巖溶地貌鉆孔灌注樁施工方法探討

唐俊華

【摘要】本文結(jié)合昆明市三環(huán)閉合工程（西北段）2、3標(biāo)鉆孔灌注樁施工實(shí)際，分析了巖溶地貌對(duì)鉆孔灌注樁的影響，從機(jī)械設(shè)備選型、護(hù)筒埋設(shè)以及施工中常遇到的漏漿、偏孔等方面對(duì)巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工進(jìn)行了探討，以保證成樁質(zhì)量、安全。

【關(guān)鍵詞】巖溶地貌；鉆孔灌注樁；漏漿；偏孔；掉鉆

1、巖溶地貌特征

巖溶地貌又稱(chēng)喀斯特地貌，這種地貌是可溶性巖經(jīng)受水流溶蝕、侵蝕以及巖體重力崩落、坍陷等作用過(guò)程，形成于地表和地下各種侵蝕和堆積物體形態(tài)的總稱(chēng)。該地貌為石灰?guī)r地區(qū)在流水長(zhǎng)期溶蝕的結(jié)果。石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣，在有水和二氧化碳時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸氫鈣，后者可溶于水，于是逐漸形成溶蝕的裂隙或溶洞。

2、巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工探討

本文結(jié)合昆明市三環(huán)閉合工程橋梁工程施工實(shí)際，就巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行探討，以便今后在巖溶地區(qū)施工鉆孔灌注樁時(shí)能夠有所裨益。

2.1機(jī)械設(shè)備選擇

巖溶地區(qū)樁基成孔設(shè)備選型時(shí)一般選擇沖擊鉆或者其他成孔設(shè)備配合沖擊鉆施工，不宜直接用回旋鉆施工。對(duì)于堅(jiān)硬的中風(fēng)化、弱風(fēng)化巖層更不應(yīng)采用回旋鉆，其外對(duì)于角礫石、卵石含量高、粒徑大，通過(guò)泥漿循環(huán)不能夠排出鉆渣的含礫石土層，也不應(yīng)采用回旋鉆機(jī)，因?yàn)殡S著鉆進(jìn)的深入，排不出去的鉆渣將在孔內(nèi)積累，聚集起越來(lái)越多的小石塊，由于鉆頭旋轉(zhuǎn)不能切削磨損石塊，在鉆進(jìn)時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)桿晃動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)產(chǎn)生跳動(dòng)，致使進(jìn)尺緩慢、鉆頭磨損、鉆孔偏斜、擴(kuò)孔等缺陷。

2.2護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒能穩(wěn)定孔壁、防止坍孔、隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和祈禱鉆頭導(dǎo)向作用，因此要重視埋設(shè)護(hù)筒這個(gè)環(huán)節(jié)。

埋設(shè)護(hù)筒時(shí)按照預(yù)先布置好的設(shè)計(jì)樁位中心進(jìn)行埋設(shè)，嚴(yán)格保持護(hù)筒的垂直，護(hù)筒埋設(shè)完成后，用全站儀和檢定過(guò)的鋼尺測(cè)量護(hù)筒中心與設(shè)計(jì)樁位中心之間的平面偏差。 護(hù)筒埋設(shè)視地質(zhì)情況而定，不可一概而論。如護(hù)筒底的土質(zhì)較差、護(hù)筒底容易滲水坍塌或者遇到暗河、池塘、淤泥層時(shí)，可采用加長(zhǎng)護(hù)筒，使護(hù)筒穿過(guò)這些不良地質(zhì)，確保成孔過(guò)程的穩(wěn)定和成孔質(zhì)量。普吉立交由主線(xiàn)橋及A、B、C、D、E、F匝道組成，大部分為拆遷區(qū)域，地勢(shì)起伏較大，最大高差為15m，立交區(qū)域內(nèi)有約8米深的池塘，施工時(shí)最長(zhǎng)護(hù)筒采用了12米，以穿過(guò)池塘軟弱層。

隨著護(hù)筒長(zhǎng)度增長(zhǎng)，護(hù)筒與土層及混凝土摩阻力增大，護(hù)筒若不及時(shí)拔除則有可能不能拔出，不能周轉(zhuǎn)使用，致使施工成本增大，因此要在混凝土澆筑完成后，采用相應(yīng)功率的吊車(chē)立即提拔，盡可能將護(hù)筒提起周轉(zhuǎn)使用。

2.3成孔過(guò)程事故的處理

巖溶地區(qū)進(jìn)行樁基施工關(guān)鍵工序就是成孔的質(zhì)量控制，為此安裝鉆機(jī)時(shí)必須保證底座平穩(wěn)，必須控制好機(jī)頭吊繩的中心、錘頭的中心、樁的中心在一直線(xiàn)上，泥漿比重根據(jù)地質(zhì)土質(zhì)的變化隨時(shí)調(diào)整，并定期抽查泥漿比重、粘度等質(zhì)量狀況，做好記錄。結(jié)合工程施工實(shí)際，巖溶地區(qū)成孔過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)以下幾類(lèi)問(wèn)題。

