張昌波

【摘要】巖溶地區(qū)在我國分布較廣，因其環(huán)境地質(zhì)條件復(fù)雜，對工程施工影響較大。本文通過對巖溶地質(zhì)條件施工常見問題進(jìn)行分析，提出影響灌注樁成孔質(zhì)量問題的處理，闡述了成孔過程質(zhì)量控制主要措施，為巖溶地區(qū)樁基基礎(chǔ)工程施工提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】巖溶地質(zhì);灌注樁;成孔質(zhì)量;控制措施

萬丈高樓基礎(chǔ)起，因此基礎(chǔ)的質(zhì)量對整個(gè)項(xiàng)目起著至關(guān)重要的作用，巖溶地質(zhì)在我國的分布廣，由于巖溶地質(zhì)條件的復(fù)雜性，給樁基工程的施工難度大，質(zhì)量要全靠經(jīng)驗(yàn)和檢測手段來控制，并且存在一定的安全隱患。巖溶地質(zhì)巖面傾角較大，構(gòu)造復(fù)雜，地下水文地質(zhì)條件難以勘查，特別在溶洞、溶溝、構(gòu)造裂隙發(fā)育帶常常出現(xiàn)孔壁坍塌，鉆孔傾斜、斷樁等施工質(zhì)量問題，這些都會對灌注樁的安全和施工過程帶來影響。所以巖溶地質(zhì)施工中，只有充分掌握巖溶地質(zhì)條件，了解巖溶分布規(guī)律，一一排除潛在巖溶危害，才能有效控制灌注樁成孔質(zhì)量。

1、鉆孔偏斜

1.1 原因分析

巖溶地質(zhì)條件施工時(shí)巖性界線極其不規(guī)則，巖性強(qiáng)度、巖層傾角變化，以及鉆進(jìn)參數(shù)選取未能及時(shí)改變等都是鉆孔發(fā)生偏斜的原因。而巖性界線處巖體強(qiáng)度大小不均，和巖層傾角變化大則是鉆孔偏斜的主要因素。

1.2 預(yù)防技術(shù)措施

（1）鉆進(jìn)施工前應(yīng)正確進(jìn)行成孔工藝選擇，灌注樁成孔鉆進(jìn)中，沖擊鉆進(jìn)方式可以及時(shí)處理解決巖溶發(fā)育和地層強(qiáng)度不均所引起的孔斜，且操作更為簡單，是巖溶地區(qū)較理想的工藝選擇。

（2）當(dāng)鉆進(jìn)到巖層傾角大于45°的巖性分界面時(shí)，采用減慢鉆速、輕壓鉆機(jī)的鉆進(jìn)方式，直到鉆進(jìn)到分界面下樁的直徑距離時(shí)，再恢復(fù)正常鉆進(jìn)。當(dāng)鉆進(jìn)到巖層傾角小于45°的巖性強(qiáng)度分界面時(shí)，先采用小一徑的鉆頭向下鉆進(jìn)分界面下一倍樁徑，再換回鉆頭用減慢鉆速、輕壓鉆機(jī)的鉆進(jìn)方式再鉆進(jìn)一倍樁徑距離，然后恢復(fù)正常的鉆進(jìn)參數(shù)。

（3）當(dāng)工程對樁的垂直度有很高要求時(shí)，在鉆進(jìn)深度在4米左右時(shí)要進(jìn)行測斜，如果有偏差要及時(shí)進(jìn)行修孔。

（4）鉆進(jìn)到溶洞時(shí)，溶洞填充物質(zhì)硬度較小，填充界面易發(fā)生孔斜，溶洞鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)采用輕壓慢鉆的方式，當(dāng)鉆進(jìn)到填充界面下一倍樁徑時(shí)恢復(fù)正常鉆進(jìn)參數(shù)。

施工中發(fā)生樁孔傾斜時(shí)，常采用新建密實(shí)平臺和補(bǔ)實(shí)孔底兩種修正措施，既發(fā)生孔斜后拋填40—50cm厚石片，夯實(shí)成緊密平臺后再進(jìn)行鉆進(jìn)，和向斜孔內(nèi)拋填碎石或注入強(qiáng)混凝土重新造 “底”后進(jìn)行鉆進(jìn)。

2、漏漿和孔壁坍塌

2.1原因分析

漏漿常發(fā)生在鉆進(jìn)巖層為松散巖土、粗質(zhì)砂礫石等強(qiáng)透水性巖層和巖體中構(gòu)造裂隙發(fā)育，且多與溶溝、溶洞、溶槽相互連通的巖層。樁基工程鉆進(jìn)到溶洞和溶槽時(shí)，地下水來源較豐富，溶洞內(nèi)地勢的起伏變化，很容易形成暗流，在承壓水的作用下，泥漿容易消失;當(dāng)鉆進(jìn)到未填實(shí)溶洞，鉆頭沖破灰?guī)r頂板時(shí)，泥漿就會瞬間掉入溶洞未填實(shí)空間發(fā)生漏漿現(xiàn)象;當(dāng)鉆進(jìn)灰?guī)r巖層時(shí)，層內(nèi)裂隙節(jié)理較發(fā)育，裂隙連通性強(qiáng)，發(fā)生漏漿時(shí)，孔內(nèi)液面會急劇下降，孔內(nèi)壓力降低與外部承壓水形成壓力差，造成孔壁坍塌現(xiàn)象。

2.2預(yù)防技術(shù)措施

（1）鉆進(jìn)時(shí)做好黏土、混凝土等物質(zhì)材料準(zhǔn)備工作，當(dāng)鉆進(jìn)到溶洞或溶槽等復(fù)雜地質(zhì)條件的巖層時(shí)，要拋填黏土?xí)r孔壁壓實(shí)。

