巖溶區(qū)鉆孔灌注樁施工管理研究

黎育文

（萍鄉(xiāng)市上栗公路事業(yè)發(fā)展中心，江西 萍鄉(xiāng) 337001）

1 工程概況

某公路橋梁工程場(chǎng)地處在巖溶發(fā)育區(qū)中，現(xiàn)場(chǎng)地形條件較為復(fù)雜，但總體地勢(shì)起伏較小，地面標(biāo)高在91.96 ～94.95m 范圍內(nèi)。該公路橋梁地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)與巖土工程勘察等級(jí)均為甲級(jí)。

結(jié)合前期勘察成果，該場(chǎng)地巖土層從上到下依次為：雜填土層、表層黏土層、黏土層、粉質(zhì)黏土層、硬塑狀紅黏土層、可塑狀紅黏土層、微風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r層。從鉆孔揭露成果來(lái)看，場(chǎng)地中巖層埋深在11.5 ～33.5m 范圍內(nèi)，相當(dāng)于60.67 ～82.73m 的標(biāo)高，根據(jù)剖面圖可知，巖面有較大起伏，可見(jiàn)很多大小不同的巖溶溝槽，導(dǎo)致整個(gè)巖面不連續(xù)。

另外，局部地段溶洞發(fā)育，大部分溶洞被軟塑狀黏性土完全充填，巖溶有很高的復(fù)雜程度，發(fā)育等級(jí)強(qiáng)烈。該公路橋梁基礎(chǔ)為旋挖鉆孔灌注樁，以微風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r層作為持力層，施工中應(yīng)先對(duì)每根樁的樁位實(shí)施預(yù)先鉆孔，以探明樁身和樁底部的實(shí)際地質(zhì)情況。巖溶區(qū)樁基施工的重點(diǎn)包括：地質(zhì)勘探準(zhǔn)確，一樁一孔，按照地質(zhì)勘探確定溶洞情況，如填充溶洞、半填充溶洞、空填溶洞與地下流動(dòng)暗河，針對(duì)不同情況做好施工過(guò)程質(zhì)量控制。

2 施工工藝

2.1 施工流程

巖溶區(qū)灌注樁施工按照以下順序進(jìn)行：場(chǎng)地平整處理→樁位測(cè)量放線→鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)就位→埋設(shè)鋼護(hù)筒→補(bǔ)充穩(wěn)定液→成孔（若成孔過(guò)程中遇到溶洞，應(yīng)適當(dāng)減慢鉆進(jìn)速度）→清孔和孔深建設(shè)→鋼筋籠與導(dǎo)管下放→二次清孔→水下灌注混凝土→成樁，將鋼護(hù)筒拔出。

2.2 施工要點(diǎn)

該工程所用旋挖鉆孔技術(shù)是一種近幾年出現(xiàn)并取得快速發(fā)展的技術(shù)，因相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，必須強(qiáng)化施工組織管理，重點(diǎn)關(guān)注以下各項(xiàng)施工要點(diǎn)：

（1）對(duì)樁位進(jìn)行的測(cè)量放線必須達(dá)到準(zhǔn)確無(wú)誤，以此為之后的成孔施工奠定良好基礎(chǔ)；

（2）根據(jù)溶洞分布情況，在鉆孔開(kāi)始前確定溶洞處理措施，如樁基鉆孔全護(hù)筒跟進(jìn)、溶洞漏漿造漿防塌孔、溶洞回填等。

（3）在埋設(shè)鋼護(hù)筒的過(guò)程中，使用直徑應(yīng)比樁徑大300mm，且長(zhǎng)度達(dá)到3m 以上的鋼護(hù)筒，將鋼護(hù)筒埋設(shè)完成后，其高度應(yīng)比地面略高30cm，并對(duì)鋼護(hù)筒中心和樁位中心之間的偏差進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)鋼護(hù)筒垂直度予以全程嚴(yán)格檢查，保證埋設(shè)完成的鋼護(hù)筒始終處于垂直狀態(tài)[1]；

