穿多層溶洞泥漿護(hù)壁灌注樁施工技術(shù)研究

周勇勇 郭艷雙 蘇黎 王嶼 蔣放

中國建筑第五工程局有限公司 湖南長沙 410000

在溶洞高發(fā)地區(qū)綜合考慮建設(shè)施工成本，采用夾層鋼制雙護(hù)筒與夾層內(nèi)硬質(zhì)PVC板材套筒進(jìn)行多層溶洞情況下樁基礎(chǔ)施工[1]。

1 工程案例分析

巖溶地區(qū)某住宅工程項目占地面積約6萬平方米，共17個單體樓棟，基礎(chǔ)形式均為樁基礎(chǔ)。

根據(jù)鉆探揭露，場地地層自上至下一般為：第四系全新統(tǒng)人工層,第四系沖洪積層；下第三系新余群泥質(zhì)粉砂巖、礫巖及其風(fēng)化層。第三系新余群，按風(fēng)化程度分為全、強(qiáng)及中風(fēng)化層，其中風(fēng)化層主要為泥質(zhì)粉砂巖與礫巖互層，并夾有溶洞。溶洞無規(guī)律揭露于中風(fēng)化巖層中和基巖面以上，為無充填、半充填或全充填狀態(tài)，充填物主要為全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖夾礫石，充填物以軟塑狀為主，局部可塑狀、流塑狀，大部分溶洞存在漏水現(xiàn)象。

項目地勘溶洞情況為見洞率47．8%，線溶率28．0%，巖溶強(qiáng)發(fā)育，溶洞多為全充填和半充填，少數(shù)為無充填（空洞）。溶洞呈不規(guī)則形狀，大部分為多層溶洞并行的情況。

2 夾層雙鋼護(hù)筒與硬質(zhì)PVC板材套筒護(hù)臂成樁施工技術(shù)

（1）主要材料準(zhǔn)備：硬質(zhì)PVC板材套筒、10mm厚夾層雙鋼護(hù)筒。

（2）施工技術(shù)。施工工藝：樁定位→樁成孔→夾層雙鋼護(hù)筒隨樁孔的鉆進(jìn)下放→夾層內(nèi)安裝硬質(zhì)板材PVC套筒→樁身鋼筋籠下吊安裝→樁身再次精確定位→樁身混凝土澆筑→取出夾層雙鋼護(hù)筒內(nèi)側(cè)護(hù)筒→砼強(qiáng)度達(dá)到50%取出外側(cè)套筒→樁施工完成。

樁基施工過程中，由于溶洞樁位位于溶洞位置大多為多層溶洞，在樁身成孔施工過程中，極易造成樁孔塌孔，漏水的情況。單采用鋼護(hù)筒進(jìn)行樁孔施工，澆筑混凝土后，鋼護(hù)筒取出的時候極易造成樁身砼的破壞及溶洞內(nèi)水壓對樁身的破壞，鋼護(hù)筒隨樁施工則極大增加施工成本，故本工程采用雙鋼護(hù)筒及硬質(zhì)PVC套筒進(jìn)行樁基施工。樁身設(shè)計完成后需預(yù)制雙鋼護(hù)筒及硬質(zhì)PVC套筒。施工過程中預(yù)制雙鋼護(hù)筒制作為長度4m左右，下放過程中通過焊接形成整體護(hù)筒。硬質(zhì)PVC根據(jù)設(shè)計樁長進(jìn)行制作[2]。

鋼制套筒及PVC套筒制作完成后，開始進(jìn)行樁基成孔施工，隨著成孔鉆頭鉆進(jìn)的過程中，逐步將雙層鋼制護(hù)筒下放，直至完成成孔工作。在成孔過程中為避免因溶洞過深及多層溶洞間巖壁過薄，導(dǎo)致鉆頭鉆進(jìn)及鋼護(hù)筒下放過程中鋼護(hù)筒傾斜。在遇多層溶洞成孔施工中應(yīng)注意一下幾點：第一，確保鉆頭成孔直徑較內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒直徑大10cm，保證雙層鋼護(hù)筒能隨鉆頭跟進(jìn)下放和樁身垂直度；第二，根據(jù)地勘報告中溶洞標(biāo)高及溶洞大致深度，在距溶洞頂部0．5m時鉆頭停止施工，放慢鉆頭鉆進(jìn)速率，勻速進(jìn)行鉆進(jìn)，確保鋼護(hù)筒勻速緩慢的下放。

完成成孔工作后，即進(jìn)行內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒下放，內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒長度宜為較設(shè)計樁長大1m，與外側(cè)鋼護(hù)筒相同模式進(jìn)行焊接形成整體，內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒下放完成后，準(zhǔn)備硬質(zhì)板材PVC護(hù)筒，內(nèi)外壁均涂刷油性脫模劑，涂刷完成后進(jìn)行下放。施工完成后進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑完成后立即將內(nèi)鋼護(hù)筒取出。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%設(shè)計強(qiáng)度時取出外側(cè)護(hù)筒。