（2）進(jìn)行黏土壓實(shí)效果不明顯時(shí)，用混凝土充填并反復(fù)沖擊壓實(shí)，靜置幾天待漏漿裂隙充填堵塞后，再進(jìn)行施工。

（3）根據(jù)超前鉆資料做好處理大溶洞準(zhǔn)備，一旦發(fā)現(xiàn)明顯漏漿情況，迅速提錘、添堵。

（4）遇到地下水位以下，充填不實(shí)的溶洞時(shí)，利用超前鉆進(jìn)行提前補(bǔ)水，防止水頭突然下降而造成的坍孔現(xiàn)象。當(dāng)孔口坍塌不嚴(yán)重時(shí)，只需在孔口重新埋置護(hù)筒，周圍用混凝土進(jìn)行固定，當(dāng)孔口坍塌嚴(yán)重時(shí)，首先要充填黏土到孔口并進(jìn)行壓實(shí)，然后選取泥漿密度1.25g/cm3的鉆進(jìn)參數(shù)重新鉆進(jìn)。

3、地下水與灌注質(zhì)量

巖溶地區(qū)地下水發(fā)育，局部地下水運(yùn)動劇烈，對灌注樁影響較大，容易引起樁身斷裂等工程事故。當(dāng)混凝土灌注到地下水發(fā)育處時(shí)，地下水流動將混凝土沉渣沖向一側(cè)，隨著孔內(nèi)混凝土升高，樁芯質(zhì)量受到影響。施工時(shí)保證沉渣厚度小于10cm，在混凝土灌注至距地下水通道處1m時(shí)，采用將導(dǎo)管埋入混凝土面3～4m，灌注漏斗內(nèi)裝滿混凝土，采用和初灌一樣的方法進(jìn)行灌注使混凝土面快速升高到地下水通道上部，并上下竄動導(dǎo)管增加混凝土的密實(shí)度，在壓力作用下使混凝土有可能進(jìn)入裂隙通道。

4、溶洞處理工藝

溶洞的形成是石灰?guī)r地區(qū)地下水長期溶蝕的結(jié)果，按溶洞充填情況可分為大溶洞和充填溶洞，本文只探討無充填大溶洞。溶洞內(nèi)無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內(nèi)，但存在嚴(yán)重漏水，護(hù)筒內(nèi)水頭高度不能保持時(shí)，可采用片石加粘土回填沖擊，使其形成泥石護(hù)壁。反復(fù)多次回填片石粘土，反復(fù)沖擊直至形成泥石護(hù)壁不再漏漿為止。溶洞較大，洞內(nèi)無充填物或流塑充填物，漏水很嚴(yán)重，采取片石加粘土反復(fù)打密，仍然無法形成泥石護(hù)壁的，可采取鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工。即一面沖孔，一面接鋼護(hù)筒，并且將其振動下沉至已鉆成的孔內(nèi)，以隔斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的活動。

穿越溶洞時(shí)采用沖擊鉆成孔常采用以下工藝進(jìn)行控制：溶洞覆蓋層施工時(shí)，進(jìn)尺速度快，因此應(yīng)選密度大的泥漿。溶洞頂板施工。要根據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)報(bào)告推算溶洞頂板標(biāo)高，鉆孔時(shí)密切注意巖石的風(fēng)化程度，以確定合理的鉆進(jìn)參數(shù)。當(dāng)鉆至溶洞頂1m左右時(shí)，首先準(zhǔn)備足夠的小片石和粘土，粘土要做成泥球（直徑15-20cm），對于半填充和無填充的溶洞要組織足夠的水源。其次在1-1.5m 范圍內(nèi)變換沖程，準(zhǔn)備將洞頂擊穿，防止卡鉆。

5、質(zhì)量控制

鉆前利用地質(zhì)勘測找出溶洞具體位置，對溶洞大小及分布有初步范圍計(jì)算，同時(shí)將溶洞及周邊水文地質(zhì)條件摸清，為施工制定安全可靠的保障措施。備足漏漿和孔壁坍塌的修復(fù)材料，準(zhǔn)備好應(yīng)急工具。對孔徑、偏斜、垂直度要定期進(jìn)行檢查，施工時(shí)要有專業(yè)技術(shù)人員對施工進(jìn)行抽查，檢查地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)是否相符，鉆孔結(jié)束后要檢查終孔深度對鉆孔進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高并清孔后，應(yīng)檢查孔徑、孔深、孔形、豎直高和孔底地質(zhì)是否與設(shè)計(jì)相符合，孔底泥漿沉淀厚度等是否符合要求，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，進(jìn)行清孔。

結(jié)語：

在不同的地區(qū)，甚至在同一路段的不同樁號，溶洞的結(jié)構(gòu)和形態(tài)均存在差異，鉆（下轉(zhuǎn)105頁）（上接102頁）孔灌注樁施工方案和工藝也不盡相同。但是，不管采用哪種施工工藝，為了保證工程進(jìn)展順利，必須最大限度地準(zhǔn)確掌握樁位處的地質(zhì)水文勘察資料，特別對于復(fù)雜巖溶地區(qū)，應(yīng)采取逐樁鉆探，探明具體樁號溶洞情況，確定合理的施工方法，并在附近備足必要的機(jī)具設(shè)備和材料，確保及時(shí)補(bǔ)救及回填復(fù)鉆，而且必須時(shí)時(shí)保證在緊急情況下人員、機(jī)具設(shè)備能及時(shí)撤出坍塌區(qū)。

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