樁基施工中溶洞及破碎巖體的處理方式

梁樹理

摘要：樁基施工中遇到溶洞是常見的情況，溶洞作為隱蔽工程，在施工中存在很大的麻煩，有時(shí)還會(huì)存在破碎巖層，影響樁基施工。本文主要分析樁基施工中溶洞及破碎巖體的處理方式，在樁基施工中需要明確了解溶洞的發(fā)育規(guī)律，根據(jù)實(shí)際情況采取合適的措施，為樁基施工提供一些參考。

關(guān)鍵詞：樁基施工；溶洞；破碎巖體

我國(guó)巖溶發(fā)育非常廣闊，地質(zhì)水文條件非常復(fù)雜，溶洞的存在給樁基施工帶來很大的困難，在樁基施工中若是不正確處理溶洞問題，必然影響施工工體，還會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和工程造價(jià)，本文以具體的實(shí)例分析樁基施工中溶洞及破碎巖體的處理方式，為樁基施工中溶洞問題提供一些參考。

一、溶洞處理施工處理措施

樁基施工中，溶洞的存在為施工帶來很大的挑戰(zhàn)，一般情況下，針對(duì)溶洞高度小于3m的情況，覆蓋厚度在6～8m范圍內(nèi)，常采用的措施主要是片石粘土筑壁法。針對(duì)高度小于8m，同時(shí)覆蓋厚度大于8m的溶洞，一般采用的處理措施是片石粘土筑壁與護(hù)筒跟進(jìn)相結(jié)合的方式。針對(duì)覆蓋層和高度均大于8m的溶洞，一般采取的措施主要是帷幕注漿法。

帷幕注漿法注漿的范圍與整個(gè)溶洞的高度保持一致性，注漿采用水泥砂漿注漿，注漿孔間距一般設(shè)定為3～5m。針對(duì)溶洞高度不太大，無(wú)填充物存在嚴(yán)重漏水的，一般采取片石粘土筑壁法，將片石、水泥和粘土回填沖擊，使填充物充分密實(shí)，形成人工泥石護(hù)臂，避免出現(xiàn)坍孔。若是溶洞覆蓋層較厚，一般情況下是采用隔行護(hù)筒跟進(jìn)法，一面沖孔，一面接高護(hù)筒。鋼護(hù)筒的選擇中，一般要求護(hù)筒內(nèi)徑大于樁直徑10cm，鋼板厚度一般設(shè)定為12mm。在護(hù)筒的陳放中，需要充分利用鉆的擴(kuò)孔性能，要求樁孔豎直、無(wú)歪斜。

二、工程地質(zhì)條件

該工程下部構(gòu)造為樁柱式，地質(zhì)鉆孔柱狀見圖1所示，直徑130mm，穩(wěn)定水位深度10.10m，底層結(jié)構(gòu)從下往上依次是4.00～11.50石灰?guī)r、2.40～4.00m粘土層、0.60～2.40m粘土石層、0～0.60m褐黃色雜填土?；?guī)r節(jié)理發(fā)育完全，呈強(qiáng)弱風(fēng)化，局部存在破碎巖層，存在溶洞，溶洞內(nèi)部主要是棕紅色粘土，溶洞深度1.1～3.9m，存在較大的基巖層傾斜。

三、施工方案的確定

該孔是在兩年前開鉆的，先后出現(xiàn)三層溶洞，存在起伏較大的基巖面傾斜，地質(zhì)類型比較單一，存在斷層，規(guī)模不大，地貌類型單一，場(chǎng)內(nèi)存在局部巖體破碎，溶洞對(duì)施工存在很大的影響，在施工中存在較大的困難，在施工中需要在汛期到來之前，完整柱基搶出水面，并根據(jù)不同施工方法來進(jìn)行施工。

針對(duì)基巖傾斜起伏的問題，采用片石、回填粘土和灌注混凝土來進(jìn)行施工，用沖擊方式成孔。由于柱基施工存在破碎巖層，還存在裂隙，采用高壓雙液注漿方式，采用雙液將巖洞裂隙中的填充物來置換，使圍巖和溶洞裂隙形成一個(gè)整體，提高承載力。在施工中，注漿孔布置圖見圖2所示，在孔周圍形成帷幕，鉆孔時(shí)減輕傾斜鉆頭，保證孔尺寸的準(zhǔn)確性，在施工中注意減少混凝土澆筑量。在施工中，采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)金剛石鉆頭來鉆孔，鉆孔直徑75mm，在樁中心的周圍鉆孔，半徑1.3m，孔距1.0m，鉆孔設(shè)計(jì)8個(gè)。在灌漿時(shí)，需要保證水玻璃與水泥混合漿的攪拌時(shí)間超過3min，為保證漿液暢通漿液濃度逐漸由稀到濃，水泥比逐漸由2：1變到0.5：1，在灌漿中需要保證注入率，始灌壓力和終灌壓力分別為1.0、1.5MPa，在注漿壓力下，要求注入率不得超過0.4L/min，澆注半小時(shí)后停止注漿。

