論旋挖成孔在巖溶地基中的應(yīng)用

王海軍

貴州江源建筑設(shè)計(jì)有限公司

1 工程概況

烏當(dāng)區(qū)馬家灣公租房項(xiàng)目2#樓～5#樓結(jié)構(gòu)形式為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，擬采用基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)。擬建場(chǎng)地地形地貌相對(duì)簡(jiǎn)單，但下伏基巖為可溶性碳酸鹽巖，存在巖溶發(fā)育不良地質(zhì)作用，故為二級(jí)場(chǎng)地。場(chǎng)地內(nèi)巖土種類(lèi)多，性質(zhì)變化較大，地基復(fù)雜程度為一級(jí)地基，巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。

2 巖土工程勘察情況與施工選型

經(jīng)鉆探揭露，場(chǎng)地下伏基巖地層為三疊系安順組二段淺灰色泥質(zhì)白云巖和三疊系安順組一段淺灰色白云巖。由于局部區(qū)域受節(jié)理裂隙發(fā)育及地表水的作用，致使部分巖石被溶蝕，形成豎向的裂隙。經(jīng)統(tǒng)計(jì)本次完成的387 個(gè)鉆孔中31 個(gè)鉆孔遇溶洞，見(jiàn)洞隙率8.0%，相鄰柱基之間基巖起伏面相對(duì)高差2m～5m，根據(jù)GB 50007—2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》表6.6.2 及DBJ52/T 046—2018《貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范》劃分場(chǎng)地巖溶條件為中等發(fā)育。擬建場(chǎng)地基巖裂隙水富水性總體上較弱，屬弱透水層，通過(guò)鉆探孔進(jìn)行簡(jiǎn)易水文觀測(cè)，鉆探深度范圍內(nèi)未見(jiàn)地下水，場(chǎng)區(qū)地下水埋藏較深。地下水位埋藏較深，對(duì)工程影響較小。其中，由于2#樓建設(shè)區(qū)域巖溶較發(fā)育，建議采用樁基礎(chǔ)。

圖1 2#樓巖土工程勘察剖面圖

圖2 旋挖成孔灌注樁施工示意圖

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件和工期計(jì)劃等綜合考慮，選用旋挖成孔灌注樁施工技術(shù)。下面就2#樓旋挖成孔在巖溶地基中的施工應(yīng)用進(jìn)行探討。

3 旋挖成孔在巖溶地基施工中的質(zhì)量控制措施要點(diǎn)

3.1 樁位控制

施工時(shí)，樁位伴隨偏移的因素有：測(cè)量者進(jìn)行定位測(cè)量的時(shí)候伴隨錯(cuò)誤；旋挖機(jī)伴隨不當(dāng)?shù)牟僮?；未能?zhǔn)確的定位鋼筋籠或者澆筑的時(shí)候伴隨偏移。要想預(yù)防樁位偏移，可以采取的措施是：（1）結(jié)合樁位做好護(hù)筒的預(yù)埋，埋設(shè)工作要穩(wěn)定且準(zhǔn)確，同時(shí)要處于垂直狀態(tài)。（2）在護(hù)筒的上方進(jìn)行溢漿孔（1～2個(gè)）的開(kāi)設(shè)。（3）為做好圓礫層塌孔的預(yù)防和混凝土超量的相關(guān)控制，埋設(shè)護(hù)筒的時(shí)候，需要：黏土中高于1m，沙土中高于2m；如果遇到圓礫層，則要實(shí)施全部穿越；就旋挖樁而言，如果遇到大于2m溶洞的時(shí)候，無(wú)法填充護(hù)壁泥漿，則可選擇10mm 的厚壁筒作為護(hù)壁進(jìn)行施工的跟進(jìn)，根據(jù)實(shí)際樁徑挑選鉆孔徑，以后者比前者大二十公分為佳，跟進(jìn)過(guò)程中，護(hù)筒直到樁底持力層1m，之后選擇設(shè)計(jì)樁徑鉆頭進(jìn)行施工一直到樁底標(biāo)高（設(shè)計(jì)）。（4）就護(hù)筒周?chē)?，要采用黏性土由下及上的進(jìn)行搗實(shí)填滿(mǎn)工作。

