廣西巖溶地區(qū)鉆孔樁施工技術(shù)

羅覺

（中鐵港航局集團(tuán)第二工程有限公司）

廣西巖溶地區(qū)鉆孔樁施工技術(shù)

羅覺

（中鐵港航局集團(tuán)第二工程有限公司）

本文描述了洛湛路永芩段YQ1標(biāo)處地質(zhì)復(fù)雜的情況下，在鉆孔施工過程中如何采用鉆挖結(jié)合、鋼護(hù)筒跟進(jìn)、拋填土石等施工處理技術(shù)；在成孔、成樁質(zhì)量方面采用“勤觀察，加快灌注速度，加大導(dǎo)管埋深”等控制方法，均一次性通過了相關(guān)部門的檢測。

巖溶地區(qū)；鉆孔樁；施工技術(shù)

一、工程概況

洛湛鐵路永岑段YQ1標(biāo)位于廣西北部的富川縣境內(nèi)。本標(biāo)段共有鉆孔樁308根，樁徑均為1.25m，樁長在8m～52m之間。鉆孔樁所處的地質(zhì)情況：覆蓋層為軟粘土，粘土，厚度在5m～16m之間，下層為溶洞發(fā)育的石灰?guī)r巖層，屬弱風(fēng)化帶。溶洞分為填充、半填充、空洞以及溶隙四種，高度絕大部分在 0.5m～6m之間，設(shè)計(jì)要求鉆孔樁穿過溶洞嵌入完整灰?guī)r2.5m。

二、施工技術(shù)

1、軟弱覆蓋層的處理

粘土及軟粘土的覆蓋層，土體穩(wěn)定性極差，覆蓋層滲水量大。茶源二號大橋的 8-2#樁、4-4#樁，因未作處理措施，或只作簡單拋填片石和黃泥進(jìn)行重新護(hù)壁處理。在分別沖進(jìn)至13.2m、10.1m時(shí)，出現(xiàn)塌孔。

地質(zhì)資料如下：

4-4#樁：樁長10m，孔深14.5m，樁徑1.25m，覆蓋層為軟粘土，含水率達(dá)42%，厚度為9.5m，于孔深9.5m～11.5m處有兩層溶洞，溶洞高度均為0.8m。樁基附近有民房。

8-2#樁：樁長16m，孔深20.1m，樁徑1.25m，覆蓋層為軟粘土，含水率達(dá)40%，厚度為14.5m，于孔深15.1m～16.6m處有一層溶洞，溶洞高度均為1.5m。樁基附近無民房。

對兩個(gè)孔回填普通土，對于 8-2#樁，由于遠(yuǎn)離民房，抽取地下水時(shí)不會影響房屋的穩(wěn)定，采用挖孔樁開挖，并澆筑C20砼護(hù)壁，護(hù)壁厚度為20cm，護(hù)壁內(nèi)徑1.35m，開挖至灰?guī)r面后，改用鉆機(jī)沖孔。在施工護(hù)壁時(shí)，考慮到挖孔安全及拋填片石時(shí)石塊撞擊破壞護(hù)壁等原因，在護(hù)壁加入適量的鋼筋。

對于 4-4#樁，由于抽取地下水時(shí)會影響房屋的穩(wěn)定，所以采用跟進(jìn)鋼護(hù)筒施工。鋼護(hù)筒采用內(nèi)徑1.4m，長1.5m，壁厚8mm 的鋼護(hù)筒跟進(jìn)至巖面。主要操作如下，加大鉆頭至1.32m，將鋼護(hù)筒焊連成3.0m長的一節(jié)，開孔沖進(jìn)，沖至3m左右停止沖進(jìn)，鋼護(hù)筒對位下放，在護(hù)筒頂架上兩條30工鋼，上面滿鋪枕木，利用鉆錘沖擊枕木，達(dá)到插打目的。插打到位后繼續(xù)沖進(jìn)，在沖進(jìn)至6m左右時(shí)將第二節(jié)鋼護(hù)筒與第一節(jié)鋼護(hù)筒頂焊連，重復(fù)以上步驟，直至將鋼護(hù)筒插打至巖面。沖進(jìn)時(shí)，要注意地面、孔內(nèi)水位等情況，一但出現(xiàn)異常，必須馬上提起鉆頭，以防土側(cè)壓力擠扁護(hù)筒，從而卡鉆。同時(shí)，孔邊盡可能地避免重型車輛通過，理由同上。另外，鋼護(hù)筒插打時(shí)要做好垂直度測量工作，以防出現(xiàn)斜孔。

