淺談邢臺(tái)巖溶地區(qū)樁基施工
2016-10-21
1 前言
例如邢臺(tái)縣部分地區(qū)巖溶溶洞間連通性極好，溶洞的大小不一致，并有不同程度的溶洞群出現(xiàn)（呈珠串型），各溶洞上下之間頂板薄厚不一，基巖裂隙水發(fā)育，地下水與周邊水系的連通一般較發(fā)達(dá)，因此在鉆孔施工中經(jīng)常出現(xiàn)坍孔、串孔、卡鉆、斜孔、掉鉆、地面沉陷以及在混凝土灌注過(guò)程中混凝土流失大、混凝土面下降導(dǎo)致導(dǎo)管懸空等情況出現(xiàn)。因此，在前期勘測(cè)中要準(zhǔn)確掌握溶洞等地質(zhì)情況，對(duì)于巖溶地區(qū)鉆孔樁施工進(jìn)行有針對(duì)性的研究，對(duì)于施工質(zhì)量的保證及今后在相似地質(zhì)情況下指導(dǎo)鉆孔樁施工均有重要意義。
2 地質(zhì)情況分析
邢臺(tái)地處太行山脈和華北平原交匯處，西部地區(qū)為山區(qū)，地表位土層，下臥白堊系上統(tǒng)礫巖、砂巖以及二疊系上統(tǒng)石灰?guī)r。石灰?guī)r巖溶發(fā)育，富有較多巖溶水，本地區(qū)地下水豐富。一般來(lái)說(shuō)，就現(xiàn)在發(fā)展速度較快的是硫酸鹽巖層和鹵素類(lèi)巖層，而發(fā)展速度較慢的是碳酸鹽類(lèi)巖層。質(zhì)量好且?guī)r層厚實(shí)的巖層的巖溶發(fā)育的強(qiáng)烈，其形態(tài)發(fā)育齊全良好，規(guī)模很大；但是含有泥質(zhì)物質(zhì)的還有其他雜志的巖溶發(fā)育較慢。顆粒結(jié)晶較大的巖石，其巖溶較為發(fā)育齊全，而顆粒結(jié)晶小的一般巖溶發(fā)育非常的弱。
3 施工工藝
3.1施工工藝
各樁基范圍內(nèi)，溶洞大小不一，所穿過(guò)溶洞數(shù)量也不一樣。
3.1.1對(duì)于高度小于3m的小溶洞，不論單層或多層，不論溶洞內(nèi)有無(wú)填充物，都需要在沖穿溶洞頂板時(shí)，向溶洞內(nèi)投放片石、碎石加粘土，甚至投入整袋水泥充填溶洞，并用沖擊鉆沖砸密實(shí)，起到護(hù)壁作用，保證鉆進(jìn)時(shí)泥漿不流失，使鉆頭順利鉆進(jìn)通過(guò)巖溶區(qū)成孔。
3.1.2對(duì)于高度大于3m的較大溶洞，若溶洞內(nèi)無(wú)填充物并且為單層，需從地面至第一層溶洞頂板上埋設(shè)內(nèi)徑大于樁徑（一般大20cm）的外護(hù)筒，當(dāng)鉆穿溶洞頂板后泥漿急遽滲漏的情況下，護(hù)筒可起到護(hù)壁作用，從而保證孔壁不坍塌。在沖穿溶洞頂板后，采取向溶洞內(nèi)投放大量片石、碎石加粘土，以填塞溶洞，并用沖擊鉆沖砸密實(shí)，之后再進(jìn)行鉆孔；若溶洞內(nèi)無(wú)填充物并且為多層時(shí)，按照單層大溶洞的處理方法，處理完第一層溶洞之后，再沉放第二層鋼護(hù)筒至第二層溶洞頂板之上，其內(nèi)徑大于下層內(nèi)護(hù)筒外徑、外徑小于上層鋼護(hù)筒內(nèi)徑，當(dāng)鉆穿第二層溶洞頂板后泥漿急遽滲漏的情況下，中護(hù)筒可起到護(hù)壁作用，從而保證上一層溶洞內(nèi)孔壁不坍塌。在沖穿溶洞頂板后，仍采取投放大量片石、碎石加粘土，以填塞溶洞，并用沖擊鉆沖砸密實(shí)，之后再進(jìn)行鉆孔；對(duì)于三層以上的無(wú)填充物多層大溶洞，均參考雙層大溶洞的處理方法；對(duì)于有填充物的單層或多層大溶洞，仍需投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥，使用沖擊鉆沖砸密實(shí)，起到加強(qiáng)護(hù)壁的作用，保證鉆進(jìn)時(shí)不漏漿，使鉆孔順利通過(guò)巖溶區(qū)成孔。
成孔后采用沉放內(nèi)護(hù)筒（直徑不小于樁徑）進(jìn)行砼灌注，內(nèi)鋼護(hù)筒在灌注樁身砼的時(shí)候起到防止砼流失的作用。
3.2施工要點(diǎn)
3.2.1首先做好前期技術(shù)準(zhǔn)備和施工準(zhǔn)備工作。每根樁施工前必須詳細(xì)核對(duì)地質(zhì)鉆機(jī)鉆探記錄、地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、填充物類(lèi)型，并畫(huà)圖列表，為制定具體的施工措施提供詳實(shí)依據(jù)。
3.2.2對(duì)填充物進(jìn)行土工試驗(yàn)，分析其物理力學(xué)特性，檢測(cè)容重、含水量、孔隙率等，為填充物參數(shù)計(jì)算提供有力依據(jù)。
3.2.3根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況，對(duì)每根樁按照溶洞處理方法，制定出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法及施工應(yīng)急補(bǔ)救措施。
