淺析沖孔群樁法在巖溶地基處理中的合理運(yùn)用

謝美鳳

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系 福建福州 350007)

淺析沖孔群樁法在巖溶地基處理中的合理運(yùn)用

謝美鳳

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系 福建福州 350007)

巖溶地質(zhì)地基對(duì)工程建設(shè)的影響較大，通常巖溶存在著地基承載力不足，基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，滑動(dòng)及塌陷等，因此，在工程建設(shè)中需要對(duì)其進(jìn)行防治處理。本文主要介紹了巖溶地質(zhì)地基的一般常用處理方法，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行對(duì)沖孔群樁法在巖溶地基處理中的合理運(yùn)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并提出一點(diǎn)個(gè)人建議。

沖孔群樁法; 巖溶地基處理; 合理運(yùn)用

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0 引言

我國(guó)占地面積較大，巖溶地質(zhì)分布廣泛，常常因?yàn)閹r溶地質(zhì)地基承載力不足，導(dǎo)致不均勻沉降、地基滑動(dòng)甚至塌陷等施工質(zhì)量問題[1]。而由于上述施工質(zhì)量原因，發(fā)生安全事故的案例也是屢見不鮮,直接影響施工進(jìn)度，并造成較大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。因此，加強(qiáng)巖溶地質(zhì)地基穩(wěn)定性的前期勘察工作、采用合理經(jīng)濟(jì)的處理措施，都有著明顯而且重大的意義[3]。

1 常用方法

巖溶地質(zhì)的地基處理方法需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行分類處理，一般的巖溶地質(zhì)地基，我們可以考慮鉆孔注漿處理，采用這種方法特點(diǎn)就是施工方便快捷，漿液能夠透過巖溶地質(zhì)地基下的空洞進(jìn)行相互串聯(lián)，使得整個(gè)巖溶地質(zhì)地基形成一個(gè)新的整體。對(duì)于遇水即溶及地基上需要修建建筑物(一般在市政工程中較為常見)、巖溶地質(zhì)較深(一般在公路工程中較為多見)的巖溶地質(zhì)地基，我們可以采取沖孔群樁處理，這種方法特點(diǎn)是可承受較大的上部荷載。

除了上述的兩種較為常用的巖溶地質(zhì)的地基處理方法，對(duì)于一些施工要求較低的工程或者巖溶地質(zhì)情況較輕的，我們還可以用一些簡(jiǎn)易方法，如：挖填法(挖出巖溶質(zhì)體回填優(yōu)質(zhì)質(zhì)體，一般選用碎石或素砼)、跨蓋法(采用鋼筋混凝土梁板跨越，一般用于小型溶洞，因?yàn)榇朔ú粚?duì)地基進(jìn)行處理)以及地下水排導(dǎo)法。地下水排倒法基本上是配合使用，對(duì)于地下水源較為豐富的巖溶地質(zhì)的地基處理很有效果，只要做好了對(duì)地下水(疏導(dǎo))及地表水(防滲)處理，就能夠較好的防止基礎(chǔ)過大下沉，充分避免了因地基承載力下降過多導(dǎo)致失穩(wěn)變形破壞，在原則和原理上，這都是一項(xiàng)首選的施工辦法。不過，考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)條件一般都較為復(fù)雜，所以需要配合其他的施工方法進(jìn)行施工，才能取得最優(yōu)的施工方案。本文將對(duì)采用樁基處理巖溶地質(zhì)地基的方法進(jìn)行分析。

圖1 施工設(shè)計(jì)方案圖

2 沖孔群樁法地基處理

2.1 工程背景

由我方承擔(dān)建設(shè)的某大型醫(yī)院，為了方便市民停放車輛，需要在醫(yī)院左側(cè)依山修建一大型停車場(chǎng)，停車場(chǎng)采用“半挖半填”地基開挖工藝。不過開挖前經(jīng)前期地質(zhì)勘查后發(fā)現(xiàn)，該山體屬于巖溶地質(zhì)，地下有夾層分布、巖溶表面不平等，需進(jìn)行地基處理，考慮到該處地面高差不大、裂隙少、不存在溶溝等情況，所以我方考慮在填挖交接處設(shè)計(jì)雙排18根鉆孔灌注樁基，利用此類樁基穿透夾層、將樁端可靠地支承在持力層上。現(xiàn)場(chǎng)采用梅花型交錯(cuò)布置，樁間距4m×4m，樁徑1m，深度前排6m、后排10m。具體施工設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

