探討溶巖地質(zhì)鉆孔灌注樁施工的處理與預(yù)防

陳曉偉

摘要：由于部分山區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在工程建設(shè)時(shí)會(huì)出現(xiàn)山區(qū)區(qū)域的溶巖地質(zhì)現(xiàn)象，這種溶巖地質(zhì)就會(huì)直接給工程建設(shè)帶來很大的威脅。因而，工程建設(shè)單位要加強(qiáng)對(duì)這些地質(zhì)的處理，盡量地去減少給工程項(xiàng)目施工作業(yè)帶來的不良影響。

關(guān)鍵詞：溶巖灌注樁;骨料;化學(xué)添加劑;護(hù)筒

引言

在進(jìn)行鉆孔灌注樁施工作業(yè)當(dāng)中，工程人員要及時(shí)地做好工程方案的編制及工程造價(jià)工作。在施工中，靈活地應(yīng)用灌注樁施工方法，來開展工程的基坑施工作業(yè)和橋梁的建設(shè)作業(yè)。對(duì)于公路施工現(xiàn)場(chǎng)存在的溶巖地質(zhì)，要采取必要的處理措施。在橋梁的工程建設(shè)中，要求設(shè)計(jì)師對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)有全面系統(tǒng)的把握。

一、溶巖地質(zhì)規(guī)模及類型分析

（一）超前鉆

使用超前鉆工程作業(yè)期間，工作人員要預(yù)先對(duì)工程做好封樣工作的處理，還要工程人員對(duì)鉆孔設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)密的檢查，并形成相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，如圖1所示。在提供地質(zhì)狀況資料前提下，可以應(yīng)用偏位鉆方式，再與地質(zhì)的資料形成比較鮮明的對(duì)比，了解溶洞的寬度及溶洞的鉆探未來走向。

（二）超前注水

工程人員在超前鉆進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，利用超前鉆裝備的高壓水管，之后，再逐步向溶洞內(nèi)注水，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水管長(zhǎng)度的管控。應(yīng)用容器來及時(shí)地注入水量，利用水表來觀測(cè)，這樣就可以有效地去判斷出是不是水流已經(jīng)充滿孔洞或者水洞。在應(yīng)用高壓水管或者向溶洞內(nèi)部注水時(shí)，水管的深長(zhǎng)度要確保能夠深入到溶洞內(nèi)部，水管的外徑往往比鉆孔要略小一些，這將更容易去判斷外管內(nèi)部的直徑高度。當(dāng)孔內(nèi)部的漿液在流入到孔洞之后，就有可能產(chǎn)生塌方事故。

二、施工工藝

（一）鉆孔軌跡

對(duì)溶洞的提前探測(cè)，需要采用鉆孔設(shè)備進(jìn)行鉆掘。因此，精準(zhǔn)的鉆孔可以有效的提高施工作業(yè)，精準(zhǔn)對(duì)穿孔的施工目的就是為了讓施工設(shè)備直接命中設(shè)定的靶點(diǎn)。在鉆孔的過程中，鉆孔施工作業(yè)盡量要平穩(wěn)進(jìn)行，不要過快或過慢，鉆孔軌跡盡量平穩(wěn)的穿過設(shè)定的路線。在開采挖掘過程中使用定向鉆進(jìn)施工技術(shù)，軌跡設(shè)定時(shí)要使設(shè)備從低向高緩慢掘進(jìn)，保持鉆頭軌跡穩(wěn)定平順，這種鉆孔設(shè)備在向上掘進(jìn)時(shí)，軌跡線路的角度不應(yīng)該超過1度/3米，這樣就可以減少鉆孔施工作業(yè)遇到的阻力，也可以使鉆孔產(chǎn)生的石渣順著軌跡流下。在鉆孔的軌跡中，每隔60米都要設(shè)置一個(gè)分叉點(diǎn)，以避開不穩(wěn)定的地層。在軌跡的設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮后期施工設(shè)備能否準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)靶點(diǎn)，因此要控制設(shè)備爬升速度，水平掘進(jìn)，并在軌跡處預(yù)留分支點(diǎn)，來科學(xué)合理設(shè)計(jì)鉆孔軌跡[1]。

由于探測(cè)管會(huì)在實(shí)際的測(cè)量過程中產(chǎn)生一定的誤差，因此，可在實(shí)際的探測(cè)過程中，調(diào)整探測(cè)管道方向，從巷道的側(cè)方進(jìn)行探測(cè)，進(jìn)而可以精準(zhǔn)的探測(cè)鉆頭的工作情況。

