研究灰?guī)r地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)樁基施工的影響及相應(yīng)措施

【摘要】針對(duì)灰?guī)r地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下的樁基工程，在明確灰?guī)r地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)灰?guī)r地質(zhì)可能對(duì)樁基施工造成的影響和解決措施進(jìn)行深入分析，包括持力層、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁和沖孔灌注樁，旨在為灰?guī)r地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下的樁基工程施工提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】灰?guī)r地區(qū);復(fù)雜地質(zhì)條件;樁基施工;施工影響;解決措施

在灰?guī)r地區(qū)中，由于它的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，發(fā)育有土洞、巖溶（包括溶槽、溶洞和溶溝等）、構(gòu)造帶（包括斷層和裂隙），并且地區(qū)中的地下水較為豐富，嚴(yán)重時(shí)還存在地下暗河通道，所以會(huì)對(duì)樁基選型及施工造成很大影響，產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題與隱患及安全事故。特別是對(duì)于大型建筑物，若對(duì)實(shí)際的巖土工程條件沒(méi)有正確且深入的認(rèn)識(shí)，在實(shí)際施工中不僅要對(duì)樁型進(jìn)行多次更換，而且還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的隱患，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，甚至人員傷亡。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)在確定灰?guī)r地區(qū)中地質(zhì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)不同樁基類型施工時(shí)存在的困難進(jìn)行分析，然后結(jié)合施工條件制定有效的措施，以此保證施工順利完成，并達(dá)到預(yù)期的施工質(zhì)量。

1、灰?guī)r地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)

通常情況下，在灰?guī)r地區(qū)中，地層主要分成以下幾種：其一，人工填土層;其二，巖層，以灰?guī)r居多，斷層和巖溶較發(fā)育，且基巖的表面存在一定程度的溶蝕;其三，殘積層，因灰?guī)r被風(fēng)化形成，大多處在可塑和流塑的實(shí)際狀態(tài)，而且與巖石相接觸的部位由于受到水的影響而處在流塑狀態(tài);其四，沖積層，分布有粘土、粉土與砂礫，覆蓋層的厚度相對(duì)較大，以第四系全新統(tǒng)沖洪積產(chǎn)物為主[1]。

在灰?guī)r地區(qū)中，巖溶發(fā)育有一定規(guī)律可循，表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：其一，從上至下，從強(qiáng)到弱，在基巖的表面可以發(fā)現(xiàn)溶槽和溶溝，在淺層發(fā)育比較顯著，局部表現(xiàn)為從上至下的串珠，而深層主要是古老溶洞，實(shí)際分布相對(duì)較少，大多與溶洞相連;其二，淺部填充物相對(duì)較多，而深部較少，大多是全部或者是部分填充，局部不填充，填充物主要處在流塑狀態(tài)和可塑狀態(tài);其三，構(gòu)造裂隙較發(fā)育，區(qū)域地下水的活動(dòng)較為頻繁。

灰?guī)r地區(qū)中，地下水按照具體的存儲(chǔ)情況及介質(zhì)，可以分成下列幾種類型：其一，存儲(chǔ)于沖洪積層和殘積層中的地下水，其具有很強(qiáng)的滲透性;其二，存儲(chǔ)于下伏溶洞及暗河中的地下水，屬于巖溶裂縫水，水量較為豐富，且具有良好的連通性。

