試論水利樁基施工中溶洞不足處理策略

董素英（河南省豫北水利勘測設(shè)計院，河南省安陽市455000）

試論水利樁基施工中溶洞不足處理策略

董素英（河南省豫北水利勘測設(shè)計院，河南省安陽市455000）

溶洞問題在水利樁基施工中一直是一個很難克服的施工難題。由于溶洞是在水平方向上發(fā)育的巖溶形態(tài)并形成的支洞，具有相互交錯、形狀不規(guī)則以及多層疊加等特點，給樁基施工帶來很大的困難。本文通過結(jié)合一個水利樁基工程案例，對溶洞處理中遇到的問題進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的處理措施，最后也提出了自己的一些意見和觀點，為大家提供參考。

水利樁基；溶洞問題；處理措施

引言

目前，我國的巖溶發(fā)育地區(qū)非常多，而且地質(zhì)情況和水文構(gòu)造也是相當(dāng)復(fù)雜，地層中的溶溝、巖穴、石芽等地質(zhì)構(gòu)造含有豐富的地下水，含有不同類型的殘積土層以及風(fēng)化土層，這些都給水利樁基施工帶來很大麻煩，不僅影響工期還影響工程質(zhì)量。因此，在施工的過程中要對巖土的地質(zhì)情況做好勘測和分析，結(jié)合實際情況制定合理有效的處理措施，確保樁基施工順利進(jìn)行。所以說對溶洞的處理在水利工程樁基施工中要重點解決。

1 水利樁基案例介紹

某地區(qū)一項水利樁基工程，經(jīng)過地質(zhì)勘測顯示，該項工程樁基的地層從上到下有素填土、耕植土、黏土、淤泥、全風(fēng)化頁巖、溶洞、微風(fēng)化頁巖。樁基地層中有四層溶洞，而且溶洞呈串珠型分布，其中三個溶洞非常小，勘測的數(shù)據(jù)為0.7m、1.1m和1.3m，較大的溶洞為9.25m，溶洞內(nèi)層為軟塑狀枯土，很少為空溶洞。

1.1 本項工程對溶洞的處理原則

（1）樁基在施工前對每根樁經(jīng)過的地層都要詳細(xì)勘探，記錄詳細(xì)的地質(zhì)情況和勘測數(shù)據(jù)，包括溶洞的高度、深度以及內(nèi)層的填充物等，并通過圖形和列表呈現(xiàn)出來，為合理的制定相應(yīng)的施工方案提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（2）對樁基的填充物進(jìn)行有關(guān)的試驗，對它的力學(xué)性能做出分析，對它的含水量、空隙密度以及容量進(jìn)行詳細(xì)的檢測，為注漿有關(guān)參數(shù)的計算提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（3）依據(jù)地質(zhì)勘測情況以及填充物的研究，認(rèn)真設(shè)定打樁的位置、樁之間的距離、成孔方法以及施工方法。

（4）對制定的每一種方案都要認(rèn)真計算和核實，在施工之前需要進(jìn)行溶洞注漿以及鉆孔試驗，將試驗數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析和討論，以完善施工方案。

（5）如果遇到較大的溶洞時，需要由設(shè)計單位和監(jiān)理工程師進(jìn)行核查，進(jìn)一步明確施工方案，經(jīng)過批準(zhǔn)以后再進(jìn)行施工，以免因為分析不全面影響施工。

1.2 施工方案的確定

本項工程樁基礎(chǔ)的溶洞比較大而且呈串珠型分布，施工的難度非常大。因此是施工中重點控制的部分，對樁基施工質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān)，控制工程進(jìn)度，組織專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行研究和討論，在以往溶洞處理經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前的實際情況，制定科學(xué)、合理的施工方案。

2 溶洞處理中出現(xiàn)的問題

2.1 漏漿多次出現(xiàn)

針對本項工程，施工采用正常的回填方案進(jìn)行回填施工，把砂石、水泥、黏土按照一定的比例混合后填補溶洞，但是修補不了，再次達(dá)到原來位置時會出現(xiàn)漏漿的情況，有時還會出現(xiàn)三次漏漿。因此，這樣的打樁施工非常困難，有時一根樁基就需要花費三四個月的時間，而且還會出現(xiàn)塌方的情況，泥漿也不能補住。一根樁打到標(biāo)高68m，過幾天成了60m，反而短了，這種現(xiàn)象也是經(jīng)常會發(fā)生的。所以要繼續(xù)打樁，繼續(xù)進(jìn)行回填。

2.2 補漿坍塌現(xiàn)象非常嚴(yán)重

對溶洞進(jìn)行處理時，將配置好的漿液注入孔內(nèi)，要控制好速度，如果速度比較慢的話就會出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，造成漏漿，也會出現(xiàn)二次塌孔。如果補漿不及時，也會造成坍塌現(xiàn)象。依據(jù)以往的經(jīng)驗可以判斷，溶洞發(fā)育非常快，波及到的范圍也會非常大，注入的漿液完全起不了多大作用。也有專家研究，有些溶洞是空溶洞，內(nèi)層完全沒有填充物，注入的水泥漿沒有辦法和填充物凝結(jié)，如果溶洞發(fā)育可能漿液就會流入地下水，起不了作用。因此，補漿環(huán)節(jié)操作起來非常困難。

2.3 護(hù)筒下沉的現(xiàn)象

塌孔后，尤其是護(hù)筒以下位置的塌孔操作會造成護(hù)筒的下沉，無法繼續(xù)施工，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。因此，需要暫時停止施工，對其進(jìn)行修整。

2.4 溶洞是相互貫通的

打樁灌漿的方法起不了很好的效果，一方面是因為溶洞時刻在發(fā)育，范圍也非常大，加上有些空溶洞沒有填充物，所以會沒有效果；另一個原因是樁之間的溶洞是相互貫通的，往往在這邊進(jìn)行一根樁打混凝土，混凝土可能就會從另一邊的樁流出來。