2.2 具體施工

為了確保工程順利進(jìn)行，我方?jīng)Q定采用四臺(tái)G-7沖擊鉆分工作業(yè)，為避免串孔，采用兩頭并進(jìn)、跳孔作業(yè)的施工方案，如圖1所示，1號(hào)機(jī)負(fù)責(zé)完成1-4號(hào)孔位的施工作業(yè)任務(wù)(施工順序：1#-3#-2#-4#)，2號(hào)機(jī)負(fù)責(zé)完成6-9號(hào)孔位的施工作業(yè)任務(wù)(施工順序：9#-7#-8#-6#)，3號(hào)機(jī)負(fù)責(zé)完成10-13號(hào)孔位的施工作業(yè)任務(wù)(施工順序：10#-12#-11#-13#)、4號(hào)機(jī)負(fù)責(zé)完成15-18孔位的施工作業(yè)任務(wù)(施工順序：18#-16#-17#-15#)，9、14孔位根據(jù)各號(hào)機(jī)實(shí)際施工進(jìn)行情況，由優(yōu)先完成的機(jī)組進(jìn)行施工作業(yè)。

根據(jù)前期勘察設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)7號(hào)孔具有可溶性巖層在，在施工作業(yè)面以下4m的位置，存在有豐富的地下水溢出的情況。當(dāng)2號(hào)機(jī)組利用沖擊鉆施工至4m位置時(shí)，樁基位置突然出現(xiàn)塌陷，沖擊鉆錘頭被埋，無(wú)法動(dòng)彈；采用挖掘機(jī)械進(jìn)行開挖至2m位置時(shí)樁基繼續(xù)出現(xiàn)二次塌陷，挖掘機(jī)退出施工作業(yè)面，觀察二日后，確定樁基已經(jīng)穩(wěn)定狀態(tài)后，我方考慮繼續(xù)開挖土方量較大，同時(shí)挖掘土方運(yùn)出存在不便等原因，決定利用就近土石方進(jìn)行回填，并對(duì)埋置沖擊錘進(jìn)行切割，二次放樣重新成孔。雖然2號(hào)機(jī)組因?yàn)樾枰匦沦?gòu)入新錘，耽誤了一定的時(shí)間，但是根據(jù)我方施工方案，1號(hào)機(jī)組和3號(hào)機(jī)組在完成指定任務(wù)后，均及時(shí)調(diào)入2號(hào)機(jī)組負(fù)責(zé)范圍，在施工進(jìn)度上沒有造成延期，同時(shí)確保了7號(hào)孔位的施工質(zhì)量及地基的穩(wěn)定性。

7號(hào)孔位的具體施工方案如下：首先，根據(jù)原有控制點(diǎn)位，利用全站儀重新放樣7號(hào)孔位，并及時(shí)設(shè)置保護(hù)樁；其次，挖掘機(jī)械與裝載機(jī)械配合，對(duì)3號(hào)機(jī)工作平臺(tái)進(jìn)行鋪設(shè)并整平夯實(shí)，挖掘機(jī)械與裝載機(jī)械配合，將原先移出施工區(qū)域的3號(hào)機(jī)重新移入已夯實(shí)完畢的工作平臺(tái)上來；第三，對(duì)重新購(gòu)入的沖擊錘進(jìn)行錘齒焊接并及時(shí)懸掛，同時(shí)錘擊鋼護(hù)筒入樁；利用原有泥漿池進(jìn)行沖擊成孔作業(yè)，并密切觀察孔位周邊的沉降情況，注意是否出現(xiàn)孔位偏移等現(xiàn)象。待沖擊錘接近4m位置時(shí)，注意觀察孔內(nèi)水位高度，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿加水，一旦出現(xiàn)較大落差，需要及時(shí)將沖擊錘吊起，記錄現(xiàn)有水位，觀察至其水位穩(wěn)定后(一般為24h)，再次記錄現(xiàn)有水位，對(duì)比高差，高差超過1m及時(shí)填入袋裝水泥(建議連袋子一起投入)，并投入19.5～31.5cm大粒徑粗集料(一般選用級(jí)配碎石)，及時(shí)補(bǔ)水至原有高度(水、水泥、碎石比例為1∶3∶6)，并不斷錘擊至水位較為穩(wěn)定；高差不超過50公分，說明漿液已經(jīng)將巖溶填滿，可以進(jìn)行造漿至原有水位，漿液粘稠程度可以提高一個(gè)檔次，對(duì)巖溶入漿口起到封堵的作用，待沖擊至8m位置時(shí)，可以將漿液粘稠程度降回原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；第四，一旦孔位水位恢復(fù)至原有水位高度，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)位復(fù)核，采用全站儀配合原有設(shè)置的保護(hù)樁進(jìn)行閉合，及時(shí)調(diào)整樁基孔位，避免因?yàn)榭孜黄睂?dǎo)致出現(xiàn)卡鉆等現(xiàn)象；第五，沖孔完畢后及時(shí)返漿清孔，爭(zhēng)取盡早下鋼筋籠，完成樁基澆筑；若因?yàn)樘鞖獾仍驘o(wú)法進(jìn)行下一道工序施工時(shí)，要求每日觀察孔位偏移情況，并及時(shí)記錄孔底沉渣情況。