（二）控制鉆孔軌跡

在掘進(jìn)鉆孔過程中，施工作業(yè)對(duì)于鉆孔軌跡管理控制標(biāo)準(zhǔn)要求非常高，在隧道掘進(jìn)施工作業(yè)中，需要嚴(yán)格按照鉆孔軌跡設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來施工，每掘進(jìn)3米都要測(cè)量一下鉆孔是否產(chǎn)生偏差。如果鉆孔軌跡產(chǎn)生偏差，就需要調(diào)整鉆孔角度來糾正。在糾正的過程中，要緩慢的調(diào)整設(shè)備的角度。同時(shí)在鉆進(jìn)的過程中，也要考慮鉆孔設(shè)備自身對(duì)于這種軌跡的影響。探測(cè)管往往在鉆孔設(shè)備的后方，只有在掘進(jìn)6米后，才能通過探管設(shè)備測(cè)量出內(nèi)部的鉆孔軌跡，因而在實(shí)際的施工作業(yè)中，要憑借施工人員的經(jīng)驗(yàn)來對(duì)實(shí)際的掘進(jìn)過程進(jìn)行判斷[2]。

（三）施工的流程

可以在實(shí)際的鉆孔作業(yè)過程中采用直徑為133毫米的鉆頭以及直徑為89厘米的鉆桿，進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)穿孔施工作業(yè)。在鉆進(jìn)12米時(shí)，更換鉆孔設(shè)備，采取直徑為98毫米的定向轉(zhuǎn)頭，螺桿馬達(dá)以及直徑為73毫米的鉆桿，來對(duì)鉆孔軌跡實(shí)行定向掘進(jìn)。在鉆孔設(shè)備掘進(jìn)三米時(shí)，就對(duì)實(shí)際的鉆孔軌跡進(jìn)行測(cè)量，并記錄數(shù)據(jù)，測(cè)量設(shè)計(jì)的鉆孔軌跡與實(shí)際鉆孔軌跡的偏差。同時(shí)調(diào)整偏差，在穿孔后，將鉆孔設(shè)備換回去，換成直徑為133毫米的平底鉆頭，以及89毫米直徑的鉆桿。通過大直徑的鉆頭將穿孔作業(yè)完成后，不直接提出轉(zhuǎn)頭，而是直接將設(shè)備卸下，進(jìn)而卸下鉆頭。在鉆孔作業(yè)完成后，給孔套上套管，套管與孔隙之間進(jìn)行注漿以加固套管。

三、處理方法分析

（一）回填法

應(yīng)用回填法作業(yè)范圍不超過1米的溶洞，工程人員將粘土、砂石等部分骨料用編織袋裝好。之后，再放入到樁體內(nèi)部，樁基的土方量高要達(dá)到孔洞的頂部以上。在應(yīng)用重錘將泥土沖擊之后，要減少溶洞的間隙以及孔洞的裂隙縫隙，避免出現(xiàn)跑漿問題產(chǎn)生[1]。

（二）應(yīng)用靜壓化學(xué)灌漿的方法來處理

在工程作業(yè)實(shí)施期間，要對(duì)孔洞進(jìn)行填筑作業(yè)。作業(yè)人員確定好溶洞四周施工位置，保持樁基周圍的四個(gè)分布均勻的關(guān)鍵孔尺寸相一致。在施工期間，還要形成80毫米的孔洞。同時(shí)，孔洞的深度也要達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求，在選擇材料時(shí)要盡量地選擇具有較高水凝性的混凝土材料，及時(shí)去控制好混凝土的凝固時(shí)間，將材料凝固時(shí)間控制在半個(gè)小時(shí)以內(nèi)。應(yīng)用靜壓化學(xué)的灌漿方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)樁的全封閉式控制，由上到下分段式的管理，可以開展重復(fù)的攪拌。在整個(gè)工程施工時(shí)，要做好澆筑作業(yè)的記錄，并及時(shí)地去編寫相應(yīng)的參數(shù)數(shù)據(jù)，來繪制詳細(xì)的曲線圖紙。

（三）套內(nèi)護(hù)筒

在施工時(shí)，如果溶洞為空洞，而且溶洞內(nèi)部的高度在達(dá)到3米以上，就可以使用套內(nèi)的護(hù)筒工程。首先，工程人員確定筒內(nèi)的護(hù)筒長(zhǎng)度，護(hù)筒長(zhǎng)度為h+3米，再確定不同類護(hù)筒的直徑。根據(jù)地質(zhì)的狀態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)果，來確定每節(jié)護(hù)筒的直徑大小。如果只有一層的溶洞，此時(shí)護(hù)筒的直徑可應(yīng)用1.73米，壁厚達(dá)到一厘米，外部直徑達(dá)到1.75。外桶的內(nèi)部直徑可達(dá)到1.9米。當(dāng)在施工時(shí)，遇到第2層溶洞時(shí)，第2層溶洞的內(nèi)筒的直徑可達(dá)到1.7米，并且工程人員也要確定好鉆頭的直徑。外部直徑來確定鉆頭的外部直徑，如果外層直徑比內(nèi)部護(hù)筒的直徑小上2厘米，可以在擴(kuò)孔之后，形成比護(hù)筒大5厘米窗口。如果在施工的樁孔內(nèi)部沒有溶洞，此時(shí)鉆頭的直徑要以樁基的設(shè)計(jì)作為最大的限值。如果樁孔內(nèi)部有多層的溶洞，那么該樁基就會(huì)由上到下依次去變小[2]。

