淺談巖溶地區(qū)沖孔灌注樁施工漏漿塌孔處理方法

周飛

中鐵隧道集團(tuán)三處有限公司

淺談巖溶地區(qū)沖孔灌注樁施工漏漿塌孔處理方法

周飛

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沖孔灌注樁是以泥漿護(hù)壁，采用沖擊錘的沖擊能量，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣隨著泥漿循環(huán)排出或用掏渣筒掏出成孔的一種施工方法。它具有嵌巖深度大、單樁承載力高和質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)工程。但在巖溶地區(qū)，特別是上部地層復(fù)雜，容易產(chǎn)生漏漿塌孔的地區(qū)施工，若沒(méi)有采取有效的措施，不但影響施工人員的情緒，而且直接影響到施工項(xiàng)目成本和整個(gè)工程的進(jìn)度。通過(guò)本項(xiàng)目的例子，探討沖孔灌注樁在巖溶地區(qū)施工產(chǎn)生漏漿、塌孔的原因及處理方法，不足之處，敬請(qǐng)斧正。

1.工程概況及地質(zhì)條件

1.1 工程概況

白云新城站地處廣州舊白云機(jī)場(chǎng)，沿線為機(jī)場(chǎng)跑道、停機(jī)坪和草坪，地形平坦，地勢(shì)開(kāi)闊，地面標(biāo)高10.81～14.23m，南部略低，北部漸高，原始地貌屬?gòu)V花沖積盆地，地表水系不發(fā)育。

本段地層主要為人工填土層<1>、沖積—洪積中砂層<3-2>、沖積～洪積黏性土層<4-1>、坡積土層<4-3>、可塑或稍密狀殘積土層<5C-1B>、硬塑或中密狀殘積土層<5C-2>、灰?guī)r強(qiáng)風(fēng)化帶<7C-2>、中風(fēng)化帶<8C-2>、微風(fēng)化帶<9C-2>。

1.2 溶洞發(fā)育概況

（1）巖溶分布規(guī)律

本次勘察參與統(tǒng)計(jì)鉆孔為44個(gè)，揭露發(fā)育巖溶的鉆孔11個(gè)，見(jiàn)洞率為25%，有5個(gè)鉆孔揭露兩層巖溶以上，占揭露巖溶鉆孔的45%，說(shuō)明本場(chǎng)地內(nèi)巖溶都比較發(fā)育。

（2）充填物特征

白云新城站勘察揭露巖溶洞穴20個(gè)，其中半充填和無(wú)充填11個(gè)，占巖溶總量的55%，全充填狀占45%?？辈旖衣冻涮钗镔|(zhì)多為流塑、軟塑狀黏性土，易被水流沖蝕，局部洞體充填物夾碎石，為近期塌落物，鉆探中表現(xiàn)為漏水，地層軟弱，工程性質(zhì)差，鉆具自重下沉現(xiàn)象；無(wú)充填物巖溶為空洞，在鉆探中出現(xiàn)掉鉆現(xiàn)象，嚴(yán)重漏水。

（3）洞體穩(wěn)定性分析

在揭露的20個(gè)巖溶洞體中有8個(gè)洞體頂板厚度小于洞體高度，比率為40%，頂板最小厚度僅為0.30m。由于頂板厚度小，巖溶洞體高度大，且充填不好，在受到外力作用情況下，可造成頂板塌落，地面發(fā)生塌陷，對(duì)于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和樁基施工影響較大。

1.3 水文條件

該項(xiàng)目地下水富存情況有兩種：一種是孔隙水，主要存在沖積—洪積中砂層<3-2>，水量大，水位高；另一種是灰?guī)r溶洞裂隙水，主要是在巖溶化石灰?guī)r和微風(fēng)化石灰?guī)r裂隙中，水量大。

2.漏漿塌孔的原因分析

(1) 漏漿：施工至巖溶化石灰石的頂面出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，有的樁位漏漿表現(xiàn)為泥漿面徐徐下降，逐漸消耗；有的為突發(fā)性的，一旦發(fā)現(xiàn)突發(fā)性漏漿，幾十米的孔內(nèi)泥漿瞬間漏到孔底。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，最快的漏漿為每分鐘流失泥漿20m3，造成漏漿的主要原因是溶洞巖石破碎，溶洞屬半填充或無(wú)填充狀態(tài)，基巖頂面裂隙發(fā)育，且有互通產(chǎn)生的。