通過對這兩根樁的處理，總結(jié)出了在處理軟弱覆蓋層方面樁基施工方法，對后來鉆孔樁的施工有著較好的指導(dǎo)性。

2、溶洞的處理

本標(biāo)段鉆孔樁所處的溶洞有以下兩種：A、半填充、填充物的溶洞或空洞，較大（3～6m）,B、小溶洞，一般在0.4～1.0m之間，個(gè)別溶隙未在地質(zhì)資料中揭示，給施工帶來一定的難度。

（1）對于A類溶洞，當(dāng)鉆頭沖破溶洞后并沒有過快的過大的漏漿現(xiàn)象，泥漿面下降速度在0.1～0.5m/min，在泥漿面下降3～5m后不再下降。對于這種情況，當(dāng)沖至離溶洞頂部附近時(shí)，采用小沖程，逐漸將洞頂擊穿，防止卡鉆。另外，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿面下降，應(yīng)迅速補(bǔ)水，然后根據(jù)溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石，仍采用小沖程輕砸，讓粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)壁。一定要待粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)形成穩(wěn)定護(hù)壁后才能轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。此方法較常用，所用材料易于采備，施工方法簡單，在本工程中普遍收到較好的成效。

（2）對于B類溶洞，對于B類溶洞，較小，一般在0.4～1.0m之間。同樣會導(dǎo)致漏漿現(xiàn)象，主要是通過拋入用纖維袋裝好的粘土與稻草的混合物，根據(jù)地質(zhì)資料，提前0.3m左右拋入6～12袋，再進(jìn)行沖進(jìn)，在沖至溶隙后，纖維袋、稻草、粘土的混合物能很好攪合在一起，進(jìn)而堵塞溶洞。用纖維袋包裝的水泥來代替纖維袋裝粘土效果更佳，但費(fèi)用相對較高。富川大橋 14-2#樁（地質(zhì)資料揭示為于孔深 8.8m進(jìn)行灰?guī)r巖層，在孔深8.8m～14.7m間有三層溶洞存在，溶洞高度分別為0.4m、0.8m、1.0m，樁身嵌入完整灰?guī)r3.6m）在沖進(jìn)至孔深12.5m時(shí)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，采用回填粘土及片石處理，反復(fù)三次均未達(dá)到預(yù)期目的，推斷為拋填的粘土及片石未完堵塞此處溶洞，拋填物沿溶洞流失。因此采用以上方法處理，結(jié)果漏漿現(xiàn)象不再出現(xiàn)。此法適用于溶洞較小，且采用拋填黃土及片石未到達(dá)到堵漏目的的情況。

3、成孔質(zhì)量控制

成孔過程中，要做到“勤觀察”，利用經(jīng)驗(yàn)及掌握的現(xiàn)場實(shí)際情況加以分析、控制。

（1）如何判斷持力層是否為完整灰?guī)r。方法是在最后3m孔深時(shí)，從以下五個(gè)方面進(jìn)行判別：第一，通過鉆孔巖屑的觀察，通過的撈碴篩撈出的巖屑含量必須大于95%，含砂含泥量必須小于5%。第二、巖碴的巖性堅(jiān)硬，巖碴表面“新鮮”，表面無“乳黃色的水垢狀物質(zhì)”（用指甲可刮掉）。因?yàn)楸镜囟位規(guī)r中均夾有白云巖，“乳黃色的水垢狀物質(zhì)”正是白云巖的全風(fēng)化后的狀態(tài)。第三，根據(jù)沖進(jìn)記錄判斷。在無間斷換漿的情況下沖進(jìn)，每小時(shí)進(jìn)尺在0.1m～0.2m間，則可認(rèn)為此進(jìn)尺速度符合完整灰?guī)r的進(jìn)尺速度。第四、觀察井口鋼絲繩的擺動情況,錘頭觸巖面時(shí)會出現(xiàn)輕微反彈。第五、聽錘頭沖擊巖面的聲音，如為完整灰?guī)r，聲間較沉悶渾厚。