1）成孔過(guò)程中漏漿及處理措施

由于地勘資料不可能完全詳盡的揭示樁位處地質(zhì)情況，因此裂隙的大小、分布、貫通、走向等具有不可預(yù)見(jiàn)性。施工中往往出現(xiàn)一些意外情況，在鉆進(jìn)過(guò)程中突然漏漿導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿或迅速或緩慢下降，易導(dǎo)致塌孔，危及工作人員及孔位處機(jī)械設(shè)備的安全，對(duì)進(jìn)度造成較大的影響。有時(shí)清孔過(guò)程中由于泥漿比重降低，粘度下降，又會(huì)重新發(fā)生漏漿，甚至在鋼筋籠安裝好準(zhǔn)備澆筑混凝土?xí)r也有可能發(fā)生滲漏情況，

對(duì)于漏漿情況，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)漏漿的速率等判斷裂系大小或溶洞大小。對(duì)于小裂系等漏漿緩慢或漏漿至一定高度便穩(wěn)定情況，在使用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁施工的同時(shí)，或向孔內(nèi)回填粘土和塊石或放置草袋、木屑等，回填料在沖錘擊實(shí)作用下填堵小裂隙。當(dāng)漏漿速率大，表明裂系發(fā)達(dá)，或有較大溶洞。此時(shí)應(yīng)先停止沖孔，提起沖錘，確保人員、機(jī)械安全，然后加大粘土塊石等堵漏混合物的拋填。如果采用此法后在該標(biāo)高處反復(fù)發(fā)生這種情況，可采取拋填整包水泥或灌注水下混凝土方法，填充裂系和溶洞，重新沖孔。

2）出現(xiàn)傾斜巖面

由于巖溶地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，常遇到孤石、巖面呈斜面、陡坎等情況，在施工過(guò)程中常出現(xiàn)擴(kuò)孔、鉆孔偏斜等事故。

當(dāng)遇到巖面傾斜，巖石軟硬不均的地質(zhì)時(shí)，容易造成錘擊受力偏心，導(dǎo)致錘頭受力不均，容易發(fā)生偏孔、擴(kuò)孔等現(xiàn)象。判斷是否遇到傾斜巖面主要有兩種方法，一是根據(jù)地質(zhì)勘探揭示的地質(zhì)剖面圖，二是在鉆進(jìn)過(guò)程中通過(guò)觀察吊繩的擺動(dòng)做出判斷。若已經(jīng)偏孔或者遇到傾斜巖面可采取向樁孔內(nèi)拋填堅(jiān)硬片石的方法進(jìn)行糾偏，保證成孔的垂直度。拋填片石高度至少高出偏孔位置或孔內(nèi)巖面傾斜位置，使沖錘落下時(shí)基本位于一個(gè)平面上，沖擊能量均勻分布到巖體?；靥詈螅捎眯_程高頻率的方法反復(fù)沖擊巖層，片石經(jīng)反復(fù)沖砸在孔內(nèi)形成一個(gè)較密實(shí)的整體，有效地分布沖擊能量，有效地沖擊偏孔位置或傾斜巖面，達(dá)到糾偏和破碎斜面的目的。成孔完成后，其他的工序和一般地質(zhì)施工過(guò)程一致，這里不再贅述。

3）掉鉆、錘壞、卡鉆

在選用沖擊鉆施工時(shí)吊繩在反復(fù)使用中磨損、疲勞，或由于巖溶地區(qū)地質(zhì)條件不規(guī)則，錘擊作用偏心、不均勻，應(yīng)力集中，錘體失穩(wěn)，加之操作不當(dāng)使用大沖程沖擊，常造成掉鉆、錘壞、卡鉆情況。

在弱風(fēng)化、中風(fēng)化堅(jiān)硬巖層中極易造成掉鉆、錘壞，主要防治措施為經(jīng)常檢查鋼絲繩，錘頭。對(duì)于斷絲，磨損嚴(yán)重的鋼絲繩予以及時(shí)更換。施工前在錘頭四周焊接掛鉤，如果錘頭脫落，正常情況下尚能通過(guò)掛鉤進(jìn)行打撈。對(duì)于掉鉆后錘頭傾斜，卡鉆情況，不能通過(guò)掛鉤打撈時(shí)，可派潛水員打撈、填孔后進(jìn)行人工挖孔、廢棄錘頭提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)變更等，具體處理時(shí)視質(zhì)量、安全、工期、成本考慮。

在施工一段時(shí)間后，提起鉆頭，沖洗后，觀察錘頭狀況。若出現(xiàn)錘牙脫落，錘頭開(kāi)裂需及時(shí)補(bǔ)焊錘牙，提高沖擊成孔效率；對(duì)磨損嚴(yán)重錘頭，錘頭直徑不滿(mǎn)足孔徑要求時(shí)需補(bǔ)焊鐵塊，保證成孔樁徑，以防縮孔；對(duì)于錘體開(kāi)裂情況，須及時(shí)更換，以免開(kāi)裂錘體掉落孔中，造成成孔困難。

結(jié)論：

巖溶地質(zhì)鉆孔灌注樁施工的難點(diǎn)在于如何保證溶洞段順利成孔。如果預(yù)先掌握樁位處地質(zhì)資料，注意鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，及時(shí)準(zhǔn)確地判斷沖孔狀況，謹(jǐn)慎處理，是能夠取得良好沖孔效果的。上述施工措施對(duì)處理漏漿、偏孔等具有指導(dǎo)意義，值得在同類(lèi)工程中借鑒和使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]隋永興.水中鉆孔樁遇溶洞復(fù)雜地質(zhì)處理施工技術(shù)研究[D].石家莊鐵道大學(xué)，2015.