人工挖孔樁穿過溶洞施工措施方案

倪璽全

【文章摘要】

人工挖孔樁井下環(huán)境惡劣、作業(yè)條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工安全問題尤為突出，但在不良、復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)，仍多采用人工挖孔樁施工。某地下商場樁基礎(chǔ)采用人工挖孔成樁，根據(jù)地勘報(bào)告表明要穿過地下溶洞，擬采取對溶洞洞體進(jìn)行封閉加固處理，提高洞體的穩(wěn)定性，減少不同底層間的差異沉降，滿足人工挖孔施工及安全需要。本文主要探討人工挖孔樁穿過溶洞地質(zhì)的施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】

人工挖孔樁；溶洞地質(zhì)；注漿施工

0 引言

本文中某大型商場樁基穿過的溶洞是土洞在地下水作用下巖溶發(fā)育形成。由于溶洞地質(zhì)復(fù)雜，地下水豐富，處理難度大費(fèi)用高，設(shè)計(jì)的樁基礎(chǔ)形式，必須將樁的底端穿過溶洞進(jìn)入到溶洞底板作為樁的持力層，考慮施工條件及經(jīng)濟(jì)合理性，結(jié)合實(shí)際無法采用機(jī)械方式成孔，只能選擇人工挖孔施工。由于溶洞較深且空隙中等發(fā)育并存在大量泥夾孤石，采用鋼護(hù)筒人工挖孔施工難度較大，擬對溶洞進(jìn)行注漿止水、素C20砼填充封閉加固后再開挖，確保人工挖孔樁施工的安全、進(jìn)度目標(biāo)。

1 項(xiàng)目概況

某大型商場，建筑面積30000㎡，地上五層地下兩層，經(jīng)勘測該地下場地為巖溶溶蝕緩丘地貌，地貌較為簡單，周邊均已有高層或多層建筑物，且地下管線眾多，周邊環(huán)境條件復(fù)雜。地基土的構(gòu)成：雜填土，主要為回填土，建筑垃圾、磚瓦占30%，分布于全場，層厚0.5～9.8m；紅粘土，土質(zhì)均勻，較密實(shí)，零星分布，層厚0～8.3m；強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)白云巖，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，巖心呈砂狀，分段分布，層厚：0～9.9m；強(qiáng)風(fēng)化白云巖，細(xì)晶結(jié)構(gòu)，中-厚層狀構(gòu)造，節(jié)理強(qiáng)發(fā)育，巖芯呈砂狀，分段分布，層厚0～9.9m。工程場地地下水的埋藏條件受地形、地貌、地層巖性和水的補(bǔ)給來源控制，按地下水的埋藏條件場地地下水分為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖溶裂隙水，含水量較豐富。

2 溶洞孔的基本情況

從鉆探施工的情況來看，本次勘察遇有巖溶洞隙的鉆孔有2個(gè)，鉆孔遇洞率為6.5%，但是場地內(nèi)部分地段巖面高差大于5米，根據(jù)《建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，場地巖溶的發(fā)育程度屬巖溶中等發(fā)育，巖溶發(fā)育特征見表1所示，工程范圍內(nèi)溶洞大小不一，差異大，中等發(fā)育。

3 施工方案

首先對溶洞的邊界進(jìn)行處理，采用制漿墻、防水帷幕防止地下水滲入溶洞，具體方法為，按水灰比1：1配置水泥漿，然后水泥漿：水玻璃為1：1的比例配置制漿墻液，注漿壓力為0.8～1.5MPa，注漿壓力由低到高，注漿次數(shù)為2～3次，每次注漿間隔10分鐘左右。注漿結(jié)束后對溶洞進(jìn)行填充，注漿加固，注漿完成后隨機(jī)鉆孔取芯，檢測是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

施工工序?yàn)椋簻y量放線→ 布置鉆孔→鉆孔、清孔→排水、防水→ 溶洞試灌→泵送混凝土→灌注孔封孔→驗(yàn)收→人孔挖孔施工。

具體施工技術(shù)方案：

3.1測量放線

根據(jù)待處理溶洞上代表鉆孔的坐標(biāo)確定土洞的中心位置、預(yù)測溶洞大小，作好標(biāo)記，測定施工前的地面標(biāo)高、處理范圍。

3.2布置鉆孔

按施工勘察報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行布置鉆孔，并做好標(biāo)記。

3.3鉆孔、清孔

按照標(biāo)定位置鉆孔，如果遇到較大孤石鉆進(jìn)困難時(shí)，更改鉆孔位置。所有鉆孔均要作好成孔記錄（溶洞的頂、底界埋深，高度及范圍，基巖段要取芯并編錄），確定溶洞的面積、體積、充填情況。成孔后使用清水洗孔，然后再用粘土、水泥、水1.5：1：1.88配置的套殼料通過鉆桿泵送至孔底，直到溢出符合濃度的原漿液。

3.4孔樁內(nèi)地下水降排設(shè)計(jì)

