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(dá)工程建設(shè)有限公司（721000） 2陜西省西安市長(zhǎng)安大學(xué)（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(dá)工程建設(shè)有限公司（721000） 2陜西省西安市長(zhǎng)安大學(xué)（721306）

巖溶發(fā)育地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)沖擊成孔灌注樁的施工影響較大，因此施工中應(yīng)當(dāng)采用合理的施工工藝，并且采取措施充分做好應(yīng)對(duì)溶洞的出現(xiàn),這樣才能保證施工的順利進(jìn)行。

沖擊成孔；灌注樁；巖溶地質(zhì)；施工措施

1 沖孔灌注樁的過(guò)程及關(guān)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(jìn)的方式擊碎巖層，也就是利用卷?yè)P(yáng)機(jī)的周期性運(yùn)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(wú)循環(huán)的鉆進(jìn)方式。具體的施工工序?yàn)?放樣→筑島→定線→埋設(shè)護(hù)筒→沖擊成孔→清孔→埋設(shè)鋼籠→放置導(dǎo)管→澆筑→破樁頭→樁檢測(cè),這樣就完成了沖擊成孔灌注樁的施工。

1.2 沖擊成孔的關(guān)鍵工序

1.2.1 泥漿的配置質(zhì)量控制

為了保證成孔的質(zhì)量和最終成孔的清孔質(zhì)量,在沖擊成孔中對(duì)泥漿的比重和黏度都要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。泥漿的配置應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的工程需求進(jìn)行調(diào)整,在質(zhì)量的泥漿的作用下即使是長(zhǎng)期停工也不會(huì)產(chǎn)生沉積物,并且優(yōu)質(zhì)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(qiáng)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(zhì)量控制

沖擊成孔是施工中最為重要的環(huán)節(jié),因此應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行有效的控制:1）鉆機(jī)在進(jìn)入工地前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作檢查，主要是包括了設(shè)備的狀況檢查，保證設(shè)備狀態(tài)良好；鉆機(jī)就位后應(yīng)進(jìn)行找平，保證穩(wěn)定；放樣的位置應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)相符等等。2）施工中應(yīng)保證沖錐的鋼絲繩與護(hù)筒的中心相重合，誤差應(yīng)小于2 cm，升降錐頭的時(shí)候應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)避免與筒壁產(chǎn)生碰撞。3）成孔作業(yè)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)連續(xù)進(jìn)行，并做好施工的記錄。對(duì)成孔用的泥漿應(yīng)進(jìn)行經(jīng)常性的檢測(cè)，在不符合標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)的糾正，并注意泥漿的補(bǔ)充，在整體施工中應(yīng)當(dāng)降低泥漿的損失，水平面應(yīng)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(guò)程中，以5～8 m為段落進(jìn)行定期檢測(cè)，保證垂直度和直徑標(biāo)準(zhǔn)，密切注意地層的變化，在地層出現(xiàn)變化時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行檢查并進(jìn)行分析，作出判斷后進(jìn)行記錄并與刨面圖進(jìn)行核對(duì)。同時(shí)根據(jù)判斷的結(jié)論進(jìn)行成孔的方式，在鉆到液化砂層的時(shí)候一定要放緩速度，保證成孔質(zhì)量。

2 針對(duì)巖溶發(fā)育區(qū)的施工特點(diǎn)及技術(shù)方案

2.1 巖溶發(fā)育區(qū)沖擊成孔的施工特點(diǎn)

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?yàn)閹r溶層的基層巖面凹凸不平，而且石質(zhì)堅(jiān)硬，鉆頭的劇烈沖擊經(jīng)常會(huì)在V字型的巖溝卡住,而且沖擊過(guò)程中容易形成斜孔，因此通常采用的是“吊打”的方式進(jìn)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(wèn)題。如一旦出現(xiàn)斜孔則應(yīng)當(dāng)在孔內(nèi)填充石塊和混凝土進(jìn)行修復(fù)，這樣也需要耗費(fèi)較大的費(fèi)用。

2.2 巖溶發(fā)育區(qū)成孔施工中注意的要點(diǎn)

在黏土層中成孔時(shí)，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(shí)，沖程1～2 m，泥漿比重控制在1.3～1.5，勤沖、勤掏渣，必要時(shí)拋黃泥提高泥漿濃度；在基巖中成孔時(shí)，沖程3～4 m，泥漿比重1.3左右，勤掏渣。

開(kāi)始沖進(jìn)基巖時(shí)，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(yīng)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(zhuǎn)向裝置是否靈活。以免突然掉錘，同時(shí)準(zhǔn)備好打撈鉤，既要勤松、少松，又要免打空錘，以備在掉錘時(shí)可立即打撈。

