淺談邢臺巖溶地區(qū)樁基施工
2016-10-21
1 前言
例如邢臺縣部分地區(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，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，在前期勘測中要準確掌握溶洞等地質(zhì)情況，對于巖溶地區(qū)鉆孔樁施工進行有針對性的研究，對于施工質(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。一般來說，就現(xiàn)在發(fā)展速度較快的是硫酸鹽巖層和鹵素類巖層，而發(fā)展速度較慢的是碳酸鹽類巖層。質(zhì)量好且?guī)r層厚實的巖層的巖溶發(fā)育的強烈，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，所穿過溶洞數(shù)量也不一樣。
3.1.1對于高度小于3m的小溶洞，不論單層或多層，不論溶洞內(nèi)有無填充物，都需要在沖穿溶洞頂板時，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，起到護壁作用，保證鉆進時泥漿不流失，使鉆頭順利鉆進通過巖溶區(qū)成孔。
3.1.2對于高度大于3m的較大溶洞，若溶洞內(nèi)無填充物并且為單層，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）的外護筒，當鉆穿溶洞頂板后泥漿急遽滲漏的情況下，護筒可起到護壁作用，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，之后再進行鉆孔；若溶洞內(nèi)無填充物并且為多層時，按照單層大溶洞的處理方法，處理完第一層溶洞之后，再沉放第二層鋼護筒至第二層溶洞頂板之上，其內(nèi)徑大于下層內(nèi)護筒外徑、外徑小于上層鋼護筒內(nèi)徑，當鉆穿第二層溶洞頂板后泥漿急遽滲漏的情況下，中護筒可起到護壁作用，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，之后再進行鉆孔；對于三層以上的無填充物多層大溶洞，均參考雙層大溶洞的處理方法；對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，起到加強護壁的作用，保證鉆進時不漏漿，使鉆孔順利通過巖溶區(qū)成孔。
成孔后采用沉放內(nèi)護筒（直徑不小于樁徑）進行砼灌注，內(nèi)鋼護筒在灌注樁身砼的時候起到防止砼流失的作用。
3.2施工要點
3.2.1首先做好前期技術(shù)準備和施工準備工作。每根樁施工前必須詳細核對地質(zhì)鉆機鉆探記錄、地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、填充物類型，并畫圖列表，為制定具體的施工措施提供詳實依據(jù)。
3.2.2對填充物進行土工試驗，分析其物理力學特性，檢測容重、含水量、孔隙率等，為填充物參數(shù)計算提供有力依據(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)急補救措施。
3.2.4對每種處理方案，都要進行仔細的核實并計算相應(yīng)材料用量。
3.2.5遇到大溶洞時，必須詳細核查具體地質(zhì)情況，明確處理方案，并經(jīng)報批后實施。
3.2.6在沖孔過程中，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)及時補充，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、鉆進，尤其是在清孔過程中，決不允許有漏漿情況，漏漿不解決，堅決不能封孔。
4、成樁出現(xiàn)問題及處理措施
由于本工程不良的地質(zhì)狀況。必須針對成樁過程中有可能出現(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高而產(chǎn)生水壓力，引起孔壁坍塌，造成泥漿嚴重流失；灌注混凝土過程中，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，大量混凝土會沿溶蝕裂隙或溶洞通道滲漏，產(chǎn)生混凝土液面回落，形成樁長不夠。
4.1.2采取措施：在孔口附近備足優(yōu)質(zhì)粘土、片石，遇到漏漿時應(yīng)立即提出鉆頭，向孔內(nèi)補漿，保持孔內(nèi)漿面高度，拋填措施無效時，可向孔內(nèi)填碎石灌漿然后鉆孔，先將鋼管伸進孔內(nèi)，鋼管上置碎石料斗，向洞內(nèi)灌入碎石，邊投料邊振動鋼管以防止堵塞，注漿時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，可采用間歇注漿方式，注漿10天后可進行鉆孔。
4.2卡鉆
4.2.1發(fā)生原因：①原有混凝土護壁碎裂、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壁脫落而造成卡鉆，在起鉆、下鉆過程中慢起慢放；②為防止碎石下落造成卡鉆，在穿越碎石層、溶洞時，向孔內(nèi)拋填熟黏土團，同時調(diào)高泥漿比重；③當鉆進至較大溶洞頂部時，改用小沖程沖砸；④準備鋼軌焊制的小鉆頭，在出現(xiàn)卡鉆時，用小鉆頭沖擊，砸碎卡鉆物體；⑤如已發(fā)生卡鉆，應(yīng)仔細分析原因，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，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
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)計人員充分做好前期的勘察設(shè)計工作，在樁基的施工過程中也需要勘察設(shè)計人員及時跟進，以便發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與勘察設(shè)計不符時及時進行補勘并變更設(shè)計。希望本文能對邢臺巖溶地區(qū)鉆孔樁施工提供相關(guān)參考，盡量避免事故發(fā)生，實現(xiàn)更大的社會效益。
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