（4）鉆進(jìn)成孔時(shí)，應(yīng)隨時(shí)對(duì)鉆頭實(shí)際情況進(jìn)行檢查，當(dāng)磨損較為嚴(yán)重，無(wú)法保證成孔施工質(zhì)量時(shí)，應(yīng)立即更換鉆頭；

（5）鉆進(jìn)成孔時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理孔口存在的積水，當(dāng)出現(xiàn)縮孔與漏漿現(xiàn)象時(shí)，必須立即處理，尤其是在樁孔下部相對(duì)較深的位置存在葫蘆串形溶洞情況下，極易產(chǎn)生漏漿或?qū)е裸@頭被卡，此時(shí)要對(duì)鉆進(jìn)速度予以嚴(yán)格控制，以此平穩(wěn)地從這一溶洞區(qū)域中通過(guò)；

（6）鉆進(jìn)成孔結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔，確保清孔質(zhì)量達(dá)到要求；

（7）旋挖成孔完成后，應(yīng)盡快對(duì)鋼筋籠與聲測(cè)管進(jìn)行下放，并在混凝土灌注開(kāi)始前嚴(yán)格檢查孔底沉渣厚度，若未能達(dá)到要求，應(yīng)盡快實(shí)施二次清孔，直至孔底沉渣厚度合格；

（8）在混凝土灌注過(guò)程中，應(yīng)注意以下要點(diǎn)：混凝土灌注速度要和導(dǎo)管起拔速度完全一致；混凝土密度應(yīng)略大于泥漿密度。同時(shí)，在巖溶發(fā)育場(chǎng)地進(jìn)行混凝土灌注的過(guò)程中，應(yīng)先以地質(zhì)報(bào)告為依據(jù)，對(duì)地質(zhì)相對(duì)復(fù)雜的樁柱先行灌注，并結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)多準(zhǔn)備一定量的混凝土，在其快速下降的過(guò)程中可以及時(shí)補(bǔ)充；樁孔中混凝土初灌量必須充足，以保證導(dǎo)管的下端口可以處在混凝土液面下部；混凝土灌注時(shí)使用的導(dǎo)管應(yīng)始終處在混凝土液面以下2 ～6m，灌注時(shí)必須對(duì)導(dǎo)管實(shí)際提升速度予以嚴(yán)格控制；考慮到樁頂容易產(chǎn)生混凝土不密實(shí)問(wèn)題，故即將澆筑至樁頂時(shí)，應(yīng)盡快進(jìn)行充分振搗；混凝土灌注過(guò)程中應(yīng)對(duì)灌注速度予以嚴(yán)格控制，以此減少鋼筋籠受到的沖擊，避免鋼筋籠發(fā)生明顯上浮[2]；混凝土供應(yīng)必須連續(xù)，做好導(dǎo)管插拔時(shí)間與埋深控制，及時(shí)處置因遇溶洞造成的混凝土損失。