3.2.4對(duì)每種處理方案，都要進(jìn)行仔細(xì)的核實(shí)并計(jì)算相應(yīng)材料用量。
3.2.5遇到大溶洞時(shí)，必須詳細(xì)核查具體地質(zhì)情況，明確處理方案，并經(jīng)報(bào)批后實(shí)施。
3.2.6在沖孔過(guò)程中，應(yīng)密切觀察孔內(nèi)水位變化情況。特別是夜間施工，應(yīng)有足夠的照明設(shè)施，以便觀察。如發(fā)生水位下降情況，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，以保證水頭高度。如水位下降情況不能停止，應(yīng)回填粘土、片石，再重新夯實(shí)、鉆進(jìn)，尤其是在清孔過(guò)程中，決不允許有漏漿情況，漏漿不解決，堅(jiān)決不能封孔。
4、成樁出現(xiàn)問(wèn)題及處理措施
由于本工程不良的地質(zhì)狀況。必須針對(duì)成樁過(guò)程中有可能出現(xiàn)的意外情況，采取以下必要的預(yù)防及處理措施：
4.1漏漿
4.1.1發(fā)生原因：鉆穿溶洞頂板遇無(wú)充填物或少量充填物的大溶洞，孔壁失去孔內(nèi)壓力，孔內(nèi)水頭急劇下降，外部地下水滲透水壓過(guò)高而產(chǎn)生水壓力，引起孔壁坍塌，造成泥漿嚴(yán)重流失；灌注混凝土過(guò)程中，受澆注混凝土側(cè)壓力作用，溶洞充填物被混凝土最大限度地置換，大量混凝土?xí)厝芪g裂隙或溶洞通道滲漏，產(chǎn)生混凝土液面回落，形成樁長(zhǎng)不夠。
4.1.2采取措施：在孔口附近備足優(yōu)質(zhì)粘土、片石，遇到漏漿時(shí)應(yīng)立即提出鉆頭，向孔內(nèi)補(bǔ)漿，保持孔內(nèi)漿面高度，拋填措施無(wú)效時(shí)，可向孔內(nèi)填碎石灌漿然后鉆孔，先將鋼管伸進(jìn)孔內(nèi)，鋼管上置碎石料斗，向洞內(nèi)灌入碎石，邊投料邊振動(dòng)鋼管以防止堵塞，注漿時(shí)注漿管必須插入填充物底部，邊注漿邊緩慢提升，為防止?jié){液流失太遠(yuǎn)，可采用間歇注漿方式，注漿10天后可進(jìn)行鉆孔。
4.2卡鉆
4.2.1發(fā)生原因：①原有混凝土護(hù)壁碎裂、脫落；②碎石層中或溶洞填充物中碎石下落；③鉆頭擊穿溶洞頂部；④出現(xiàn)探頭石梅花孔、溶洞、溶槽等。
4.2.2采取的預(yù)防處理措施：①為防止挖孔段混凝土護(hù)壁脫落而造成卡鉆，在起鉆、下鉆過(guò)程中慢起慢放；②為防止碎石下落造成卡鉆，在穿越碎石層、溶洞時(shí)，向孔內(nèi)拋填熟黏土團(tuán)，同時(shí)調(diào)高泥漿比重；③當(dāng)鉆進(jìn)至較大溶洞頂部時(shí)，改用小沖程沖砸；④準(zhǔn)備鋼軌焊制的小鉆頭，在出現(xiàn)卡鉆時(shí)，用小鉆頭沖擊，砸碎卡鉆物體；⑤如已發(fā)生卡鉆，應(yīng)仔細(xì)分析原因，以免越卡越緊或發(fā)生掉鉆。
4.3斜孔、彎孔
4.3.1發(fā)生原因：由于溶洞的存在、斷裂帶或其他原因，地質(zhì)不均勻。
4.3.2采取措施：隨時(shí)觀察鋼絲繩的位置，如發(fā)生偏移，表示已發(fā)生斜孔，如傾斜度在規(guī)范允許偏差內(nèi)，可繼續(xù)鉆進(jìn)，如超出規(guī)范，則采取向孔內(nèi)反復(fù)回填片石，反復(fù)修孔。
5結(jié)語(yǔ)
巖溶地區(qū)因特殊的地質(zhì)條件，樁基施工條件非常復(fù)雜，需要勘察設(shè)計(jì)人員充分做好前期的勘察設(shè)計(jì)工作，在樁基的施工過(guò)程中也需要勘察設(shè)計(jì)人員及時(shí)跟進(jìn)，以便發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與勘察設(shè)計(jì)不符時(shí)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)勘并變更設(shè)計(jì)。希望本文能對(duì)邢臺(tái)巖溶地區(qū)鉆孔樁施工提供相關(guān)參考，盡量避免事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)更大的社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)：
[1] 向中富.橋梁施工控制技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2] 喬亞?wèn)|.巖溶地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工[J].公路交通科技，2010.5.
[3] 劉雪峰.巖溶地區(qū)橋梁樁基設(shè)計(jì)與施工[J].山西建筑，2006.
[4] 中華人民共和國(guó)交通部.JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范，北京，人民交通出版社，2000
