淺談粵北溶巖地區(qū)沖孔成樁施工技術(shù)

1、<p>　　淺談粵北溶巖地區(qū)沖孔成樁施工技術(shù)</p><p>　　（廣東騰越建筑工程有限公司 廣東順德 528312） </p><p>　　摘 要：廣東韶關(guān)地區(qū)是我國南方溶巖分布較廣泛的地區(qū)之一，因此，在基礎(chǔ)施工中應(yīng)充分了解建筑物所處位置的地質(zhì)情況，并采取必要的施工技術(shù)措施，才能保證施工及建筑物的安全。本文通過施工實(shí)踐，對(duì)較常用的溶洞處理方法進(jìn)行了總結(jié)，希望能夠給同行提供參考。

2、 </p><p>　　關(guān)鍵詞：溶巖地區(qū) 探測技術(shù) 溶洞處理 灌漿補(bǔ)強(qiáng) 復(fù)沖 </p><p><b>　　1.工程概況 </b></p><p>　　本工程位于韶關(guān)市湞江區(qū)臘石壩323國道南側(cè)，為5棟（6#～10#樓）30層商住樓沖孔樁基礎(chǔ)工程。場地內(nèi)主要分布的地層有：第四系人工填土層、第四系沖積粉質(zhì)粘土、炭質(zhì)灰?guī)r殘積粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁巖

3、、中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r、微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)形式，共481根樁徑為Ф1000～Ф1800mm多種樁型。資料顯示，本場地地質(zhì)條件極為復(fù)雜，施工將遇到溶洞、土洞、石芽、巖面傾斜等地層。溶洞比較發(fā)育，深淺、大小、層數(shù)不一，為大部分洞內(nèi)充填有流塑-軟塑粘性土，少部分溶洞無充填，且各樁之間溶洞相互貫通，相互影響。其中8#樓超前鉆見洞率約65.6%，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，串珠狀溶洞普遍發(fā)育，溶洞洞高0.4～18.5m不等，洞體規(guī)

4、模較大；其它幢樓見洞率約為20%～40%。 </p><p>　　2.樁基施工前開展溶洞探測工作的必要性 </p><p>　　由于巖溶地區(qū)的地質(zhì)情況比較復(fù)雜，在樁基施工前，采取溶洞探測技術(shù)了解樁位溶洞分布規(guī)律等基本情況很有必要。目前較常采用的方法是超前鉆探、地球物理勘探、電磁波層析CT探測等，其目的主要探明：（1）樁基持力層范圍內(nèi)樁底以下可能存在溶洞（2）探明基巖面起伏變化情況，保證樁端

5、嵌巖深度；（3）探明地層構(gòu)造，采用相應(yīng)的技術(shù)處理措施。 </p><p>　　通過探明溶洞位置及地質(zhì)情況后，才能采取應(yīng)對(duì)措施，最大限度降低造價(jià)及降低施工風(fēng)險(xiǎn)，確保建筑物或構(gòu)筑物的安全。 </p><p>　　3.樁基施工溶洞的處理技術(shù) </p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)上調(diào)整平面布線的技術(shù)處理 </p><p>　　在復(fù)雜的巖溶地區(qū)工程基礎(chǔ)建

6、筑中，常會(huì)遇到重疊的溶洞，但由于重要建筑的荷載均較大，其支承點(diǎn)恰巧在重疊溶洞上，應(yīng)與有關(guān)部門研究，調(diào)整平面布置和調(diào)整柱間距離，使其避開重疊溶洞，達(dá)到既安全可靠的目的，又是最經(jīng)濟(jì)的處理方法。 </p><p>　　3.2 在溶巖地區(qū)想要完全繞避溶洞是不可能的，因此采用適當(dāng)?shù)拇胧?duì)溶洞進(jìn)行處理就顯得十分必要。以下闡述根據(jù)對(duì)不同的地質(zhì)及溶洞發(fā)育特點(diǎn)，采取相應(yīng)的技術(shù)處理。 </p><p>　　（

7、1）無溶洞樁的處理方法 </p><p>　　對(duì)無溶洞或當(dāng)溶洞是可塑或軟塑的亞粘土類的填充物，且溶洞不漏水，都可以不考慮溶洞的存在，可按無溶洞方法進(jìn)行處理。在施工時(shí)，沖樁機(jī)就位后，要進(jìn)行樁位校核，保證就位準(zhǔn)確；樁孔中的泥漿比重控制在1.2～1.25，粘度控制在18～22s，并在鉆進(jìn)過程中定期檢測泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)，專人負(fù)責(zé)做好記錄并觀察孔內(nèi)泥漿面和孔外水位情況，發(fā)現(xiàn)異常馬上采取措施。同時(shí)，因探測所揭示的地質(zhì)情況有可能