根據(jù)孔洞勘察期間觀測的水文結(jié)果（流水方向、流速等水文情況），做出防、排水措施，對可能溶洞周邊10～20m內(nèi)使用潛孔鉆打孔放水，為確保施工安全，提前開挖蓄水坑，同時(shí)配置潛水泵。如果地下水豐富，先對溶洞的四周進(jìn)行注漿，形成防水帷幕，封住溶洞外的地下水。然后新增鉆孔，在原孔中間增加新孔，對鉆孔進(jìn)行加密，即對原孔的注漿情況進(jìn)行檢測，又增強(qiáng)防水帷幕的防水效果。

3.5溶洞試灌

在正式注漿前，現(xiàn)場應(yīng)進(jìn)行注漿試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求的水泥用量等指標(biāo)，最終確定注漿壓力、水泥用量、配合比、注漿次數(shù)等施工參數(shù)。

3.6泵送混凝土填充

采用C20細(xì)石混凝土，通過混凝土輸送泵將素混凝土經(jīng)過高壓輸送管進(jìn)入洞體。垂直導(dǎo)管隨灌隨提，逐層灌注，直到達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，注不進(jìn)為止。灌注施工時(shí)，地面應(yīng)設(shè)置3-5個(gè)水準(zhǔn)觀測點(diǎn)，密切觀測洞體地表的變化情況，不允許地面產(chǎn)生裂縫和抬升情況。一旦發(fā)現(xiàn)地面出現(xiàn)裂縫和抬升，必須及時(shí)降低泵送壓力和灌注量。

3.7灌注孔封孔

灌注施工結(jié)束后，起拔套管并及時(shí)將孔口封堵。

3.8驗(yàn)收

采用鉆芯法檢測，隨機(jī)在各樁位1.5m范圍內(nèi)布置檢測點(diǎn)，檢查溶洞充填物膠結(jié)情況或裂隙充填情況、鉆孔泥漿是否漏失。檢測要求：無充填半充填溶洞，抽芯檢測率應(yīng)達(dá)到90%以上；全充填溶洞充填物強(qiáng)度標(biāo)貫擊數(shù)不于8擊。如檢測達(dá)不到要求，則在該點(diǎn)布置灌注孔，灌注堵漏直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.9人工挖孔樁施工

溶洞混凝土灌注28天后，開始人工挖孔樁施工，對孔內(nèi)出現(xiàn)的孤石或混凝土盡量采用

風(fēng)鎬剔打，若采取爆破施工，應(yīng)嚴(yán)格采取多孔小藥量爆破。同時(shí)嚴(yán)格保證護(hù)壁質(zhì)量和控制每天開挖進(jìn)尺。

3.10人工挖孔施工安全技術(shù)及防范保障措施

人工挖孔樁為淘汰型工藝，受地質(zhì)復(fù)雜條件限制，加之現(xiàn)有的勞務(wù)隊(duì)伍人員素質(zhì)較低，施工單位疏于防范，防護(hù)措施不到位，致使施工過程安全、質(zhì)量、進(jìn)度常常失控，經(jīng)常發(fā)生重大安全事故。

人工挖孔樁工程必須成立專項(xiàng)小組，并應(yīng)制定應(yīng)急預(yù)案，全過程進(jìn)行監(jiān)督管理，至少要做好以下幾方面工作。

第一，在隊(duì)伍進(jìn)場前須進(jìn)行全員施工、安全技術(shù)交底及針對各工種專業(yè)方面的安全教育，增強(qiáng)每個(gè)工人的安全、自我保護(hù)意識。

第二，建立和實(shí)施安全生產(chǎn)管理制度，嚴(yán)格各種設(shè)備和現(xiàn)場用電管理，所有電器、線路等的安拆必須由專職電工負(fù)責(zé)操作，嚴(yán)禁一般人員私自進(jìn)行。

第三，按標(biāo)準(zhǔn)配置勞保防護(hù)用品并經(jīng)常對其性能進(jìn)行檢查。

第四，施工人員必須執(zhí)行相應(yīng)工種的安全操作規(guī)程，特殊工種人員必須持證上崗，杜絕“三違”現(xiàn)象。

4 總結(jié)

人工挖孔樁在施工過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量不穩(wěn)定因素，必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，尤其是排水防水和注漿，嚴(yán)格按照執(zhí)行操作規(guī)程，對施工過程中出現(xiàn)的問題加以分析，及時(shí)采取防范措施。同時(shí)重點(diǎn)監(jiān)控施工安全，防止安全事故突發(fā)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陽志勝.人工挖孔樁溶洞處理施工技術(shù)及應(yīng)用[J].公路與汽運(yùn)，2011（05）；

[2]李寒梅.淺析溶洞地區(qū)進(jìn)行公路橋梁工程的人工挖孔樁的技術(shù)要點(diǎn)[J].黑龍江交通科技，2014（02）；

[3]陳仁芳.巖溶區(qū)公路橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].長安大學(xué)，2009（03）.