3 施工管理

現(xiàn)場(chǎng)施工中，5#與6#橋墩樁基施工人員自身技術(shù)水平相對(duì)一般，加之施工管理不夠嚴(yán)格，導(dǎo)致成孔完成后的清孔等環(huán)節(jié)比較粗糙，將鋼筋籠下放到位后未能和孔口固定，也沒(méi)有對(duì)樁頂混凝土進(jìn)行充分振搗，最重要的是未能充分考慮到樁基所在場(chǎng)地處在巖溶區(qū)，施工完全照搬處在地質(zhì)良好場(chǎng)地樁基的施工工藝，導(dǎo)致經(jīng)常發(fā)生漏漿、卡鉆與掉鉆。但在9#橋墩樁基施工中，相關(guān)施工人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)場(chǎng)地特殊性予以了充分考慮，嚴(yán)格按照以上技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行施工，對(duì)包含成孔與灌注在內(nèi)的任何一個(gè)施工環(huán)節(jié)都能做到認(rèn)真對(duì)待。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)樁基檢測(cè)，對(duì)以上橋墩樁基質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，檢測(cè)方法為聲波透射法和鉆芯法，其中，聲波透射法5#橋墩共檢測(cè)142 根樁，檢測(cè)結(jié)果為：I 類(lèi)樁51 根，II 類(lèi)樁80 根，III 類(lèi)樁11根，IV 類(lèi)樁0 根；6#橋墩共檢測(cè)115 根樁，檢測(cè)結(jié)果為：I 類(lèi)樁44 根，II 類(lèi)樁64 根，III 類(lèi)樁7 根，IV 類(lèi)樁0 根；9#橋墩共檢測(cè)138 根樁，檢測(cè)結(jié)果為：I 類(lèi)樁71 根，II 類(lèi)樁66 根，III類(lèi)樁1 根，IV 類(lèi)樁0 根。鉆芯法5#橋墩共檢測(cè)15 根樁，檢測(cè)結(jié)果為：I 類(lèi)樁2 根，II 類(lèi)樁4 根，III 類(lèi)樁9 根，IV 類(lèi)樁0 根；6#橋墩共檢測(cè)12 根樁，檢測(cè)結(jié)果為：I 類(lèi)樁3 根，II 類(lèi)樁4 根，III 類(lèi)樁9 根，IV 類(lèi)樁0 根；9#橋墩共檢測(cè)14 根樁，檢測(cè)結(jié)果為：I 類(lèi)樁6 根，II 類(lèi)樁8 根，III 類(lèi)樁與IV 類(lèi)樁均為0 根。除此之外，由于5#橋墩和6#橋墩施工中未能做好施工控制與管理，導(dǎo)致鉆芯結(jié)果產(chǎn)生缺陷，但9#橋墩施工管理到位，基本未出現(xiàn)有缺陷的樁基。

從以上檢測(cè)結(jié)果可以看出，施工管理對(duì)保證成樁質(zhì)量有重要作用和意義，為保證成樁質(zhì)量，在施工中應(yīng)注意以下管理要點(diǎn)：

（1）為避免護(hù)筒冒水，需在鋼護(hù)筒埋設(shè)過(guò)程中對(duì)鋼護(hù)筒周?chē)耐翆舆M(jìn)行分層夯實(shí)處理，并在鉆頭起落過(guò)程中防止鉆頭和鋼護(hù)筒發(fā)生碰撞；

（2）為避免樁孔孔壁發(fā)生坍塌，可適當(dāng)增加鋼護(hù)筒的埋深，并使用質(zhì)量合格且性能良好的穩(wěn)定液；

（3）及時(shí)進(jìn)行清孔與鋼筋籠及導(dǎo)管的下放，以此為之后的混凝土灌注奠定良好基礎(chǔ)；

（4）清孔完成后及時(shí)用測(cè)繩對(duì)孔深進(jìn)行復(fù)測(cè)，避免提鉆過(guò)程造成塌孔；

（5）為避免混凝土灌注導(dǎo)致鋼筋籠發(fā)生上浮，需做好鋼筋籠固定；

（6）為避免斷樁，混凝土的灌注必須保持連續(xù)；

（7）在巖溶區(qū)進(jìn)行混凝土灌注施工時(shí)，可能由于將溶洞擊穿使混凝土下降速度急劇增加，對(duì)此要根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提前備好一定量的混凝土，以此及時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行補(bǔ)充；

（8）在巖溶區(qū)進(jìn)行旋挖鉆進(jìn)時(shí)，因有溶洞存在，尤其是在鉆進(jìn)至半邊巖后，可能產(chǎn)生卡鉆，此時(shí)當(dāng)深度較大時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致難以將卡鉆取出，因此應(yīng)適當(dāng)減慢鉆進(jìn)速度，并確保鉆桿垂直，使鉆頭能平穩(wěn)地從這一區(qū)域中通過(guò)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鉆孔灌注樁作為常用的地基基礎(chǔ)類(lèi)型，目前正向巖溶等特殊地質(zhì)區(qū)域分布，但在巖溶區(qū)進(jìn)行灌注樁施工容易出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致成孔或成樁質(zhì)量較差，無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此，在實(shí)際施工中必須加強(qiáng)施工管理，采取有效措施避免巖溶地區(qū)可能給樁基施工造成的影響。