巖溶發(fā)育區(qū)沖擊式成孔灌注樁的施工方法

趙東俠，郝興東

1陜西省寶雞市通達工程建設有限公司（721000） 2陜西省西安市長安大學（721306）

巖溶發(fā)育區(qū)沖擊式成孔灌注樁的施工方法

趙東俠1，郝興東2

1陜西省寶雞市通達工程建設有限公司（721000） 2陜西省西安市長安大學（721306）

巖溶發(fā)育地區(qū)的地質結構復雜，對沖擊成孔灌注樁的施工影響較大，因此施工中應當采用合理的施工工藝，并且采取措施充分做好應對溶洞的出現(xiàn),這樣才能保證施工的順利進行。

沖擊成孔；灌注樁；巖溶地質；施工措施

1 沖孔灌注樁的過程及關鍵工序

1.1 沖擊成孔灌注樁的施工流程

沖擊式成孔灌注樁首先是利用沖擊鉆進的方式擊碎巖層，也就是利用卷揚機的周期性運行將鉆頭提離地面，然后是鉆頭自由落下，在重力的作用下沖擊破碎巖土，這是一種無循環(huán)的鉆進方式。具體的施工工序為:放樣→筑島→定線→埋設護筒→沖擊成孔→清孔→埋設鋼籠→放置導管→澆筑→破樁頭→樁檢測,這樣就完成了沖擊成孔灌注樁的施工。

1.2 沖擊成孔的關鍵工序

1.2.1 泥漿的配置質量控制

為了保證成孔的質量和最終成孔的清孔質量,在沖擊成孔中對泥漿的比重和黏度都要進行嚴格的控制。泥漿的配置應當根據(jù)具體的工程需求進行調整,在質量的泥漿的作用下即使是長期停工也不會產(chǎn)生沉積物,并且優(yōu)質的泥漿可以在成孔的孔壁上形成一層黏性較好、密度高、防滲透能力加強的泥層，這層泥層可以防止泥漿向外滲透，這樣就減緩了孔內(nèi)水的流逝，也可保證孔壁的穩(wěn)定。

1.2.2 沖擊成孔的質量控制

沖擊成孔是施工中最為重要的環(huán)節(jié),因此應從以下幾個方面進行有效的控制:1）鉆機在進入工地前應當進行必要的準備工作檢查，主要是包括了設備的狀況檢查，保證設備狀態(tài)良好；鉆機就位后應進行找平，保證穩(wěn)定；放樣的位置應當與設計相符等等。2）施工中應保證沖錐的鋼絲繩與護筒的中心相重合，誤差應小于2 cm，升降錐頭的時候應當平穩(wěn)避免與筒壁產(chǎn)生碰撞。3）成孔作業(yè)的時候應當連續(xù)進行，并做好施工的記錄。對成孔用的泥漿應進行經(jīng)常性的檢測，在不符合標準的時候應當進行及時的糾正，并注意泥漿的補充，在整體施工中應當降低泥漿的損失，水平面應保證在2 m上下,這是為了防止孔壁的坍塌、埋鉆等事故的發(fā)生，保證施工的效果和速度。4）在施工的過程中，以5～8 m為段落進行定期檢測，保證垂直度和直徑標準，密切注意地層的變化，在地層出現(xiàn)變化時應當進行檢查并進行分析，作出判斷后進行記錄并與刨面圖進行核對。同時根據(jù)判斷的結論進行成孔的方式，在鉆到液化砂層的時候一定要放緩速度，保證成孔質量。

2 針對巖溶發(fā)育區(qū)的施工特點及技術方案

2.1 巖溶發(fā)育區(qū)沖擊成孔的施工特點

沖擊鉆成孔主要是利用鉆頭自身的重量沖擊巖層成孔，但是因為巖溶層的基層巖面凹凸不平，而且石質堅硬，鉆頭的劇烈沖擊經(jīng)常會在V字型的巖溝卡住,而且沖擊過程中容易形成斜孔，因此通常采用的是“吊打”的方式進行施工。這種短行程高頻率的沖擊工藝很好的解決了卡鉆和斜孔的問題。如一旦出現(xiàn)斜孔則應當在孔內(nèi)填充石塊和混凝土進行修復，這樣也需要耗費較大的費用。

2.2 巖溶發(fā)育區(qū)成孔施工中注意的要點

在黏土層中成孔時，沖程1～2 m，加清水或稀泥漿，經(jīng)常清除沖錘上的泥塊;在砂層中成孔時，沖程1～2 m，泥漿比重控制在1.3～1.5，勤沖、勤掏渣，必要時拋黃泥提高泥漿濃度；在基巖中成孔時，沖程3～4 m，泥漿比重1.3左右，勤掏渣。

開始沖進基巖時，宜采取“吊打”的施工方法，即短沖程、密頻率的低錘密擊沖孔工藝，以免偏斜。如發(fā)現(xiàn)樁孔偏斜，應立即回填片石，厚30～50 cm，再繼續(xù)沖孔。經(jīng)常檢查鋼絲繩磨損情況、卡扣松緊程度、轉向裝置是否靈活。以免突然掉錘，同時準備好打撈鉤，既要勤松、少松，又要免打空錘，以備在掉錘時可立即打撈。

