巖溶地區(qū)樁基施工技術(shù)探討

王鐵華　王剛　許季玲

摘 要：巖溶地層因其特殊性，樁基礎(chǔ)沖孔灌注樁施工難度較大，施工質(zhì)量難以保證，后期運(yùn)營(yíng)存在安全隱患。文章針對(duì)沖孔灌注樁在巖溶地層中施工時(shí)遇到的問題進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的技術(shù)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；樁基技術(shù)；對(duì)策

1 概述

具有巖溶地貌的地區(qū)就是常說的巖溶地區(qū)，巖溶地區(qū)的水對(duì)可溶性巖石進(jìn)行溶蝕、沖蝕、潛蝕等作用，其中以溶蝕為主，溶蝕后形成溶洞。

溶洞種類很多，按其填充狀態(tài)可分為無填充、半填充和完全填充這3類，按其填充物的性質(zhì)可分為粘性土、砂礫和稀土這3類，按其漏水情況可分為漏水和不漏水這2類。

正是由于巖溶地區(qū)巖溶形態(tài)、充填物、地下水流動(dòng)的復(fù)雜性，施工中主要有泥漿漏失和坍孔、孔壁失穩(wěn)、偏孔與斜樁、混凝土流失、斷樁等現(xiàn)象發(fā)生，給施工質(zhì)量及安全帶來隱患。作者通過多年來的經(jīng)歷，對(duì)巖溶地層樁基施工提出了一些應(yīng)對(duì)技術(shù)措施。

2 事故原因及技術(shù)對(duì)策

2.1 泥漿漏失與坍孔

2.1.1 事故原因

因巖溶地層中溶洞廣泛存在，溶洞貫通性高，樁基施工時(shí)極易出現(xiàn)泥漿漏失情況，造成鉆孔內(nèi)無法保持合理的水頭高度，使地下水涌入孔內(nèi)產(chǎn)生由外向內(nèi)的側(cè)壓力，造成孔壁失穩(wěn)坍塌。

2.1.2 技術(shù)對(duì)策

采取措施：（1）在孔口附近備足優(yōu)質(zhì)黏土、片石，當(dāng)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象時(shí)，立即用挖掘機(jī)向孔內(nèi)回填黏土，必要時(shí)向孔內(nèi)投入整袋水泥進(jìn)行堵漏。（2）如漏漿數(shù)量有限，在回補(bǔ)漿液后漿面恢復(fù)，則表示遇到的是不連通溶洞，若進(jìn)尺正常，則表明溶洞較小，可繼續(xù)鉆進(jìn)；若進(jìn)尺突然加快，則表明遇到較大的填充物不密實(shí)的溶洞，向孔內(nèi)拋填片石反復(fù)沖砸，使孔周圍形成完整的護(hù)壁，繼續(xù)鉆進(jìn)。（3）如漏漿數(shù)量較大，回補(bǔ)漿液后，孔內(nèi)漿面不回升，則表明遇到了連通的地下溶洞，采用向孔內(nèi)拋填片石再反復(fù)沖砸的辦法進(jìn)行堵漏，直至漿面不再下降。（4）如判斷溶洞較大，溶洞內(nèi)無填充物或填充物較少時(shí)，可選擇向孔內(nèi)放入固定的鋼管，鋼管上置碎石料斗，向洞內(nèi)灌入碎石，投料時(shí)振動(dòng)鋼管以防止堵塞。注漿時(shí)注漿管必須插入填充物底部，邊注漿邊緩慢提升。為防止?jié){液流失太遠(yuǎn)，可采用間歇注漿方式，注漿10天后可進(jìn)行鉆孔。

2.2 偏孔與斜樁

2.2.1 事故原因

巖溶地區(qū)當(dāng)沖樁機(jī)施工時(shí)，沖錘易沿著溶溝、溶槽的基巖斜面而傾斜下滑，或因溶蝕造成底板不平，錘頭下落后發(fā)生歪斜，使錘頭中心偏離樁孔中心，造成偏孔，使鉆出的樁孔垂直度偏離設(shè)計(jì)范圍，鋼筋籠也會(huì)隨樁孔而傾斜，或者鋼筋籠無法下到樁底，影響樁身質(zhì)量。