（四）溶洞頂部的沖孔

工程人員在溶洞頂部的沖孔工程施工作業(yè)時(shí)，要根據(jù)溶洞內(nèi)部頂部的地質(zhì)情況來選擇適當(dāng)施工設(shè)備。開展工程機(jī)械化操作，沖孔作業(yè)會(huì)使用鉆機(jī)來開展?；匦D(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備主要是由鉆頭和鉆桿來構(gòu)成，在應(yīng)用沖擊鉆的施工設(shè)備時(shí)，要保證該鉆頭直徑達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，使鉆頭的直徑達(dá)到1.73米。在沖擊溶洞頂部期間，會(huì)出現(xiàn)沖錘的問題，此時(shí)工程人員要輕輕地使用設(shè)備，慢慢的地啟動(dòng)鉆頭，鉆機(jī)就不會(huì)受到較大的阻礙。應(yīng)用上下慢提的方法，來提高沖擊鉆上升的高度，使其不能夠超過50厘米。

（五）沉放護(hù)筒

工程人員要及時(shí)地將鉆機(jī)準(zhǔn)備到位之后，再用鋼絲繩去綁住護(hù)筒。在鉆機(jī)設(shè)備的鉆桿附近上，應(yīng)用鉆機(jī)設(shè)備，使鉆桿和鉆頭的重量保持一致，來使護(hù)筒由鉆頭位置一致地向下鉆直到鉆進(jìn)溶洞底部。

（六）處理護(hù)筒的空隙及溶洞底部的空隙

在施工中，施工人員要保持溶洞底部與頂部的1米范圍，在中間部位填筑砂石材料之后，再應(yīng)用高壓噴出灌漿的方法來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)澆筑。

四、溶洞的監(jiān)測(cè)

當(dāng)工作人員進(jìn)行作業(yè)施工時(shí)，如果鉆頭進(jìn)入到巖體之后，巖心溶解，在重錘在錘入一定的深度之后，突然進(jìn)尺速度加快，就不需要在應(yīng)用提錘來使錘體自動(dòng)下沉[3]。在取樣期間，如果巖層風(fēng)化現(xiàn)象較多，而且也有一些鐘乳石碎塊，入巖之后的泥漿會(huì)發(fā)生顏色的變化，逐步地由黃色變?yōu)楹谏?。工程人員在地質(zhì)狀態(tài)資料研讀的基礎(chǔ)上，來通過樁基的施工，及通過應(yīng)用成孔方式來監(jiān)測(cè)，這樣就可以在一定程度上去正確分析斷層的走向，并判斷溶洞的大小和溶洞的數(shù)量，以及路基填充的狀況。有些縱橫位置和溶洞位置存在偏差，就會(huì)造成工程人員出現(xiàn)錯(cuò)判的問題。

五、預(yù)防措施

（一）防止吊錘卡錘的措施研究

在入巖前期，工程人員要盡量減少?zèng)_擊力，同時(shí)還要盡量控制好樁錘，避免樁錘突然去沖擊，而造成溶洞頂部坍塌，在吊錘墜落瞬間，拉力突然增大，而出現(xiàn)拉斷鋼絲的情況產(chǎn)生。要在溶洞的頂部依次去提起沖擊錘，控制好提錘的速度和沖擊力度[4]。

（二）減少混凝土擴(kuò)散量

工程人員用編織袋將碎石、粘土磚瓦的混合物裝好，填充物的投放量要實(shí)現(xiàn)達(dá)到溶洞的頂板標(biāo)準(zhǔn)，再用樁錘將其擠至周圍。

六、結(jié)束語

近年，我國(guó)加大對(duì)山區(qū)地區(qū)的開發(fā)力度，在山區(qū)修建很多的高速公路，但是在修筑道路時(shí)，會(huì)遇到許多的溶巖，此時(shí)工程人員要針對(duì)溶巖地質(zhì)狀況開始分析勘測(cè)，然后再應(yīng)用鉆孔灌注樁的施工方法來處理。工程公司工作人員要加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)溶巖鉆探技術(shù)的控制，深度掌握技術(shù)核心，研究新型的鉆探設(shè)備，提高自身的鉆探技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐學(xué)鵬.巖溶地質(zhì)條件下大直徑超長(zhǎng)鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究[J].山西建筑，2018，044（015）：76-78.

[2]毛文森，李國(guó)麗，張?jiān)僭?巖溶發(fā)育地區(qū)鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019，000（012）：144-145.

[3]唐俊華.巖溶地貌鉆孔灌注樁施工方法探討[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2018，000（008）：P.146-146.

[4]鄭禮旺.超前導(dǎo)孔在巖溶地質(zhì)旋挖鉆成孔灌注樁施工中的應(yīng)用[J].四川水泥，2019，000（010）：247.

（作者單位：安徽省地勘局第二水文工程地質(zhì)勘查院）