在柱基施工中，基巖起伏較大，而且在空洞內(nèi)存在多處石芽，沖擊成孔不易成型，因此在施工中采用孔內(nèi)爆破的方式進(jìn)行施工，在爆破期間采用小型鉆機(jī)打眼，注意嚴(yán)格控制藥量，確保施工安全。沖擊成孔施工中存在較大的困難，因此采用人工挖孔的方式，但是在實(shí)際的施工中，由于地下水非常豐富，因此人工挖空容易造成坍塌孔，存在的安全隱患比較大，因此采用鋼護(hù)筒圍護(hù)以及爆破的施工方法。在施工中鋼護(hù)筒直徑15mm、直徑厚12mm，內(nèi)徑應(yīng)該大于1500mm，保證鋼護(hù)筒垂直度不發(fā)生偏移現(xiàn)象。在抽干泥漿后，再用鉆機(jī)解決基巖面起伏的問題，保證基巖面平整。

圖1 地質(zhì)鉆孔柱狀圖 圖2 注漿孔平面布置圖

孔洞在開工中分別采用孔內(nèi)爆破、人工挖孔以及沖擊成孔的施工方法，通道采用片石以及混凝土進(jìn)行施工，孔內(nèi)溶洞及石芽采用全樁長(zhǎng)鋼護(hù)筒處理，采用的填充物包括混凝土32m3、粘土54m3，爆破石方18m3，解決樁基施工遇到的不良問題。

四、處理措施

針對(duì)柱基施工存在溶洞以及破碎巖體的問題，在施工中需要采取詳細(xì)的地質(zhì)勘查工作，在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行地質(zhì)勘探工作，查找柱基范圍內(nèi)巖溶形態(tài)及發(fā)育的情況，查明溶洞的位置、發(fā)育情況以及填充物等，確定柱基位置和柱底標(biāo)高，確定合理的施工方案。

在成孔方案的選擇中，需要根據(jù)水文地質(zhì)條件以及巖溶地區(qū)地質(zhì)情況以及地質(zhì)勘查資料，合理選擇柱基成孔方案，認(rèn)真分析，依照因地制宜的原則，合理選用方案。若是樁長(zhǎng)比較長(zhǎng)，地水水資源比較豐富，可以采用沖擊成孔方案，若是地質(zhì)條件有一定的地下水層，有溶洞、石芽等發(fā)育，采用一些挖孔樁配置方式更加合適，在本工程中采用的是聯(lián)合作業(yè)方式。

在施工處理中，柱基施工出現(xiàn)溶洞石芽等不良地質(zhì)情況，可以根據(jù)實(shí)際情況具體的施工，若是溶溝不太深，可以先把內(nèi)部泥土清除掉，再采用接近基巖強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行填充，然后沖擊成孔。若是基巖傾斜起伏比較大，可以先采用粘土填充，然后沖擊成孔。若是溶洞內(nèi)有石芽等，可以先采用小型鉆機(jī)大眼，然后爆破，但是在采用爆破中需要嚴(yán)格控制藥量的使用。若是溶洞中不僅存在石芽，還存在大量地下水，可以采取水下爆破的方式。若是地下水豐富，本方案就是如此，可以采用鋼護(hù)筒圍護(hù)方式，人工挖空作業(yè)。若是出現(xiàn)溶洞洞穴，可以采用混凝土全部填滿。柱基溶洞處理中無(wú)論采取何種方式，都需要保證截面尺寸、孔深等，控制幾何尺寸。

在樁基施工處理溶洞以及破碎巖層的處理需要高度重視施工安全工作，制作安全可靠地操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行，在施工中做個(gè)好安全防護(hù)工作、孔內(nèi)爆破防護(hù)等工作，保證施工設(shè)備、人員的安全。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文主要分析樁基施工中溶洞及破碎巖體的處理方式。在溶洞問題的處理中，存在多種影響因素，若是處理不當(dāng)還可能造成人員傷亡，因此針對(duì)樁基施工中存在溶洞及破碎巖體的情況需要坐高詳細(xì)的地質(zhì)勘探工作，保證施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶蘭慧，周衛(wèi)兵.巖溶地質(zhì)鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)及施工處理[J]. 武漢勘察設(shè)計(jì)，2014，04：46-51+54.

[2]龍家臣. 先導(dǎo)施工鉆探在巖溶區(qū)樁基施工中的應(yīng)用[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012，16：18-20.

[3]楊向軍.受潮汐影響巖溶發(fā)育區(qū)灌注樁的成孔控制[J]. 建設(shè)科技，2012，16：92-93.

[4]張龍起，陳景，曲朝雷.唐山巖溶區(qū)樁基施工中幾個(gè)問題的分析與探討[J]. 巖土工程學(xué)報(bào)，2011，S1：325-330.