為便于打撈，應在沖錘上設打撈環(huán)、打撈杠、打撈套。遇到卡錘時，應交替緊繩、松繩，將沖錘慢慢吊起，不得硬提猛拉，必要時可使用打撈鉤等輔助工具助提。清孔時必須及時補充足夠的泥漿，始終保持樁孔中漿面穩(wěn)定。清孔后泥漿比重應控制在1.15～1.25之間，孔底沉渣厚度小于5 cm。清孔后應立即灌注水下混凝土。

2.3 克服溶洞影響的技術措施

1）輕微的溶蝕地層:對于溶蝕發(fā)育比較輕微的地層或者溶洞，但是其內(nèi)部有填充物，且沒有裂隙發(fā)育，施工是不會產(chǎn)生大量的漏漿?？梢圆捎谜５某煽追椒ㄟM行鉆孔，在砂礫石層鉆孔是可以增加泥漿的密度。鉆穿的溶洞出現(xiàn)漏漿的時候可以增加填石片、黏土擠密填實溶洞,直至漏漿停止。2）一般溶洞層:對溶洞發(fā)育明顯且埋深較大，但沒有大的裂縫貫穿的情況，雖然施工不會出現(xiàn)明顯的漏漿，如果采用合理的施工措施可以防止塌孔。通?？梢圆捎瞄L度為3 m的混凝土護筒跟進到巖層中，護筒頂應高出地面30 cm。沖擊至弱風化石灰層1～2 m的時候，應當減小沖程進尺，并且實時觀測泥漿的液面，若發(fā)現(xiàn)漏漿應當利用片石、水泥包、黏土包等進行處理，同時補漿，并在鉆進溶洞時增加泥漿密度。3）大型溶洞:對于溶洞發(fā)育明顯的地區(qū)，容易出現(xiàn)多層溶洞，同時裂隙明顯，施工時漏漿量較大，這種地層上施工應當采用多級的加長護筒，每次填充都需要高出巖層，防止漏漿而塌孔。護筒可以采用現(xiàn)場預制混凝土護筒，保證長度和厚度，用沉樁機械進行下沉直至巖面。在巖面和護筒交接的地方機械能澆筑，封閉護筒和巖層之間的縫隙，混凝土澆筑的厚度保證1～2 m。采用高壓壓漿的方式，保證護筒外圍的空隙緊密，防止護筒偏移。待混凝土達到設計的強度后，再采用常規(guī)的溶洞區(qū)的施工工藝進行成孔,每次對溶洞頂進行擊穿時應短進尺，并同時回填。

3 應對常見問題的具體技術措施

在施工中會遇到一些常見的故障,可以采用以下方法進行解決:

3.1 護筒邊出現(xiàn)漏水

在鉆孔時如發(fā)現(xiàn)護筒邊緣漏水,應首先用木棒進行探查，檢查坍塌的情況,如不嚴重則可以在塌陷的地方用黏土夯實,如嚴重則應當在護筒外增加木板樁，然后利用黏土夯實。

3.2 護筒下沉

在成孔的過程中如發(fā)現(xiàn)護筒下沉,這時應當用鉆具將護筒調整往下夯實，然后增加一節(jié)護筒，護筒外采用絲袋黏土夯實再鉆進。

3.3 卡管

如果因為井孔不正和鋼筋籠連接不正等容易產(chǎn)生卡管的情況，遇到這種情況的時候應當進行振動，或者采用小型沖擊鉆進行振動，然后拔出導管。

3.4 堵管

在施工中如撤出水栓時由于栓球、栓料膨脹、混凝土坍落度過小等原因會造成堵管的情況。這時應當對導管進行輕微的振動并上下活動，將混凝土能送入孔內(nèi)，如不奏效則可以拔出導管，并采用筒鉆將孔內(nèi)的混凝土撈出，并拔出鋼筋籠，從新下鋼筋籠并灌注。

4 結語

綜上,巖溶發(fā)育地區(qū)的突出特點就是容易誘發(fā)漏漿和塌孔，這主要是因為巖溶地層容易形成溶洞和裂縫，因此在施工中除了應當采用合理的成孔工藝外,還應當對可能出現(xiàn)的問題進行提前的準備和增加監(jiān)控力度,在面對問題的時候應當采用合理的處置措施，進行彌補，并保證施工的質量。這樣才能在巖溶發(fā)育地區(qū)進行施工的時候避免一些常見問題對灌注樁的影響，以此提高施工的效率。

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[3]楊春輝.巖溶區(qū)域沖擊成孔灌注樁的施工技術研究[J].廣東建材,2009,(08).

[4]郭洪強.巖溶發(fā)育區(qū)地基處理及沖擊成孔灌注樁施工技術[J].山東交通科技,2010,(01).