通過施工過程中遇到的實際問題，此施工技術(shù)措施在操作過程中各施工工藝需要較高的工藝水平，前期施工工作中主要分為以下幾方面：第一，樁孔定位完成后，為保證鋼護(hù)筒順利下放，鉆機(jī)就位位置需進(jìn)行場平并進(jìn)行底部墊高。第二，場地標(biāo)高與地勘報告標(biāo)高要一致，保證鉆頭鉆進(jìn)深度與地勘報告中溶洞標(biāo)高相一致，防止鉆頭鉆進(jìn)過程中直接將溶洞打穿。第三，每截護(hù)筒下放過程中對護(hù)筒垂直度進(jìn)行實測，保證樁身垂直度。

鉆孔施工過程中，下述幾點尤為重要：第一，護(hù)筒下放過程，護(hù)筒下放過程中，要保持泥漿護(hù)壁的持續(xù)工作，防止不良地質(zhì)的塌孔。護(hù)筒下放速度保持勻速緩慢下放。第二，鉆頭鉆進(jìn)至溶洞上方時，需比較此處是否為多層溶洞區(qū)域，核查層溶洞間巖壁厚度情況，厚度較薄時，鉆頭緩慢將溶洞打穿，護(hù)筒自由緩慢下放，直至上層溶洞由鋼護(hù)筒護(hù)壁完成。多層溶洞過程中，下層溶洞需核查是否為充填溶洞，溶洞內(nèi)水壓情況及流沙情況，避免因半充填或非充填溶洞內(nèi)水壓過大造成護(hù)筒下落過程中傾斜。若溶洞內(nèi)水壓過大，需更換鉆頭直徑，采用更小直徑鉆頭將溶洞巖壁打穿，釋放溶洞內(nèi)水壓，再繼續(xù)施工。第三，護(hù)筒下放完成后，記錄護(hù)筒內(nèi)水壓變化數(shù)據(jù)及樁底沉沙厚度變化數(shù)據(jù)，復(fù)核水壓是否會對混凝土澆筑造成破壞性影響，以便優(yōu)化技術(shù)措施[3]。

上述工作完成后，即開始混凝土澆筑施工階段，將內(nèi)鋼護(hù)筒下放及硬質(zhì)板材PVC護(hù)筒下放，PVC護(hù)筒必須雙面涂刷油性脫模劑。護(hù)筒下放完成后進(jìn)行樁孔清底工作。隨即進(jìn)行混凝土澆筑施工，水下混凝土澆筑完成后，取出內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒。取內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒過程中應(yīng)緩慢將鋼護(hù)筒取出，類似咬合樁施工拔取護(hù)筒施工。結(jié)合上述記錄水壓數(shù)據(jù)，此內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒作用為防止多層溶洞側(cè)水壓過大，通過外側(cè)鋼護(hù)筒壓力傳遞對PVC護(hù)筒造成擠壓，導(dǎo)致樁身不完成。

綜合上述得出，遇多層溶洞區(qū)域樁孔施工及鋼護(hù)筒下放為施工重點，為保證樁身完整性及樁身垂直度，本技術(shù)措施通過外側(cè)鋼護(hù)筒護(hù)壁，內(nèi)側(cè)鋼護(hù)筒保證施工垂直度，夾層PVC護(hù)筒一次性護(hù)壁節(jié)約施工成本。確保樁基施工成孔，保證施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)塌孔及溶洞內(nèi)水壓過大對樁身的破壞情況[4]。

（3）質(zhì)量保證措施。對多層溶洞區(qū)域進(jìn)行試樁施工，記錄各項數(shù)據(jù)。正式施工后，護(hù)筒下放確保樁身垂直度。多層溶洞區(qū)域，著重觀測水壓變化及流沙情況。澆筑砼后進(jìn)行同條件試塊的留置，確保達(dá)到一定的強(qiáng)度后進(jìn)行護(hù)筒外取。保證樁的完整性。

3 結(jié)語

此技術(shù)措施為雙鋼護(hù)筒夾層PVC護(hù)筒，對比填礫、雙護(hù)筒、灌漿等溶洞區(qū)域成孔施工方法，采用永久性PVC護(hù)筒成樁，保證成樁的完整性，樁身的有效性。節(jié)約施工成本，加快施工進(jìn)度。增加半圓砼護(hù)筒，該方法更方便、經(jīng)濟(jì)、快捷，尤其在多層溶洞區(qū)域，對保證成孔、樁身質(zhì)量效果很好。