為便于打撈，應(yīng)在沖錘上設(shè)打撈環(huán)、打撈杠、打撈套。遇到卡錘時(shí)，應(yīng)交替緊繩、松繩，將沖錘慢慢吊起，不得硬提猛拉，必要時(shí)可使用打撈鉤等輔助工具助提。清孔時(shí)必須及時(shí)補(bǔ)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(yīng)控制在1.15～1.25之間，孔底沉渣厚度小于5 cm。清孔后應(yīng)立即灌注水下混凝土。

2.3 克服溶洞影響的技術(shù)措施

1）輕微的溶蝕地層:對(duì)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(méi)有裂隙發(fā)育，施工是不會(huì)產(chǎn)生大量的漏漿?？梢圆捎谜５某煽追椒ㄟM(jìn)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(shí)候可以增加填石片、黏土擠密填實(shí)溶洞,直至漏漿停止。2）一般溶洞層:對(duì)溶洞發(fā)育明顯且埋深較大，但沒(méi)有大的裂縫貫穿的情況，雖然施工不會(huì)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(zhǎng)度為3 m的混凝土護(hù)筒跟進(jìn)到巖層中，護(hù)筒頂應(yīng)高出地面30 cm。沖擊至弱風(fēng)化石灰層1～2 m的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)減小沖程進(jìn)尺，并且實(shí)時(shí)觀測(cè)泥漿的液面，若發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)當(dāng)利用片石、水泥包、黏土包等進(jìn)行處理，同時(shí)補(bǔ)漿，并在鉆進(jìn)溶洞時(shí)增加泥漿密度。3）大型溶洞:對(duì)于溶洞發(fā)育明顯的地區(qū)，容易出現(xiàn)多層溶洞，同時(shí)裂隙明顯，施工時(shí)漏漿量較大，這種地層上施工應(yīng)當(dāng)采用多級(jí)的加長(zhǎng)護(hù)筒，每次填充都需要高出巖層，防止漏漿而塌孔。護(hù)筒可以采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制混凝土護(hù)筒，保證長(zhǎng)度和厚度，用沉樁機(jī)械進(jìn)行下沉直至巖面。在巖面和護(hù)筒交接的地方機(jī)械能澆筑，封閉護(hù)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(hù)筒外圍的空隙緊密，防止護(hù)筒偏移。待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度后，再采用常規(guī)的溶洞區(qū)的施工工藝進(jìn)行成孔,每次對(duì)溶洞頂進(jìn)行擊穿時(shí)應(yīng)短進(jìn)尺，并同時(shí)回填。

3 應(yīng)對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題的具體技術(shù)措施

在施工中會(huì)遇到一些常見(jiàn)的故障,可以采用以下方法進(jìn)行解決:

3.1 護(hù)筒邊出現(xiàn)漏水

在鉆孔時(shí)如發(fā)現(xiàn)護(hù)筒邊緣漏水,應(yīng)首先用木棒進(jìn)行探查，檢查坍塌的情況,如不嚴(yán)重則可以在塌陷的地方用黏土夯實(shí),如嚴(yán)重則應(yīng)當(dāng)在護(hù)筒外增加木板樁，然后利用黏土夯實(shí)。

3.2 護(hù)筒下沉

在成孔的過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)護(hù)筒下沉,這時(shí)應(yīng)當(dāng)用鉆具將護(hù)筒調(diào)整往下夯實(shí)，然后增加一節(jié)護(hù)筒，護(hù)筒外采用絲袋黏土夯實(shí)再鉆進(jìn)。

3.3 卡管

如果因?yàn)榫撞徽弯摻罨\連接不正等容易產(chǎn)生卡管的情況，遇到這種情況的時(shí)候應(yīng)當(dāng)進(jìn)行振動(dòng)，或者采用小型沖擊鉆進(jìn)行振動(dòng)，然后拔出導(dǎo)管。

3.4 堵管

在施工中如撤出水栓時(shí)由于栓球、栓料膨脹、混凝土坍落度過(guò)小等原因會(huì)造成堵管的情況。這時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行輕微的振動(dòng)并上下活動(dòng)，將混凝土能送入孔內(nèi)，如不奏效則可以拔出導(dǎo)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(jié)語(yǔ)

綜上,巖溶發(fā)育地區(qū)的突出特點(diǎn)就是容易誘發(fā)漏漿和塌孔，這主要是因?yàn)閹r溶地層容易形成溶洞和裂縫，因此在施工中除了應(yīng)當(dāng)采用合理的成孔工藝外,還應(yīng)當(dāng)對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前的準(zhǔn)備和增加監(jiān)控力度,在面對(duì)問(wèn)題的時(shí)候應(yīng)當(dāng)采用合理的處置措施，進(jìn)行彌補(bǔ)，并保證施工的質(zhì)量。這樣才能在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行施工的時(shí)候避免一些常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)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(shù)研究[J].廣東建材,2009,(08).

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