2.3 處理效果

采用樁基處理巖溶地質(zhì)地基主要是利用樁基的自身穩(wěn)定性，削弱巖溶地質(zhì)地基的側(cè)向壓力，從而避免巖溶地質(zhì)地基出現(xiàn)明顯沉降，導(dǎo)致地基側(cè)滑出現(xiàn)坍塌等惡劣現(xiàn)象，這是從施工質(zhì)量控制方面進(jìn)行考慮。相對(duì)其他處理措施，采用樁基處理巖溶地質(zhì)地基，優(yōu)勢(shì)在于能夠很好的加強(qiáng)巖溶地質(zhì)地基的原始狀態(tài)，提高地基整體穩(wěn)定性等；劣勢(shì)是需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行二次勘察，并根據(jù)二次勘察情況，重新繪制施工設(shè)計(jì)圖，上報(bào)程序較為繁瑣，施工工序較為困難，若從經(jīng)濟(jì)角度、工程進(jìn)度等方面進(jìn)行考慮，一般情況下不建議使用。

3 一點(diǎn)建議

(1)對(duì)于巖溶地質(zhì)地基可以要求施工單位(即我方)根據(jù)自身實(shí)際情況，先進(jìn)行對(duì)巖溶地質(zhì)地基處理，然后將施工方案及現(xiàn)場(chǎng)影響資料上報(bào)監(jiān)理單位及業(yè)主單位進(jìn)行審批，由業(yè)主單位邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位相關(guān)人員對(duì)該施工方案可行性進(jìn)行認(rèn)證。這樣就能較好的保證工程施工進(jìn)度，同時(shí)也可通過節(jié)約施工時(shí)間達(dá)到節(jié)約成本，避免人員誤工、設(shè)備擱置等成本浪費(fèi)。

(2)對(duì)于巖溶地質(zhì)地基必須做好前期試樁等準(zhǔn)備工作，充分考慮樁基局部失效的可能性，減少巖溶地基塌陷風(fēng)險(xiǎn)。尤其是針對(duì)巖溶段深埋以及地下水異常豐富的情況，首先應(yīng)當(dāng)設(shè)法避開復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，其次再來考慮如何分散荷載。

(3)巖溶地基處理存在很大的難度和復(fù)雜性，抽取地下水是一個(gè)經(jīng)濟(jì)上可行的辦法，能夠使得后續(xù)施工安全有序；再加之嚴(yán)格的施工管理，調(diào)整施工程序、嚴(yán)控地下水，可以防止?jié)B透的可能性。

(4)對(duì)于巖溶地基處理采用沖孔群樁法的時(shí)候，可以考慮將兩根樁基之間設(shè)置一道系梁(或者四根樁基設(shè)置承臺(tái))，起到“鐵索連船”的功效，通過樁基上部之間的相互作用，使得樁基發(fā)揮最大效用。

4 結(jié)束語(yǔ)

巖溶是工程活動(dòng)中常見的地質(zhì)問題，就其危害性而言，輕則造成工程質(zhì)量事故，使得工程需要返工，不但延誤工期，而且造成經(jīng)濟(jì)損失；重則釀成工程安全事故。因此我們不但要分析巖溶地基處理的可行性施工方法，而且更要著眼于工程有效使用期限內(nèi)對(duì)工程的影響。因此我們必須對(duì)巖溶地質(zhì)地基有更新的認(rèn)識(shí)和了解，從而使得沖孔群樁法在將來的工程中得以更加合理的運(yùn)用。

[1]張偉,嚴(yán)力軍,劉俊.復(fù)雜溶巖地質(zhì)條件下超長(zhǎng)地下室基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討[J].建筑結(jié)構(gòu),2009.03.

[2]朱毅.巖溶地區(qū)地基基礎(chǔ)的處理實(shí)踐[J].交通科技,2006.05.

[3]陳伏冰.無(wú)充填溶洞的樁基成孔方法及質(zhì)量控制[J].交通科技,2010.04.

謝美鳳(1977- )，女，碩士，高級(jí)工程師，主要從事土木工程施工技術(shù)及造價(jià)方面的工作。

The Reasonable Application of Punching Pile Method in Foundation Treatment in Karst

XIEMeifeng

(Fujian Chuanzheng Communications College，Department of Construction Engineering,Fuzhou 350007)

It has a great influence on Karst geological foundation in the construction of a project due to the karst has insufficient bearing capacity, which is often occurred the uneven settlement, slide and collapse in the precess of foundation . Therefore, the Karst Geological foundation need to arrange in the engineering construction. In this paper, the general processing methods on the karst geological foundation were presented. Based on the practical engineering example, it is briefly analyzed the reasonable application of punching pile method in foundation treatment in karst, and then puts forward some personal suggestions.

Punching pile method; Foundation treatment in karst; Reasonable application

謝美鳳(1977- )，女，高級(jí)工程師。

2015-12-14

TU47

A

1004-6135(2015)12-0082-03