淺述巖溶地區(qū)樁基施工處理方法

陳春陽王濟(jì)時劉元鋒/.中國冶金地質(zhì)總局中南局 .湖北中南勘察基礎(chǔ)工程有限公司

淺述巖溶地區(qū)樁基施工處理方法

陳春陽1王濟(jì)時2劉元鋒2/1.中國冶金地質(zhì)總局中南局 2.湖北中南勘察基礎(chǔ)工程有限公司

近年來，隨著高層建筑的不斷發(fā)展，使的鉆（沖）孔灌注樁的應(yīng)用越來越廣，因?yàn)楦鞯氐刭|(zhì)情況隨著我國地域廣闊而不盡相同。而且由于巖溶地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從而在施工時給施工帶來了一定的困難。本文結(jié)合某建筑樁基工程，介紹了巖溶地區(qū)的溶洞分類，從而進(jìn)一步探討了巖溶地區(qū)樁基施工方法、具體措施和注意事項(xiàng)。

巖溶地區(qū)；樁基施工；方法

一、溶洞的主要類型

根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，溶洞大體可以分為以下幾類:

(1)根據(jù)溶洞大小進(jìn)行分類:①小型的溶洞，洞高＜0.5m;②一般溶洞，0.5≤洞高≤4.0m;③大溶洞:＞4.0m。(2)根據(jù)洞內(nèi)添充物有無進(jìn)行分類:①洞內(nèi)有填充物且已填滿，為已填充;②洞內(nèi)有但未填滿的，為半填充;③洞內(nèi)無填充物的，為空洞。(3)根據(jù)是否漏水進(jìn)行分類:①不漏水;②半漏水;③全漏水。(4)根據(jù)溶洞垂向數(shù)量進(jìn)行分類:①單一溶洞;②復(fù)雜溶洞。某建筑樁基工程根據(jù)地質(zhì)勘察資料描述，該工程溶洞主要是半填充式，填充物為灰?guī)r和軟塑狀含礫黏土兩種形式，局部可能有全填充式和無填充式形式;溶洞大小分布不均，小的洞高為1～2米，大的洞高達(dá)到了26.5米，且相當(dāng)一部分垂向具有多個溶洞;由于溶洞較多，相互之間串聯(lián)可能性較大，漏漿具有普遍性;有時一個溶洞具備以上多種形式。本文主要闡述沖擊鉆成孔狀態(tài)下的巖溶處理。

二、巖溶區(qū)樁基成孔方案選型

本工程的特點(diǎn)是巖溶分布較廣，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，施工技術(shù)難度大，大部分樁基在20米以下，最深達(dá)75.5米。根據(jù)巖石的硬度、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求的入巖深度（進(jìn)入完整基巖≧2m），成孔方法最終選擇沖擊鉆成孔。

三、巖溶區(qū)樁基施工處理方法及措施

（一）巖溶區(qū)樁基施工處理方法

本工程巖溶區(qū)樁基施工處理方法主要有放拋填物(拋填片石、碎石、黏土、水泥、混凝土或幾種的混合物)、護(hù)筒跟進(jìn)法。巖溶地區(qū)制備造孔泥漿采用膨潤土造漿，并加入適量的純堿防止泥漿沉淀，泥漿比重應(yīng)不小于1.2g/cm3，在距離溶洞頂板1m左右時，泥漿比重加大至不小于1.4g/cm3，同時應(yīng)準(zhǔn)備大量的粘土袋、草袋、木屑、碎石袋、15～25cm片石、適量袋裝水泥及其它機(jī)械設(shè)備，選用小沖程進(jìn)尺逐漸將頂板擊穿后立即進(jìn)行補(bǔ)漿和投擲。根據(jù)超前鉆資料和現(xiàn)場施工情況，在穿越溶洞時，可以采用“草袋粘土包”大量拋填的方法加強(qiáng)鉆孔結(jié)構(gòu)護(hù)壁。待泥漿面穩(wěn)定后，再采用小沖程沖錘輕打擠壓形成泥石孔壁成孔。在對溶洞進(jìn)行處理時，首先要做好準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行鉆孔開始之前，需要在周邊場地準(zhǔn)備好足夠的碎石及粘土袋，同時還應(yīng)有適當(dāng)數(shù)量的水泥袋。

（二）巖溶區(qū)成孔施工處理措施

1.沖孔時，應(yīng)對小裂縫及溶溝等地形采取投放黏土及碎石的措施，并利用水泥袋進(jìn)行護(hù)壁，嚴(yán)防泥漿流失，確保鉆孔能夠正常通過。

2.如果在前期地質(zhì)勘探時獲得結(jié)論為小溶洞或無溶洞，但在施工時突然發(fā)生跑漿，則擠壓過大，造成周邊大溶洞洞壁劈裂的可能性很大。應(yīng)迅速投放黏土片石塊或水泥袋，對其進(jìn)行護(hù)壁及固化作用，以使得鉆孔能夠正常通過。

3.對較小溶洞(洞高＜0.5m)，溶洞內(nèi)有填充物，是軟塑的礫質(zhì)黏土，先對溶洞頂部成孔，然后用小沖程鑿穿溶洞頂板，若鉆進(jìn)過程中泥漿損失較慢，不能有效護(hù)壁、易塌孔，應(yīng)及時補(bǔ)充泥漿，并拋填片石+黏土按1∶1.5投放回填沖擊充填擠實(shí)后再鉆進(jìn)。