(2) 塌孔：漏漿之后，若沒(méi)有及時(shí)采取有效的措施堵漏，伴隨著就是孔內(nèi)坍塌，甚至出現(xiàn)孔口坍塌現(xiàn)象。原因主要是上部地層松散，地下水位高，為砂層，在沖擊過(guò)程中，破壞了上部孔壁土層結(jié)構(gòu)，原為不密實(shí)的土層就更加松散。

3.采取措施

3.1 準(zhǔn)備工作

(1) 采用超前鉆，一樁一鉆，目的是查明每個(gè)樁位的地層結(jié)構(gòu)及分部特征，查明樁內(nèi)的溶洞分布、大小及填充情況，查明溶洞頂板的埋深及厚度。

(2) 設(shè)備材料：現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備事先根據(jù)樁徑做好的鋼護(hù)筒，備好足夠的袋裝黏性黃土，在現(xiàn)場(chǎng)中心位置挖2個(gè)備漿池，每個(gè)備漿池約為200m3，施工過(guò)程中將性能好的泥漿抽至備漿池，作為補(bǔ)漿備用。

3.2 施工處理

(1) 改善泥漿品質(zhì)，加大泥漿濃度。由于上部地層松散，厚度大，因此在沖擊成孔過(guò)程中，應(yīng)采用高濃度的泥漿護(hù)壁，泥漿濃度一般保持在1.2，當(dāng)泥漿濃度不足時(shí)，可在泥漿中適量摻入水泥，提高泥漿膠體和懸浮能力。加大泥漿濃度，可以提高泥漿護(hù)壁能力，減緩泥漿滲透及漏漿速度。

(2) 及時(shí)安放鋼護(hù)筒。當(dāng)沖擊成孔穿透上部砂層時(shí)，要及時(shí)埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒埋設(shè)到預(yù)定位置后四周用黃土回填夯實(shí)，孔口用鋼絲繩固定，防止繼續(xù)施工時(shí)跟進(jìn)脫落。

(3) 一旦出現(xiàn)漏漿，一邊將袋裝黃土填入孔內(nèi)，一邊將備用池的泥漿抽入孔內(nèi)，及時(shí)補(bǔ)漿。在填袋裝黃土?xí)r，分層加入一定數(shù)量的整包水泥，回填高度超過(guò)漏漿位置，然后放下重錘擠壓黃土包和水泥包，使之填充溶洞縫隙之中，再用重錘輕打，使水泥和黏土混合，形成水泥土漿，并擠入周?chē)酿ね良八喟g或擠進(jìn)巖溶縫隙之間。在堵漏漿過(guò)程中，應(yīng)立即恢復(fù)泥漿面至孔口，確認(rèn)無(wú)漏漿之后，停機(jī)數(shù)小時(shí)，待水泥凝固且具有一定強(qiáng)度，在樁孔周?chē)纬闪怂嗤磷o(hù)壁層，保證能正常向下施工時(shí)，再進(jìn)行沖擊成孔。

3.3 處理效果

通過(guò)采用上述幾項(xiàng)處理措施，有效地遏制了孔內(nèi)漏漿而引起的塌孔現(xiàn)象，減少了漏漿次數(shù)，加快了施工進(jìn)度，同時(shí)也減少了混凝土超灌量，效果顯著。

4.結(jié)束語(yǔ)

(1) 巖溶地區(qū)地層復(fù)雜，處理起來(lái)有很大的難度和復(fù)雜性，因此，施工前要全面分析各種復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)施工的影響，制定一套完整的施工方案和措施。

(2) 采用埋設(shè)鋼護(hù)筒、投放袋裝黃土和水泥方法綜合處理漏漿塌孔，行之有效，既經(jīng)濟(jì)又方便，同時(shí)能夠保證樁質(zhì)量，減少混凝土超灌量，提高工程進(jìn)度。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.024