8、不十分準(zhǔn)確，故對(duì)每一條樁施工時(shí)都必須儲(chǔ)備一定數(shù)量的泥漿和應(yīng)急設(shè)備，防止漏漿及塌孔。樁基礎(chǔ)施工總體順序?yàn)椋菏┕て脚_(tái)搭設(shè)―→鋼護(hù)筒的制作與沉放―→成孔―→終孔驗(yàn)收、清孔―→鋼筋籠制作與安放―→二次清孔、水下砼的澆注―→樁基檢測 </p><p>　?。?）一般較小溶洞的處理方法 </p><p>　　沖孔樁施工過程中，經(jīng)常遇到一些小溶洞、裂隙等場地地質(zhì)條件，這時(shí)準(zhǔn)確的判斷就顯得非常重要。比如，

9、若沖樁過程中發(fā)現(xiàn)泥漿面緩慢下降，或者泥漿冒氣泡，可判斷沖樁遇到了一般的小溶洞或裂隙。因此，應(yīng)立即投放片石或粘土，進(jìn)行反復(fù)沖壓，以填塞小溶洞、裂隙。若效果不明顯，可加投袋裝粘土或在泥漿中加入水泥，還可摻入燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩(wěn)能力。一旦漏漿，要及時(shí)投放片石、粘土塊并補(bǔ)水，進(jìn)行堵漏，保持孔內(nèi)泥漿的穩(wěn)定，然后再進(jìn)行沖樁施工。此種方法操作簡單，效果較明顯，并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，在施工中較多采用，效果很理想。 </p><p&g

10、t;　　（3）較大溶洞的處理方法及注意事項(xiàng) </p><p>　?、?對(duì)于較大的溶洞，若洞內(nèi)無填充物或半填充時(shí)，應(yīng)先打設(shè)鋼護(hù)筒到達(dá)溶洞頂部巖層表面，防止鉆孔時(shí)打穿溶洞頂板后，泥漿迅速下落，導(dǎo)致上部孔內(nèi)坍塌。當(dāng)進(jìn)尺接近溶洞頂部約2m時(shí)，要求鉆機(jī)操作人員改用低沖程（1～1.5 m）沖擊，以防止迅速擊穿巖殼時(shí)而卡鉆。溶洞頂板打穿后，向孔內(nèi)填充片石及粘土至溶洞頂板，灌注泥漿后繼續(xù)沖孔。如漏漿太快則應(yīng)重復(fù)上述操作，直至泥漿

11、不再下降為止。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)尺深度的測量和對(duì)沖孔情況的觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)處理。 </p><p>　?、?在沖進(jìn)過程中很容易發(fā)生鉆頭掉入溶洞和卡鉆事故，這時(shí)需操作人員認(rèn)真謹(jǐn)慎，根據(jù)地質(zhì)資料弄清楚溶洞的分布情況，在沖進(jìn)至溶洞頂板上約60cm時(shí)，應(yīng)當(dāng)分層拋填塊石和粘土，反復(fù)沖進(jìn)，嚴(yán)格控制沖程在1.5m左右且沖進(jìn)時(shí)要打緊錘，主繩松繩量應(yīng)為1～2cm為宜。當(dāng)接近巖洞時(shí)同時(shí)要求定時(shí)檢查沖錘、鋼絲繩、樁機(jī)部件及樁機(jī)移位等情

12、況，一般每小時(shí)要檢查一次，每班交接班時(shí)仔細(xì)檢查一次，并作記錄，力求不因機(jī)械問題造成事故；當(dāng)巖面偏斜時(shí)應(yīng)及時(shí)拋填塊石和膨潤土塊墊平樁孔孔底巖面同時(shí)嚴(yán)格控制進(jìn)尺速度，穿過溶洞后，必要時(shí)可在溶洞區(qū)放置內(nèi)護(hù)筒。 </p><p>　?。?）比較復(fù)雜溶洞的處理方法及注意事項(xiàng) </p><p>　　① 比較復(fù)雜溶洞主要是指串珠型溶洞，此溶洞可能在同一承臺(tái)位置的樁與樁之間相互串通，也可能串通到其他承臺(tái)位

13、置。若在沖孔施工中，孔內(nèi)泥漿面迅速下降，應(yīng)向孔內(nèi)投放片石、袋裝粘土及膨潤土，較長時(shí)間回填土面持續(xù)下降，不能穩(wěn)定，就可以判斷該溶洞為串珠型溶洞或遇地下地下河。此時(shí)應(yīng)根據(jù)探測資料，根據(jù)溶洞的大小來采取相應(yīng)的處理措施。若溶洞不大，可灌注低標(biāo)號(hào)C20素混凝土，阻隔兩孔，使之無法串通；若溶洞較大，可用鋼護(hù)筒跟進(jìn)，一面沖孔，一面接鋼護(hù)筒，并且將其壓到或震動(dòng)下沉至已鉆成的孔內(nèi)。護(hù)筒長度L=（h+H）m（h為超前鉆確定的溶洞高度，H為溶洞頂?shù)降孛婕?0