2.2.2 技術(shù)對(duì)策

（1）填塊石：沖錘出現(xiàn)偏位或傾斜，鋼絲繩擺動(dòng)較大傾向一邊時(shí)，要停止沖孔，把沖錘拉起，檢查沖錘是否出現(xiàn)蒜頭型，如出現(xiàn)蒜頭型則要把沖錘修焊好并在孔內(nèi)回填石塊，采用填石修孔法用沖錘將石塊夯壓實(shí)，使孔底平衡受力，再起錘慢慢沖進(jìn)。（2）填混凝土：如果填石修正效果仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可采用孔斜段澆灌高標(biāo)號(hào)水下混凝土，待混凝土凝固后再行沖擊修孔（一般需等10天左右），使孔底作業(yè)面強(qiáng)度均勻，讓沖錘垂直沖進(jìn)，糾正斜孔。（3）直接開挖埋護(hù)筒：對(duì)于基巖埋深較淺的樁可先用機(jī)械開挖，直接用人工埋設(shè)鋼護(hù)筒，這樣可保證鋼護(hù)筒的筒身垂直度，起一定的導(dǎo)向作用并能平整基巖巖面，對(duì)于防斜有一定的效果。（4）使用長(zhǎng)筒沖錘：可采用長(zhǎng)筒沖錘進(jìn)行沖孔。長(zhǎng)筒沖錘做法是用直徑稍小的厚壁鋼護(hù)筒焊上錘牙和提引機(jī)構(gòu)，其長(zhǎng)度一般在5m以上，具體可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行增減，其特點(diǎn)是具有較好的導(dǎo)正性能，保證樁孔垂直度。

2.3 混凝土流失

2.3.1 事故原因

在巖溶地區(qū)進(jìn)行沖孔樁施工時(shí)，由于沖錘沖擊擠壓粘土造壁作用，一些溶洞可能得到臨時(shí)封閉，沖孔時(shí)不會(huì)漏漿，但是在灌注混凝土?xí)r，由于混凝土的比重較大，且在灌注過程中混凝土自由下落產(chǎn)生較大的沖擊力，使臨時(shí)封閉的孔壁破裂，混凝土大量流失，有時(shí)在灌注混凝土?xí)r尚無異常，但灌至樁頂后一段時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生混凝土面下降，這是由于臨時(shí)封閉的孔壁無法承受混凝土的重量而裂開，造成混凝土漏失。

2.3.2 技術(shù)對(duì)策

（1）控制混凝土指標(biāo)：控制混凝土的和易性、坍落度等指標(biāo)，保證符合設(shè)計(jì)和施工要求；（2）加大混凝土的初灌量：為了防止初灌時(shí)因混凝土的沖力造成樁底穿孔而使混凝土流失，導(dǎo)致樁底斷樁，可加大混凝土初灌量，保證初灌后埋管高度不能小于1m；（3）適當(dāng)加大導(dǎo)管埋深：灌砼時(shí)對(duì)于一般樁徑在1～1.5m以內(nèi)時(shí)保持埋管深度6～9m較合適，若混凝土供應(yīng)連續(xù)，可適當(dāng)加大埋管深度，減少拆管次數(shù)，特別是在溶洞分布段，不盲目拆卸導(dǎo)管；若混凝土供應(yīng)較慢，則需加入緩凝劑，保持初凝時(shí)間比混凝土供應(yīng)間隔時(shí)間1小時(shí)左右，埋管深度控制在4～8m，防止導(dǎo)管與混凝土凝結(jié)。同時(shí)加密對(duì)混凝土面上升的探測(cè)，判斷不同樁孔段超灌情況及混凝土埋管深度；（4）慢拔導(dǎo)管：起拔導(dǎo)管時(shí)，切忌以快速上升的方式起拔，應(yīng)慢慢起拔，確保砼的密實(shí)性和防止超拔；（5）增加樁頂超灌：灌注砼至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，不立即拔出導(dǎo)管，保持埋管2～4m，觀察砼面穩(wěn)定情況，當(dāng)混凝土面下降時(shí)，及時(shí)補(bǔ)入混凝土，避免樁頂高程誤差，同時(shí)適當(dāng)增加樁頂混凝土超灌量。（6）下鋼護(hù)筒：對(duì)于溶洞較大的樁孔，采用鋼護(hù)筒進(jìn)行隔離，防止混凝土流入溶洞。