3 水利樁基施工中溶洞問題的處理措施

（1）針對本項工程的樁基溶洞處理措施，如果一般的處理方法達(dá)不到效果可以采用水玻璃水泥漿，由于溶洞在樁基底部位置，對具體的位置無法掌控。

（2）漏漿現(xiàn)象很容易造成坍塌事故，所以在鉆孔的過程中可以將水泥的粘稠度適當(dāng)加大，這樣做可以減少地質(zhì)裂縫問題的出現(xiàn)。

（3）護(hù)筒下方出現(xiàn)坍塌的情況，是因為清空或者是混凝土澆筑的時間中間間隔的太長，所以要及時清空及時澆筑混凝土，這樣可以避免塌方的出現(xiàn)。現(xiàn)在很多的水利工程上層建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)荷非常大，所以對樁孔一定要加深，樁之間的距離一定要加密，對鉆孔灌注樁質(zhì)量一定要嚴(yán)格把控，以保證樁基的穩(wěn)定性。

（4）打樁時要注意，對間隔距離比較遠(yuǎn)的先進(jìn)行打樁施工，如果塌孔非常嚴(yán)重，樁的標(biāo)高達(dá)不到要求，就要繼續(xù)填混凝土，然后在原地繼續(xù)打孔，這樣可以節(jié)省時間而且也最有效果?；炷翆⑺孜恢玫娜芏刺畛淞艘院螅趯χ車臉哆M(jìn)行施工時也就非常容易了，樁基施工會越來越快，到最后的樁施工時，溶洞基本上已經(jīng)得到了處理，塌孔現(xiàn)象也就很少出現(xiàn)了，但是這種方法的缺點是成本會很高。

4 提出處理建議

4.1 做好詳細(xì)的地質(zhì)勘查工作

在巖溶地帶進(jìn)行水利工程施工，首先要對地質(zhì)勘探工作非常重視，在施工之前，一定要做好地質(zhì)勘測，對施工現(xiàn)場所處的位置以及周圍范圍內(nèi)溶洞發(fā)育情況要認(rèn)真勘測，包括溶洞的位置、深度、洞穴大小、內(nèi)部的填充物以及水文情況，對深層基巖也要認(rèn)真勘測，對樁的位置準(zhǔn)確定位，對標(biāo)高合理確定，為制定施工方案提供依據(jù)和基礎(chǔ)。

4.2 選擇成孔方案

在巖溶地帶進(jìn)行水利工程施工，由于巖溶的特殊性以及水文地質(zhì)的復(fù)雜，需要依據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)勘測資料制定合理施工方案。如果采用成孔方案需要根據(jù)實際情況認(rèn)真分析，謹(jǐn)慎操作。如果樁基比較長、地下水比較豐富、不適合挖孔樁成孔施工，可以選擇采用沖擊成孔的方式；如果是有地下水、溶洞、溶溝以及發(fā)育非?？斓膸r溶地質(zhì)構(gòu)造，可以采用挖孔樁以及其他的加固措施結(jié)合使用。針對本項水利工程最后制定的施工方案是采用人工挖孔、沖擊成孔以及鋼護(hù)筒等聯(lián)合作業(yè)。

4.3 施工處置

在樁基施工的過程中，如果出現(xiàn)溶洞、溶溝等不良地質(zhì)條件時，成孔的施工需要注意以下幾個方面：如果溶洞、溶溝不是太深的情況，可以先把溶洞內(nèi)部的淤泥清理出來，填充配置好的混凝土，混凝土凝固到一定程度時，在進(jìn)行沖擊成孔；如果基巖的傾斜幅度比較大時，需要用黏土或者是片石來填充，然后再進(jìn)行沖擊成孔；如果溶洞內(nèi)有石頭或者是石芽，需要用小型鉆機對其打眼爆破，但是用藥量一定要控制好，保證施工安全；如果地下水非常豐富需要抽干，有石芽或者石頭阻擋也要進(jìn)行爆破；如果地下水量豐富采用沖擊成孔方法無法進(jìn)行，可以采用人工挖孔或者是鋼護(hù)筒圍護(hù)，然后成孔。水利工程樁基溶洞的處理，無論采用哪種方式都要保證基樁的位置、孔深以及截面大小的精確。所以，對測量控制工作要非常重視。

4.4 安全技術(shù)措施

在巖溶地帶進(jìn)行水利工程施工是非常復(fù)雜而且非常困難，所以首先要保證安全施工，制定嚴(yán)格的安全操作流程以及安全防護(hù)措施，并嚴(yán)格按照施工要求執(zhí)行。比如，做好孔口的安全防護(hù)措施、孔內(nèi)支撐防護(hù)措施、施工設(shè)備的安全防護(hù)以及配置安全的防護(hù)用具等，保證在施工的過程中人員生命不會受到威脅。

5 總結(jié)語

水利樁基施工中的溶洞問題非常復(fù)雜，受到很多因素的影響，處理起來也非常困難，對工期和工程質(zhì)量都會存在嚴(yán)重的影響。因此，要認(rèn)真的做好地質(zhì)勘探工作，依據(jù)實際情況制定科學(xué)、合理的施工成孔方案，對溶洞問題選擇合理的處理方法，確保工程質(zhì)量和施工安全。

[1]楊文元.特殊地質(zhì)條件下鉆孔樁施工方法的探討[J].西部探礦工程，2012（02）.

[2]薛明貴.巖溶地帶沖孔樁施工技術(shù)研究[J].水文地質(zhì)工程學(xué)報，2012（29）.

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2095-2066（2016）15-0049-02

2016-5-10