

3.1片石粘土筑壁法

在溶洞不是太大（一般2m～5m以內(nèi)），存在漏水或半漏水，護筒水頭高度不能保持時，可采用片石加粘土，（按1：3體積比）回填沖擊使其形成泥石護壁，一次不行回填沖擊兩次，兩次不行回填沖擊三次，如此反復回填片石粘土，直至形成泥石護壁，不再漏漿為止。該方法優(yōu)點是操作簡單，原材料價格低廉，處理溶洞造價較低。缺點是該方法對單樁出現(xiàn)溶洞處理效果明顯，對溶洞較大且貫通性溶洞則不易采用。

3.2灌漿法

在溶洞埋藏較深、溶洞較大且與其他溶洞相通，易采用灌注水泥漿、水泥砂漿的方法，該方法直接對溶洞進行填充，主要集中對溶洞較大樁位處進行地質(zhì)加固，以保證鉆孔時護壁泥漿不流失。該方法優(yōu)點是對埋藏較深、溶洞較大且與其他溶洞相通，通過注漿可將溶洞直接填充，多用于溶洞集中處，避免在樁基施工時，需對逐根溶洞樁進行處理，可節(jié)約時間、加快進度、節(jié)省大量成本。采用該方法需對溶洞地質(zhì)勘探準確。

3.3雙鋼護筒跟進法

1）工藝程序：施工準備 埋設(shè)護筒 移動樁機、定位 鉆孔 回填片石、粘土溶洞處理 清孔、吸泥清渣。

2）施工要點：

① 外護筒直徑應(yīng)較設(shè)計樁徑大20cm，內(nèi)護筒直徑應(yīng)較設(shè)計樁徑大5cm。

② 施工程序：根據(jù)地質(zhì)鉆探資料提供的溶洞分布情況，按照先短后長，先易后難，先外后內(nèi)的原則確定各樁施工順序。

③ 外護筒下至巖面以后，即開始對覆蓋層和頂板進行沖鉆，其鉆孔方法與傳統(tǒng)的沖擊鉆孔方法相同，但成孔的樁徑比設(shè)計樁徑大7cm，一遍內(nèi)護筒順利通過頂板。護筒跟進示意如圖：

④ 當鋼護筒打至第一層巖面或穿過溶洞到下一層巖面時，為使開孔堅實、豎直、圓順和對繼續(xù)鉆孔起導向作用，應(yīng)在鉆孔前拋0.5-1.0m3的小片石和適量粘土，借鉆頭沖擊力把粘土、石塊擠向孔壁，以加固護筒刃腳。內(nèi)護筒刃腳處理示意如下圖：

如上圖所示，利用沖擊成孔時對孔壁會產(chǎn)生擠壓的特點，在鋼護筒刃腳范圍內(nèi)拋填塊石、粘土，用2-4m沖程進行沖壓，使其密實造壁，反復多次，直至孔底平整才可以向下沖進，處理同時可以沖平參差不齊的巖面。

3.4 施工工藝比選總結(jié)

在溶洞較大，洞內(nèi)無填充物或有流塑狀充填物，采取片石加粘土反復沖擊仍無法形成泥石護壁時，可采用雙鋼護筒跟進方法，將其振動下沉至已鉆成的孔內(nèi)，用以隔斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的方法。該方法優(yōu)點是對單根較大溶洞樁處理效果明顯。缺點是需購買大量鋼護筒，造價相當大，對相連通溶洞則不易采用。

根據(jù)本工程的地質(zhì)情況，經(jīng)過認真分析，經(jīng)濟比選，決定采用片石粘土筑壁法結(jié)合灌漿法來進行施工，溶洞夾層深度較大的可采取雙鋼護筒跟進法施工。

4.施工技術(shù)、質(zhì)量控制

現(xiàn)對27棟4號樁施工進行分析，該樁護筒頂標高為58.452m，設(shè)計孔底標高27.002m，應(yīng)鉆深度31.45m.采用沖擊鉆成孔，鉆頭直徑1. 0m，鉆頭質(zhì)量4200Kg。