14、cm的高度）。灌注混凝土及鋼護(hù)筒跟進(jìn)此種施工方法簡單，但造價(jià)相對(duì)較高。 　　② 防止溶洞大量失漿造成塌孔。在溶洞鉆進(jìn)過程中漏漿等意外情況難以避免，同時(shí)也很難準(zhǔn)確預(yù)測，關(guān)鍵是在漏漿時(shí)及時(shí)補(bǔ)漿補(bǔ)水并能及時(shí)堵漏。每跟樁施工時(shí)須有20m3泥漿做應(yīng)急用，同時(shí)備有一定數(shù)量的塊石和膨潤土塊作堵漏用，以避免大量失漿造成塌孔事故。 </p><p>　?、?采取復(fù)沖處理灌注不成樁的方法 </p><p>

15、　　溶洞在成孔時(shí)采用了相應(yīng)的處理方法，但在澆筑混凝土?xí)r，因混凝土比重大，導(dǎo)致成孔側(cè)壁壓力增大發(fā)生而混凝土灌不滿的情況。為此，可以初步判斷砼流失到相連的溶洞中。這時(shí)，現(xiàn)場人員應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)對(duì)策，暫停或停止?jié)仓?。若不能通過再次澆筑成樁，則需要采取復(fù)沖的辦法進(jìn)行處理。復(fù)沖的深度應(yīng)大于原樁深度0.5cm為宜。 </p><p>　　（5）遇石芽及巖面傾斜等地質(zhì)情況的處理方法 </p><p>　　

16、在溶巖地區(qū)遇石芽及巖面傾斜情況會(huì)比較普遍，操作不當(dāng)，可造成樁底偏位而難以成孔。因此，在施工遇此情況，應(yīng)及時(shí)填充強(qiáng)度較高的塊石或較高標(biāo)號(hào)的混凝土，并保持樁徑填充面的標(biāo)高基本一致。目前較多采用填充強(qiáng)度較高的塊石的方法進(jìn)行處理此類問題，可以提高時(shí)效，取得效果也較好。若充填混凝土，則需要混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)才能進(jìn)行沖樁施工，工效較慢，造價(jià)也較高。 </p><p>　?。?）采取灌漿補(bǔ)強(qiáng)處理方法 </p>

17、<p>　　由于巖溶的復(fù)雜性，未完全查清溶洞的分布情況，導(dǎo)致在持力層范圍內(nèi)仍存在有溶洞。遇到此現(xiàn)象，可采用高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)處理，以確保樁基的穩(wěn)定性及樁的質(zhì)量。具體措施如下： </p><p>　?、?出現(xiàn)孔內(nèi)水泥漿液流失較大的情況時(shí)，防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi)，應(yīng)采用間歇注漿方式，使得先注入漿液與沙子（或碎石）初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達(dá)到規(guī)定的注漿量和注漿壓力控制值為止。 </p>

18、<p>　　② 出現(xiàn)溶洞灌不滿的情況時(shí)，可利用高壓水流往溶洞內(nèi)灌入中、細(xì)砂，使溶洞填滿中、細(xì)砂礫。待溶洞充填滿砂礫后，然后利用高壓旋噴設(shè)備，在溶洞內(nèi)注入水泥漿液，使洞內(nèi)砂礫與水泥漿液拌和膠結(jié)，形成固結(jié)樁體。 </p><p>　?、?如樁底的溶洞范圍不大，但漿液滲漏較嚴(yán)重，則在孔口采用雙液灌漿。即一邊灌入水泥漿液，一邊注入水玻璃，使?jié){液快速凝結(jié)，防止?jié){液滲漏，使其充填滿溶洞達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)目的。 </

19、p><p><b>　　4.結(jié)語 </b></p><p>　　本工程沖孔樁為481根，復(fù)沖的樁共8根，溶洞處理回填水泥80噸，碎石回填1828m3，土方回填3600 m3。最終樁的質(zhì)量一次性通過了當(dāng)?shù)刭|(zhì)監(jiān)部門的各項(xiàng)驗(yàn)收，獲得各方的好評(píng)。經(jīng)過這個(gè)項(xiàng)目沖孔成樁的工程實(shí)踐，對(duì)在溶洞地區(qū)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，因地質(zhì)情況的復(fù)雜及地質(zhì)的不同，有時(shí)需采取多種技術(shù)處理才能完成施工任務(wù)。這經(jīng)驗(yàn)

20、與同行們分享，希望有對(duì)類似工程施工能起借鑒作用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]JGJ 94-2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》 </p><p>　　[2]GB50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 </p><p>　　[3]DBJ15-31-2003廣東省《建