實例探析巖溶區(qū)鉆孔灌注樁施工安全質(zhì)量管控

王存福

中鐵十二局集團第三工程有限公司 山西太原 030000

巖溶地質(zhì)對基樁的受力狀態(tài)會產(chǎn)生較大的不利影響，鉆進過程中，遇到溶洞或裂隙發(fā)育的位置時，泥漿會向溶洞或裂隙處泄漏，泥漿泄漏迅速來不及補給，造成泥漿水頭下降，破壞孔內(nèi)外水壓平衡，從而導致塌孔、擴孔、埋鉆，嚴重的會導致地面下沉、樁機傾覆，影響成樁質(zhì)量，威脅施工人員安全，怎么進行安全質(zhì)量管控是巖溶區(qū)鉆孔樁施工的難點，也是確保安全的重點。本文重點針對溶洞區(qū)樁基成孔過程安全質(zhì)量控制措施進行探析，樁機就位、安裝鋼筋籠、清孔、灌注混凝土等工序和普通鉆孔樁基本一致，不多做探討。

1 工程概況

廣佛肇高速公路廣州段位于廣州市白云區(qū)，在既有鴉崗大道上高架，上跨廣清高速，下穿武廣高鐵，臨近華南快速路、西江引水管道和地鐵8號線。根據(jù)鉆探及收集資料成果，巖溶多呈串珠狀，巖溶的埋藏深度變化較大，規(guī)模大小不一，洞高0.15-21.4m，全線遇洞率26.57%。巖溶區(qū)樁基施工極易引起地面塌陷，而造成鉆機傾倒、鴉崗大道車輛行車安全、華快三期橋墩下沉、武廣高鐵橋墩下沉、西江飲水管管道變形破裂、地鐵8號線塌陷等安全施工事故[1]。

2 巖溶區(qū)樁基施工難點

巖溶區(qū)的存在極大增加了樁基施工難度，溶洞對施工的影響主要提現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 漏漿

在鉆孔樁沖擊成孔過程中，因為地下溶洞與暗河或其它溶洞串聯(lián)，造成泥漿迅速流失，水頭高度急劇下降，造成漿液高度下降。

2.2 塌孔

樁機在鉆進過程中，樁基施工進入溶洞時，極易造成漿液的漏失，泥漿的下降帶動樁周松散粘土或砂層坍塌，造成塌孔，危及樁機和施工人員的安全[2]。

2.3 樁基偏孔

樁基偏孔主要由于巖溶區(qū)斜面巖或者樁身范圍內(nèi)地質(zhì)情況不均勻?qū)е聵跺N在進尺過程中偏離中心，造成樁基偏孔。

2.4 卡錘

卡錘的主要原因是對溶洞分布情況不明確，在鉆到離溶洞頂板很近時采用高落程沖擊，使鉆頭沖破溶洞頂板巖石，鉆頭傾斜，卡在溶洞頂板巖石不同部位。

2.5 埋錘

埋錘是由塌孔造成的。施工中發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)立即將錘頭提到孔外，如果未及時提錘，漏漿后塌孔，錘頭便被埋在孔中。

3 安全質(zhì)量控制對策

3.1 鉆孔前預注漿處理

根據(jù)地質(zhì)鉆探成果，對巖溶發(fā)育復雜，溶洞較大的樁基進行預注漿填充處理，注漿漿液有三種選擇：①純水泥漿,水泥漿配合比為水：水泥=0.8：1.0。②水泥砂漿,以32.5級水泥為例,配合比采用水：水泥：砂=1：1：0.8。③水泥、水玻璃雙液漿,用于貫通性溶洞且地下滲流較大時,膠凝時間可以縮短到幾十分鐘,甚至十幾秒鐘,水玻璃的含量根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。注入雙液漿后在幾十秒內(nèi)就能完全凝固，這種漿材的結(jié)石率非常高，通常情況下都能全部進行轉(zhuǎn)換，促進溶洞中砂的板結(jié)，對于溶洞中的填充物可以起到加固作用，填充多余的溶洞空間，增強整體土體強度，可以有效避免樁基施工時泥漿流失、塌孔等現(xiàn)象。

3.2 鉆進過程鋼護簡跟進

如果進行施工的溶洞較大且有嚴重漏水或者連接暗河的情況時，就可以采用鋼護簡跟進法。這種方法是指一面進行沖孔，另一面進行接高護簡，然后通過振動的方式讓它下沉到溶洞內(nèi)或者已經(jīng)鉆成的孔內(nèi)，這樣能夠?qū)⑺牧鲃雍腿芏磧?nèi)填充物進行阻隔開，防止泥漿快速流失，造成坍塌。

3.3 漏漿時填充粘土和片石法

鉆進過程中出現(xiàn)漏漿等情況，可以采用填充黏土和片石的方法進行回填。這種就地取材的方法十分便捷，能夠很大程度的節(jié)約成本，提高經(jīng)濟效益。在進行鉆孔時，用粘土和片石進行回填可以避免泥漿的流失，如果溶洞比較大的時候還可以在里面加入部分水泥，使其能夠更加密實，回填完成后再注入泥漿，然后通過用鉆頭沖擊的方法來使片石和粘土擠到溶洞內(nèi)部[3]。

3.4 樁基偏孔措施

樁基偏孔是造成樁基質(zhì)量問題的主要原因之一，一般選擇以下2種方式進行糾偏。

（1）填拋片石，遇到偏孔時，往孔內(nèi)拋入片石，拋入量比石質(zhì)巖面高0.5m左右，然后繼續(xù)沖孔，采用低錘快擊方式使拋入片石填入石質(zhì)面較低的一側(cè)，形成緊致平整面，調(diào)整垂直度，正常進行沖孔即可。

（2）灌注混凝土，重復拋填片石后，鉆孔不能正常進尺，有可能是片石強度達不到巖層強度，仍然形成偏孔?？梢钥紤]灌注混凝土，使整個巖層形成一個整體。

3.5 卡錘、埋錘處置措施

（1）發(fā)生卡錘事故后，不宜強提鉆頭，免得造成機械、鋼絲繩損壞，導致錘頭掉落。錘頭可以上下活動時，利用鉆機上下提動錘頭，并使用撬棍撥動鋼絲繩使錘頭旋轉(zhuǎn)，重復多次，直至提出錘頭。

（2）埋錘一般是由于塌孔造成的，施工中發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)立即將鉆頭提到孔外,如果未及時提鉆,漏漿后塌孔,鉆頭便被埋在孔中，可以采取人工挖空和機械錘擊的方式進行處理。

4 結(jié)語

巖溶多發(fā)區(qū)域橋梁樁基施工比較困難，如何能做好安全質(zhì)量有效管控顯得尤為重要。本文結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗，對如何在巖溶區(qū)進行鉆孔灌注樁施工，保證安全質(zhì)量做了初步探析，希望在同類的工程施工中提供參考。