2、灰?guī)r地質(zhì)對(duì)樁基施工可能造成的影響與解決措施

2.1持力層方面

因灰?guī)r地區(qū)中的殘積層和沖洪積層都具有良好的滲透性能，所以當(dāng)孔隙水較為豐富時(shí)，無(wú)論是土層強(qiáng)度，還是深基坑支護(hù)，都會(huì)受到很大影響，所采取的降水措施將對(duì)周邊建筑造成影響，而且土洞的發(fā)育將會(huì)影響到土層自身穩(wěn)定性?；诖?，在潛水較為豐富和土洞發(fā)育情況下，灰?guī)r地區(qū)不可采用天然地基。因巖溶發(fā)育，如果樁基處在溶洞頂，則當(dāng)頂板實(shí)際厚度不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量隱患。對(duì)此，在灰?guī)r地區(qū)中，應(yīng)在詳細(xì)了解各項(xiàng)資料的前提下，選擇適宜的基礎(chǔ)形式。采用樁基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)做好超前鉆探，確定樁底及其上部巖溶實(shí)際發(fā)育狀況，樁底標(biāo)高確定應(yīng)保證結(jié)構(gòu)安全，對(duì)于深基礎(chǔ)所用降水措施，應(yīng)充分掌了解現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件，同時(shí)論證所用降水方案是否可行，在條件允許的情況下，可進(jìn)行帷幕降水。

2.2人工挖孔樁與鉆孔灌注樁

人工挖孔樁由于能輕松且準(zhǔn)確的判斷出持力層，并便于沉渣控制，所以得到了廣泛應(yīng)用，其施工工藝流程如圖1所示，而將其運(yùn)用到灰?guī)r地區(qū)時(shí)，則存在下列困難：

（1）當(dāng)殘積層和沖洪積層含有孔隙水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生涌水、流砂與流泥，對(duì)成孔與護(hù)壁造成很大的影響，如果未經(jīng)處理盲目施工將產(chǎn)生質(zhì)量隱患，對(duì)施工安全造成影響。

（2）裂隙水和巖溶水的存在極易產(chǎn)生涌水[2]。

（3）巖溶中的充填物會(huì)對(duì)護(hù)壁自身穩(wěn)定性及開挖施工安全造成很大影響。

（4）因地下水具有良好的流通性，所以在澆筑和振搗混凝土的過(guò)程中，鉆孔中水量較大，會(huì)使混凝土的水灰比產(chǎn)生明顯變化，或?qū)е律皾{大量流失，導(dǎo)致樁身松散或發(fā)生離析。

對(duì)于鉆孔灌注樁，尤其是大直徑鉆孔樁，不僅工程進(jìn)度很快，而且基本不會(huì)受到地下水的影響，對(duì)施工安全有一定保證，其施工工藝流程如圖2所示，但如果在灰?guī)r地區(qū)中使用鉆孔樁，則會(huì)有以下困難：

（1）地層軟弱，導(dǎo)致塌孔，包括處在流塑和軟塑狀態(tài)下的凝泥層與地下水較為豐富的殘積層[3]。

（2）在巖溶中進(jìn)行施工時(shí)，較易產(chǎn)生卡鉆與掉鉆，并且?guī)r溶中的護(hù)壁還有很大難度，容易使混凝土產(chǎn)生大量流失。

（3）灰?guī)r由于硬度很大，所以嵌巖和從巖溶頂層穿透的難度都很大。

（4）在實(shí)際的鉆進(jìn)施工過(guò)程中，孔洞會(huì)沿著基巖面產(chǎn)生傾斜。

（5）孔底沉渣的控制難度較大。

針對(duì)以上采用人工挖孔樁和鉆孔灌注樁時(shí)存在的困難，可采取以下措施加以處理：

（1）當(dāng)需要在軟弱層和溶洞中進(jìn)行施工時(shí)，可在成孔時(shí)進(jìn)行跟進(jìn)套管護(hù)壁。

（2）在巖石層中進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)在預(yù)鉆孔后實(shí)施跟進(jìn)鉆進(jìn)，也可直接采用沖孔的方法進(jìn)行成孔[4]。

（3）在溶溝、溶洞與溶槽當(dāng)中進(jìn)行施工時(shí)，先預(yù)埋塊石，使鉆頭作業(yè)面上的強(qiáng)度達(dá)到均勻，避免成孔后產(chǎn)生傾斜。

