巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工探討

1、巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工探討工程技術(shù)sclence&technology巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工探討朱茂俊(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局413隊(duì)湖南常德415000)摘要:結(jié)合筆者的一工程實(shí)倒,介紹巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁的施工中遇到的問題,針對(duì)性地提出了各種合理有效的防治措施t同時(shí)根據(jù)筆者工程經(jīng)驗(yàn),分析巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁關(guān)鍵施工難點(diǎn)的處理,為巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工提供了有益的經(jīng)驗(yàn)借羹.關(guān)鍵詞:巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工技術(shù)中圖分類號(hào):p62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章編號(hào):1672-3791(201o)o1(b)-004701不同地質(zhì)中,巖溶地區(qū)地質(zhì)條件尤為復(fù)雜,它常出現(xiàn)如土洞,巖溶(溶洞,溶溝,溶槽)等不良地

2、質(zhì)現(xiàn)象.雖然巖溶地區(qū)的基巖以石灰?guī)r為主,為理想的建筑物樁基礎(chǔ)持力層但因其地質(zhì)條件較為復(fù)雜,不同地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁施工中,巖溶地區(qū)的鉆孔灌注樁施工是難度較大的一種.筆者參與了一些巖溶發(fā)育地段的鉆孔灌注樁工程,對(duì)在巖溶地區(qū)的鉆孔樁施工情況較為了解,本文結(jié)合一工程實(shí)例,提出一些施工中遇到的問題和有效防治方法.1工程地質(zhì)條件該工程的地基由第四紀(jì)沖積層,鳳化殘積層和石碳紀(jì)巖所組成,由于發(fā)育過程中經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),形成了一系列東北向褶皺,并有大致平行于褶皺軸間的縱斷層和大致與之垂直的橫斷層,并在地下水的作用下形成巖溶地貌(溶溝,溶洞,土洞).最小的溶洞高度為0.1m,最大的達(dá)到18.9m.溶洞在同一

3、樁位一般為l2個(gè),多則達(dá)364-.溶洞內(nèi)部為空洞或由黏土,砂土全充填,半充填.地下水主要靠降水補(bǔ)給,由上部松散層滲透補(bǔ)給基底巖石.由于巖溶發(fā)育,漏水現(xiàn)象嚴(yán)重,部分已經(jīng)完全滲漏,給鉆孔灌注樁施工帶來一定的難度.2施工中遇到問題及防治措施2.1孔壁坍塌孔壁坍塌是巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁常見質(zhì)量事故.其事故原因歸根到底是因?yàn)榭變?nèi)泥漿漏失導(dǎo)致泥漿水頭壓力小于地下水側(cè)向水頭壓力,造成孔壁受力失去平衡.或者樁孔穿過溶洞時(shí)出現(xiàn)涌水,孔內(nèi)泥漿壓力失衡.本工程為了防止發(fā)生同類事故,采取了預(yù)防措施.適當(dāng)提高或保持泥漿面高度,增加鋼護(hù)筒高度,以使泥漿水頭壓力與地下水側(cè)向水頭壓力盡可能相等,保持孔壁受力平衡.提高孔內(nèi)泥漿密

4、度和粘度,增加泥漿的固相含量,泥漿密度以1.25g/cm1.30g/cm為宜,泥漿粘度為25s.同時(shí),為了安全起見,本工程也同時(shí)制定了相應(yīng)的事故處理方法.遇到裂隙漏漿時(shí),立即提錘補(bǔ)漿,泥漿容重不小于l3kn/m,通常泥漿灌滿裂隙及與其相連的溶洞后不再漏漿,此時(shí)應(yīng)保持泥漿容重沖孔至樁底.若孔壁出現(xiàn)局部坍塌,應(yīng)立即回補(bǔ)優(yōu)質(zhì)泥漿或填入優(yōu)質(zhì)粘土,保持泥漿密度與水頭高度,不讓其繼續(xù)發(fā)展大面積的倒塌,然后清孔后繼續(xù)施工.如果孔壁,孔口坍塌嚴(yán)重時(shí),應(yīng)用優(yōu)質(zhì)粘土回填至孔口并壓實(shí),8d后重新定位施工,若工期要求緊,回填壓實(shí)后可振入鋼護(hù)筒護(hù)壁,繼續(xù)施工.2.2斜樁樁孔偏斜也是巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁常見質(zhì)量事故之一.在

5、巖溶地帶,溶蝕現(xiàn)象嚴(yán)重且呈現(xiàn)出極不規(guī)則規(guī)律,即使地質(zhì)鉆探也是只反映該鉆探點(diǎn)處的地質(zhì)情況,離開鉆孔位,則會(huì)有很大的變化.而且在鉆孔中,鉆孔樁徑范圍內(nèi)因?yàn)榛鶐r半邊露頭,容易導(dǎo)致斜樁和卡錘.本工程中出現(xiàn)斜樁主要原因是,巖面傾角較大,導(dǎo)致樁孔穿越土層進(jìn)入基巖時(shí),樁孔順著陡峭的巖面下滑.樁孔穿越的土洞溶蝕嚴(yán)重,造成底板面光滑且傾角大,導(dǎo)致錘頭中心與上部樁孔中心偏差較大.為了防止斜樁,預(yù)防措施是首先分析基巖下土洞高度及特征,提出不同的鉆孔施工技術(shù)參數(shù);樁孔入巖后在穿越土洞上部巖層時(shí),要短程快沖,這樣可有效減小因巖面傾角大造成樁孔順巖面下滑的可能性,另外錘頭行程控制在lm以內(nèi).在鉆孔過程中,在入巖部位,土洞