4.當(dāng)鉆進(jìn)入的是空洞溶洞，并且如果空洞的洞身在5m以內(nèi)時，可對填充壓實(shí)的方法進(jìn)行采用，從而進(jìn)行鉆孔:①填充至空洞口以上1m高左右，緩慢下落鉆具并進(jìn)行沖砸，如此進(jìn)行往返操作，直到在鉆具沖砸時的沖撞聲由小變大，或進(jìn)尺變小為止。②接入高鋼護(hù)筒，同時要在護(hù)筒內(nèi)不加入充足泥漿，以增加其壓力。同時在護(hù)筒的頂部增加振動錘，加力錘擊護(hù)筒，在護(hù)筒側(cè)頂位置開孔加泥漿并投放混合材料。等待其沉壓3－5日之后，觀察無特殊情況發(fā)生，即可再恢復(fù)施鉆。

5.下鋼護(hù)筒跟進(jìn)鉆孔是對于溶洞高度較大(洞高＞4m)時所采用的，從而輔以片石、黏土塊或C20砼封堵的方法。護(hù)筒采用振動錘或者利用錘頭自重下壓方式下放。對于糖葫蘆串珠狀的溶洞，根據(jù)情況采用多層鋼護(hù)筒遞進(jìn)的方法鉆進(jìn)，采用多層鋼護(hù)筒跟進(jìn)時，護(hù)筒采用壁厚10～12mm的鋼護(hù)筒。

表1

6.泥漿迅速流走是因?yàn)橛械娜芏磁c地下暗河或其他溶洞是相通的，從而使得水頭高度急劇下降，使漏漿情況發(fā)生。施工時要在孔邊盡可能對一定數(shù)量的片石和黏土多備足，如果有漏漿現(xiàn)象出現(xiàn)，及時多回填片石和黏土沖擊造壁，并馬上補(bǔ)水，防止水頭高度繼續(xù)下降。然后采用多層鋼護(hù)筒遞進(jìn)的方法鉆進(jìn)。

該方法就是一面沖孔，一面接鋼護(hù)筒，并且將其壓到下沉至已鉆成的孔內(nèi)。當(dāng)樁孔穿過多個溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時，上面已形成的泥石護(hù)壁坍塌漏水并且無法解決時，可以全鋼護(hù)筒跟進(jìn)到這個溶洞位置堵漏。如果在前期地質(zhì)勘探時獲得結(jié)論為小溶洞或無溶洞，特別是無填充以及半填充物的溶洞，應(yīng)選用鉆頭較小型的器具進(jìn)行鉆探工作。同時應(yīng)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿以及用草袋、鋸末和粘土，并加水?dāng)嚢枳罱K成軟塑狀，填滿溶洞后觀察二十四小時后，如無異常情況發(fā)生，再進(jìn)行正式鉆孔。

沖孔在離溶洞頂板位置約1m左右高度時，加大泥漿的摻入比重并選用較小型的沖程，逐漸擊穿頂板。并且在頂板擊穿之前，需要安排專人負(fù)責(zé)對孔內(nèi)泥漿面變化進(jìn)行密切觀察，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿，就應(yīng)該立即提錘泥漿，同時將片石、粘土袋等混合物拋填入鉆孔中，等待泥漿面穩(wěn)定且不再下降之后，改用小沖程的沖錘輕打擠壓形成泥石孔壁并逐漸成孔。

不管溶洞原來是否空溶洞或半填充或溶洞內(nèi)填充物為軟粘性土或淤泥土，也不管是否有漏漿現(xiàn)象，在溶洞頂板被沖錘擊穿后，沖錘進(jìn)入溶洞后均應(yīng)向孔內(nèi)投入片石塊及粘土袋，當(dāng)填充后超過溶洞頂面3m左右時，改用小沖程沖錘法沖擊投下的混合物，如此進(jìn)行反復(fù)多次操作，堵塞溶洞通道固壁，可大大減少灌樁時混凝土擴(kuò)散流失量。沖錘在沖破溶洞時可能會出現(xiàn)滑入溶洞中的現(xiàn)象，在提錘時容易被溶洞頂板巖石卡住而造成埋錘。施工過程中，也嚴(yán)禁在溶洞周邊打松錘，應(yīng)將鋼絲繩繃緊，從而采用小沖程進(jìn)行緊擊低打。

四、結(jié)束語

巖溶地區(qū)樁基施工，由于巖溶發(fā)育結(jié)構(gòu)具有不定向性和不均質(zhì)性，導(dǎo)致施工難度增加，風(fēng)險(xiǎn)難以控制，因此，施工過程前應(yīng)將準(zhǔn)備工作充分做好，從而加強(qiáng)施工過程管控工作，根據(jù)巖溶的發(fā)育程度合理選擇成孔施工方法和措施，并特別注意以下幾點(diǎn)：

（1）樁基施工前必須做超前鉆勘察，Φ800以內(nèi)樁基不少于1孔，Φ1000以上樁基不少于2孔；

（2）施工前應(yīng)編寫針對性巖溶處理方案；

（3）對地面出現(xiàn)塌陷的區(qū)域，待勘查清楚巖溶發(fā)育特征，方可施工；

（4）對巖溶發(fā)育不均勻的地域，應(yīng)先施工巖溶不發(fā)育地區(qū)，再施工巖溶發(fā)育區(qū)域；

（5）參與巖溶地區(qū)樁基施工的所有人員應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)后方可上崗。

［1］竇廣元．淺談巖溶地區(qū)樁基施工技術(shù)措施［J］．城鄉(xiāng)建設(shè)，2010(29)．

［2］顏建平．巖溶地區(qū)樁基施工淺析［J］．巖土工程界，2009(04):61－64．