3.2 孔底沉渣厚度控制

（1）挑選清孔策略的時(shí)候，要結(jié)合設(shè)備實(shí)際、鉆孔方法以及具體的設(shè)計(jì)和地層概況進(jìn)行選擇，清孔辦法有多種，一種為掏渣法，一種為換漿法，一種為抽漿法，一種為噴射法。（2）做好清孔時(shí)間的嚴(yán)格控制，樁成孔以后，在鋼筋籠吊放以前和導(dǎo)管陳放之前，孔內(nèi)的原土泥漿懸浮，時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)，沉渣就會(huì)沉積到孔底，若沉淀太多就很難在混凝土的沖擊下進(jìn)行反起，最終發(fā)展為永久性沉渣，對(duì)樁基工程的質(zhì)量有著很大影響。（3）做好清孔泥漿指標(biāo)的嚴(yán)格控制，在清孔的時(shí)候，泥漿密度大多數(shù)情況下小于鉆孔泥漿的密度，但泥漿有著過(guò)小的黏度和密度，則會(huì)對(duì)孔壁的穩(wěn)定造成影響，進(jìn)而減弱清孔的成效。（4）利用高效的固孔策略。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和規(guī)定做好護(hù)筒的設(shè)置，施工的時(shí)候，保護(hù)好護(hù)筒，預(yù)防碰撞或者因?yàn)檎駝?dòng)使得孔口伴隨坍塌。挑選合理的鉆孔和清孔機(jī)具。如果樁孔土層太過(guò)松軟，容易坍塌，則盡可能的不要選擇具有較大振動(dòng)、較低負(fù)壓的施工機(jī)具以及工藝方法，拆卸鉆具以及安裝導(dǎo)管的時(shí)候，盡量不要碰撞孔壁；挑選科學(xué)的鉆孔泥漿指標(biāo)，使得孔壁可以形成實(shí)效相對(duì)較高的泥皮保護(hù)層。如果土層易坍塌、松散，可以進(jìn)行護(hù)筒的適度深埋，做好回填土的密實(shí)。（5）二次清孔結(jié)束以后，要徹底的進(jìn)行清孔，此項(xiàng)工作可以利用優(yōu)質(zhì)泥漿，將泥漿的黏度和密度控制好，不能直接利用清水進(jìn)行置換，鋼筋垂直緩緩放入孔中。首批混凝土進(jìn)行灌注以前，要進(jìn)行孔底沉渣層厚度的再次探測(cè)，如果超出了規(guī)定的需求，就要灌注混凝土以前通過(guò)導(dǎo)管做再一次的清洗工作，一直到符合標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)不論是沉渣的厚度還是孔口的返漿密度都符合標(biāo)準(zhǔn)以后，要在第一時(shí)間針對(duì)水下混凝土做相應(yīng)的灌注。澆筑的時(shí)候要切忌鉆具碰到孔壁，從而伴隨坍孔，這也會(huì)使得第二次的清孔工作面臨較大難題，有時(shí)，可能二次清孔通過(guò)了也不能預(yù)防塌落的沉渣，清除的時(shí)候只能采用高壓注漿法。

3.3 全套管管內(nèi)取土（巖）成孔控制

全套管管內(nèi)取土（巖）成孔灌注樁施工應(yīng)不間斷地一次完成，不得無(wú)故停鉆。成孔完畢后的工序應(yīng)連續(xù)施工，成孔完畢至灌注混凝土的間隔時(shí)間不宜超過(guò)24小時(shí)。在鋼外套管內(nèi)挖掘土層時(shí)，遇到堅(jiān)硬土和巖石時(shí)，嚴(yán)禁用錘式抓斗沖擊，應(yīng)用沖錘（錐）或鑿巖機(jī)具將硬層有效破碎，再繼續(xù)掘進(jìn)。混凝土灌注時(shí)應(yīng)一邊灌注混凝土一邊拔鋼外套管，應(yīng)始終確?；炷粮叱鲣撏馓坠艿锥瞬恍∮?m。逐節(jié)拔出并拆除鋼外套管，將鋼外套管全部取盡。

4 旋挖成孔在巖溶地基施工中遇溶洞的處理措施

如果發(fā)現(xiàn)存在溶洞，結(jié)合施工勘察，將溶洞位置明確出來(lái)，接著結(jié)合溶洞洞況和洞中的具體充填物，針對(duì)溶洞采取針對(duì)性的處理策略：①旋挖樁遇溶洞高小于兩米并且溶洞中有穩(wěn)定的充填物（諸如黏土等）時(shí)，利用當(dāng)前的施工工藝，可以選擇泥漿護(hù)壁法，也可以選擇干成孔法，當(dāng)成孔以后，填充物選擇素混凝土，強(qiáng)度等級(jí)同樁身的混凝土。②旋挖樁遇溶洞高小于兩米，溶洞中沒(méi)有填充物或者有類(lèi)似圓礫層的不穩(wěn)定填充物，利用當(dāng)前的泥漿護(hù)壁法難以達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，為了確保工期，重視樁基礎(chǔ)質(zhì)量，待成孔以后采用同樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)的素混凝土進(jìn)行溶洞填充，一次性灌注成樁。③根據(jù)巖土工程勘察情況，若遇單個(gè)溶洞高度大于兩米的一個(gè)或多個(gè)溶洞時(shí)，其混凝土填充溶洞的用量無(wú)法預(yù)估，為防止混凝土流失而無(wú)法成樁，有效控制混凝土充盈系數(shù)，應(yīng)采用全套管管內(nèi)取土（巖）成孔。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，基礎(chǔ)建設(shè)得到了蓬勃的發(fā)展，在建設(shè)工程施工質(zhì)量控制管理中，要全面結(jié)合施工特點(diǎn)，科學(xué)選擇施工技術(shù)方案，充分重視施工技術(shù)應(yīng)用管理工作。只有做好建設(shè)工程的施工質(zhì)量控制，尤其是在包括巖溶地基旋挖成孔施工在內(nèi)的各項(xiàng)施工技術(shù)管理工作中打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，才能推進(jìn)我國(guó)工程建設(shè)向更好、更高層次的方向發(fā)展。