上部地質(zhì)為素填土（黃褐色）、粉質(zhì)粘土，微風化灰?guī)r、溶洞（軟塑狀粘土全填充）、微風化灰?guī)r、溶洞（軟塑狀粘土全填充）、微風化灰?guī)r、中風化灰?guī)r、溶洞（無填充）、中風化灰?guī)r。厚度分別為3.5m、5.1m、5.5m、3.9m、0.8m、0.8m、3.2m、0.8m、3.1m、4.75m。鉆進速度較快。下部地質(zhì)為微風化灰?guī)r（強風化、弱風化），厚度分別為5.5m，與勘探地質(zhì)資料基本一樣，再下面鉆至第一層溶洞，泥漿迅速流走，水頭高度急劇下降，造成漏漿，及時回填片石、粘土并用樁錘沖擊造壁，并馬上補水，防止水頭高度繼續(xù)下降，以免造成塌孔。為保證固壁良好，向孔內(nèi)投放片石，以0.6m的小沖程鉆進，并按比例投入粘土，溶洞內(nèi)鉆進時，泥漿比重為1.5。經(jīng)以上方法反復操作，不再漏漿，順利通過第一層溶洞。

第一層溶洞與第二層溶洞之間為4.8m的微風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，進尺慢，在沖至離第二層溶洞約1m處，小沖程沖擊，逐漸擊穿頂板，進入第二層溶洞，與設(shè)計地質(zhì)相符，同樣出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，23.6米高的水頭瞬間流走，溶洞高為3.1m，由于該層溶洞較大且與1-3號樁相連通，經(jīng)反復向孔內(nèi)投放片石與粘土均不見效，所以改用注入水泥漿來填充溶洞，該方法雖需大量水泥漿，但可一次性填充1-3號樁基溶洞，為以后其他樁基施工節(jié)省時間、加快進度。

最后一層地質(zhì)為中風化灰?guī)r，巖質(zhì)較硬，在該層施工中，為保證第一層溶洞的穩(wěn)定，泥漿比重均在1.5以上，泥漿未加水稀釋，只保持循環(huán)，濃度較大。采用吸泥法清孔，利用鉆機的泥漿泵持續(xù)吸渣5min～15min左右，將孔底鉆渣清除干凈。當下完鋼筋籠和導管后進行二次清孔，使清孔后孔內(nèi)泥漿指標及孔底沉渣厚度符合設(shè)計及規(guī)范要求。

5. 樁成孔成效對比

經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用片石粘土筑壁法結(jié)合灌漿法，順利完成溶洞樁基施工，歷時5天，其中成孔耗時2天，溶洞處理3天，溶洞處理拋投片石平均每根樁需片石64m3，粘土192m3，水泥漿48m3。而若采用雙鋼護筒跟進法，歷時6天，其中鋼護筒施打耗時1天，成孔2天，溶洞處理3天，鋼護筒施打7.38t，溶洞處理拋投片石平均每根樁需片石45m3，粘土135m3。實踐證明，采用片石粘土筑壁法結(jié)合灌漿法比采用雙鋼護筒跟進法，節(jié)省了施工時間，加快了施工進度，同時節(jié)約大量費用。

結(jié)束語

[1]粵北溶巖地區(qū)溶洞樁基成孔施工方法，是經(jīng)過實踐經(jīng)驗總結(jié)出來的。

[2]地質(zhì)勘探必須具備足夠的深度，以保證提供準確的地質(zhì)資料。為確保安全，建議采取一樁二鉆探。

[3]已完成的所有溶洞樁基，經(jīng)高應(yīng)變動測法檢測、抽芯檢測與靜載試驗檢測，均為Ⅰ類樁，優(yōu)良率100%；證明樁基的成孔方法是成功的。