（4）切實(shí)加強(qiáng)施工管理，使孔底沉渣的清理達(dá)到徹底，避免沉渣對(duì)成樁后樁基完整性造成影響，導(dǎo)致斷樁。

圖2? ? 鉆孔灌注樁施工工藝流程

2.3沖孔灌注樁

沖孔樁由于沖擊能力較大和較強(qiáng)的穿透力，可以從巖溶頂板中輕松的穿過(guò)，而且基本不會(huì)受到地下水的干擾和影響，無(wú)論是樁長(zhǎng)還是樁徑，都比較靈活，是灰?guī)r地區(qū)中比較理想和可行的成樁形式，其施工工藝流程如圖3所示，然而，在施工中也存在一些困難，主要包括以下幾點(diǎn)：

（1）當(dāng)在軟弱層中進(jìn)行施工時(shí)，泥漿護(hù)壁難度相對(duì)較大，特別是在巖溶中進(jìn)行護(hù)壁后，容易產(chǎn)生塌孔的現(xiàn)象[5]。

（2）在溶槽與溶溝中進(jìn)行施工時(shí)，容易卡鉆，在巖面上產(chǎn)生傾斜。

（3）沖斗持續(xù)沖擊作用將使樁尖部位的持力層發(fā)生松動(dòng)。

（4）孔底沉渣的清理比較困難，會(huì)使樁端的承載力下降。

針對(duì)以上困難，在施工中應(yīng)采取以下措施：

（1）在軟弱層和溶洞中進(jìn)行施工時(shí)，可利用套管進(jìn)行護(hù)壁。

（2）在溶槽和溶溝中進(jìn)行施工時(shí)，可通過(guò)對(duì)塊石的預(yù)埋使作業(yè)面強(qiáng)度保持均勻，用于防止孔斜與卡沖斗等現(xiàn)象的發(fā)生。

（3）在終孔的部位進(jìn)行輕沖，利用跟進(jìn)探頭實(shí)施孔底清渣，并借助計(jì)算機(jī)對(duì)孔底沉渣情況進(jìn)行檢查和判斷。

結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)以上分析可知，在灰?guī)r地區(qū)中實(shí)施基礎(chǔ)方案選擇與施工都有很大的難度，應(yīng)充分掌握?qǐng)龅貎?nèi)的地質(zhì)條件與水文地質(zhì)，對(duì)不同的復(fù)雜地質(zhì)條件可能造成的影響開展全面分析，以此選擇適宜的基礎(chǔ)形式，并制定行之有效的施工方法。通過(guò)對(duì)不同基礎(chǔ)方案的分析和對(duì)比，端承樁具有很高的安全性;當(dāng)降水可以取得成功時(shí)，采用人工挖孔樁不僅成樁速度較快，而且經(jīng)濟(jì)合理;如果降水無(wú)法取得成功，則可對(duì)鉆孔與沖擊樁進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，以此保證工程施工的安全性與可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉枝春.巖土工程勘察灰?guī)r地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)樁基施工的影響及相應(yīng)措施[J].住宅與房地產(chǎn)，2019，10（15）：201.

[2]劉智，何國(guó)亮，韓懷卿.灰?guī)r地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)樁基施工的影響及相應(yīng)措施[J].民營(yíng)科技，2010，12（10）：313.

[3]辜曉燕.巖土工程勘察灰?guī)r地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)樁基施工的影響及相應(yīng)措施[J].廣東科技，2010，19（10）：183-184.

[4]許占峰.灰?guī)r地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)樁基施工的影響及相應(yīng)措施[J].黑龍江科技信息，2009，12（29）：294.

[5]王洪濤，吳艷玲，劉家?guī)?淺議灰?guī)r地區(qū)地質(zhì)條件對(duì)樁基施工的影響及措施[J].科技信息（學(xué)術(shù)研究），2008，13（32）：263.

作者簡(jiǎn)介：

喻斌（1986-），男，本科，工程師，漢族，籍貫：江西南昌，主要從事工程勘察和地基處理工作。