（2）拔球前，必須用測錘多個(gè)方向檢查孔底沉碴，在能明顯感覺到測錘與孔底巖面的直接撞擊后方可認(rèn)為具備灌注水下混凝土條件。另外，保證停止二次清孔至拔球間的時(shí)間在15～20min之間，減小沉碴厚度。

4、成樁質(zhì)量的控制

（1）由于地下暗河暗流的存在，易對樁身混凝土造成沖刷，使樁身邊緣混凝土出現(xiàn)局部離析現(xiàn)象?，F(xiàn)在就百水電站特大橋 8-4#樁的施工來闡述我們的處理措施。8-4#樁的地質(zhì)情況如下：覆蓋層為軟粘土，厚度為8.2m，9.2m～10.3m為一深溶洞，樁長為13m。采用鉆挖結(jié)合法施工。在掘進(jìn)至孔深9.3m時(shí)出現(xiàn)大量涌水現(xiàn)象，且在涌出的水流中發(fā)現(xiàn)活魚、鉆孔巖碴等，由此推斷此處空溶洞與相鄰的9#墩鉆孔樁及6#墩旁的魚塘相通，為地下暗河。于是停止掘進(jìn)，改用鉆孔方式，并采取了以下措施：一，鉆進(jìn)前共拋入12m3片石，12m3粘性良好的黃土，1噸纖維袋包裝的水泥，分二次拋入孔中，利用鉆錘反復(fù)多次沖砸，以利形成堅(jiān)實(shí)密孔壁，之后提起鉆錘，停工三天，使拋入的水泥很好地固結(jié)拋填物。二，由于涌水量大，采用第一點(diǎn)的方法可能未能完全封閉溶洞，因此在灌注水下砼時(shí)，控制在1小時(shí)內(nèi)完成，減小暗河對樁身砼的沖刷時(shí)間。三，混凝土的塌落度盡量偏小，控制在 18～19cm之間。通過以上方法的處理，8-4#樁經(jīng)檢測為 I類樁。8-4#樁是采用鉆挖結(jié)合法施工時(shí)發(fā)現(xiàn)有地下暗河的，對于直接沖進(jìn)的鉆孔樁，是否存在地下暗河較難發(fā)現(xiàn)，但可以通過以下幾點(diǎn)進(jìn)行推斷：一，觀察地形地勢，對于三面環(huán)山，地表河流水量豐富的地方，則有存在地下暗河的可能性。二，參考附近挖孔樁、明挖基礎(chǔ)等施工揭示的地下水情況。三，觀察鉆錘擊穿溶洞前后的泥漿濃度情況。

（2）存在較大溶洞的樁基在灌注時(shí)，由于混凝土的側(cè)壓力的原因，鉆孔過程中拋填片石及黃泥形成的護(hù)壁容易被擠破，造成混凝土流失，甚至出現(xiàn)斷樁。

針對這一現(xiàn)象，采取以下施工措施：

A、加快灌注速度。

B、灌注過程中加大導(dǎo)管埋深，我們一般控制導(dǎo)管埋入深度不小于 6米，在砼面高程超過較大溶洞后，更要勤于測量混凝土面高程，對灌注過程中出現(xiàn)的緩慢下降要有準(zhǔn)確的判斷。防止突然混凝土面下降導(dǎo)管懸空造成斷樁。

C、對漏漿嚴(yán)重或多次漏漿的樁基，應(yīng)在灌注時(shí)應(yīng)加大混凝土灌注高度，一般考慮要超過設(shè)計(jì)高程2.5米，盡量避免在灌注完成拔出導(dǎo)管后混凝土面下降造成短樁。

三、結(jié)束語

在標(biāo)段，沒有采用注漿、鉆孔鉆爆破等高成本的方法而完成了全部的鉆孔樁，節(jié)約了一定的成本。同時(shí)這此方法在基本上涵括了本標(biāo)段巖溶地區(qū)的難點(diǎn)處理方法，具有很好的指導(dǎo)性，為加快進(jìn)度起到了很大的作用。

TU158

1674-3954（2011）03-0125-01