2.4 斷樁

2.4.1 事故原因

斷樁是指混凝土凝固后不連續(xù)，中間被疏松體或泥土填充形成間斷的樁。在巖溶地區(qū)因?yàn)槿芏吹拇嬖?，灌注混凝土?xí)r由于混凝土突然流入溶洞，使砼面驟然下降，導(dǎo)管底露出砼面造成斷樁，或底部有溶洞使初灌混凝土不夠高度使導(dǎo)管底露出砼面造成斷樁，也可能因清孔后又造成塌孔使孔底沉渣厚度超標(biāo)而斷樁。

2.4.2 技術(shù)對(duì)策

（1）注意清孔質(zhì)量：清孔時(shí)保持泥漿濃度，在保證灌注混凝土質(zhì)量的同時(shí)保證孔壁的穩(wěn)定，防止再次塌孔形成沉渣，同時(shí)清孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。（2）控制導(dǎo)管底部高度：成孔后必須準(zhǔn)確量取孔深，計(jì)算好需要的導(dǎo)管長(zhǎng)度，下導(dǎo)管時(shí)控制導(dǎo)管底與樁底的高度為20～40cm，太高會(huì)使混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土離析；太低又容易堵管。（3）控制初灌量：灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量，準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量，保證初灌量不能小于計(jì)算的數(shù)量。（4）控制埋管深度：混凝土澆注過程中，應(yīng)隨時(shí)測(cè)量混凝土面的標(biāo)高和計(jì)算導(dǎo)管的埋深，初灌后埋管深度不能小于1m，并立即續(xù)灌混凝土，其他部位保持埋管深度6～9m，提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。（5）慢拔管、慢澆砼：因混凝土在灌注過程中或灌注后數(shù)小時(shí)內(nèi)容易出現(xiàn)突然下降的情況，因此在灌注時(shí)適當(dāng)放慢灌注速度，當(dāng)接近樁頂標(biāo)高時(shí)不要急于完工，繼續(xù)灌至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上1～2m左右，將導(dǎo)管上拔至埋管2～4m左右時(shí)稍作停頓，觀察混凝土面半小時(shí)左右，若混凝土面不下降，則拔出導(dǎo)管。

3 結(jié)束語

綜上所述，在巖溶地層進(jìn)行沖孔樁施工時(shí)，難度較大，但應(yīng)對(duì)的方法也很多?？傮w來說，當(dāng)溶洞高度小于3m時(shí)，采用“拋填造壁”的方法，即填入直徑0.2～0.3m的片石和粘土；當(dāng)溶洞高度大于3m時(shí)，采用“拋填造壁”的方法無法奏效時(shí)，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工；當(dāng)豎向溶洞較多，樁孔較深，鋼護(hù)筒跟進(jìn)困難，不能一層跟進(jìn)到底時(shí)，可先下一層大護(hù)筒，大護(hù)筒直徑應(yīng)大于樁徑200mm左右，當(dāng)大護(hù)筒不能下沉，下面的溶洞又無法處理時(shí)，需下一層小護(hù)筒跟進(jìn)，小護(hù)筒的直徑大于樁徑100mm左右，直至穿過溶洞；這些方法都能提高巖溶地區(qū)樁基的施工質(zhì)量。