6、處理部位要時(shí)刻觀察鋼繩的擺動(dòng)情況,及時(shí)校正鋼繩與樁孔中心的偏差.發(fā)生斜樁時(shí),應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?發(fā)生孔斜應(yīng)立即進(jìn)行修孔,對(duì)于高度小于im的斜孔段,可采取小沖程修孔,具體的做法是在傾斜的巖面上沖擊出一個(gè)臺(tái)階,再采用較大沖程沖擊.若斜孔段高度在im以上或者小沖程修孔無效時(shí),采用填石修孔法.若填石孔段較長(zhǎng),可分?jǐn)?shù)次進(jìn)行回填,一次填高2m3m,再進(jìn)行第二次填石,直到回填到斜孔段在im以下,這時(shí)再采取小斜孔段修正做法.有些工程會(huì)發(fā)生在陡峭光滑的基巖處斜孔,實(shí)踐證明用上述方法處理效果可能不佳,經(jīng)設(shè)計(jì)同意可將樁位改移3cm5cm重新沖孔.3關(guān)鍵施工難點(diǎn)的處理3.1溶洞的處理方法在鉆進(jìn)過程中如速度明顯加快,

7、又無偏孔現(xiàn)象,表明已進(jìn)入溶洞.只有根據(jù)溶洞的具體特點(diǎn),有效地對(duì)溶洞采取相應(yīng)的處理措施,才不會(huì)造成坍孔,塌方而造成損失及延誤工期等問題.對(duì)于溶洞較小,且溶洞內(nèi)被流塑狀黏土或其他充填物充填,可采用膨潤(rùn)土護(hù)壁,適當(dāng)加大泥漿密度進(jìn)行成孔;若為空洞,孔內(nèi)水頭突然下降,可采用拋填片石,袋裝水泥混合料等填堵溶洞;對(duì)于溶洞體積較大,其具體表現(xiàn)是漏漿大且快.溶洞的處理方法一般有三種,分別是填黏土和片石,壓雙液漿以及灌低標(biāo)號(hào)混凝土的方法處理.壓雙液漿處理方法主要由于溶洞埋藏較深,不能用爆破或填充混凝土等一般方法施工,因?yàn)槿芏吹牟灰?guī)則性,決定了其處理的經(jīng)濟(jì)有效的方法是壓漿法.對(duì)于較大的溶洞,采用填黏土和片石的方法也

8、難以成孔,即使成孔在灌注水下混凝土?xí)r也可能被壓垮致使超灌混凝土,因此可采用灌低標(biāo)號(hào)混凝土的方法處理;對(duì)于位置較深且較大的溶嗣,沖擊鉆成孔時(shí)采用雙層全鋼護(hù)筒以隔絕溶洞,鉆進(jìn)時(shí)每鉆進(jìn)2m焊接一截鋼護(hù)筒,至溶洞后再焊接4m長(zhǎng)護(hù)筒,護(hù)筒頂固定槽鋼,用振動(dòng)錘打入,打入時(shí)要對(duì)準(zhǔn)中心位置及垂直度,至于內(nèi)護(hù)筒則分節(jié)焊接,自由下落至孔底.除全鋼護(hù)筒隔絕溶洞之外,也可以采用靜壓化學(xué)灌漿法或噴射灌漿法,固結(jié)填充物,然后再鉆孔施工.3.2其它施工中有可能出現(xiàn)回填黏土,片石也無法解決溶洞問題或者溶洞與地下暗河相連通時(shí),這時(shí)應(yīng)采用向溶洞內(nèi)灌注水下混凝土的方法,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,再?zèng)_擊鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度.當(dāng)采用黏土,片石等材料成功處理好溶洞,樁孔鉆至設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)樁底高程時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行掏渣清孔.孔底和孔內(nèi)的泥漿應(yīng)符合指標(biāo)和規(guī)范要求,接著應(yīng)立即下放鋼筋籠和灌注水下混凝土;作業(yè)時(shí)盡量縮短時(shí)間,避免清孔時(shí)間過長(zhǎng)引起孔壁的坍塌;下放鋼筋籠時(shí)控制好樁位坐標(biāo)和鋼筋籠的垂直度,防止其下放過程中偏位導(dǎo)致掛塌孔壁.參考文獻(xiàn)【1】李進(jìn)峰,程占甫,朱占穩(wěn).巖溶地區(qū)鉆(沖)灌注樁施工中幾個(gè)問題的分析及防治j】.建筑技術(shù),2003,34(3):2l1213.【2】高軍.巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁成孔方法的探討j】.鐵道建筑,2007(12