淺談鋼護筒技術在樁基溶洞處理中的應用

劉榮紹

摘 要:本文介紹了鋼護筒技術在某樁基溶洞處理中的應用，給出了施工中所采取的方案及措施,并對樁基溶洞處理的經驗進行了總結,對同類工程具有借鑒和參考價值。

關鍵詞:鋼護筒技術樁基溶洞施工

1.工程概況

本工程范圍地質情況大致分為三類：第一類：覆蓋層：雜填土、粉質粘土、粉砂、細砂，覆蓋層厚度在2m～15m。基巖：微風化石灰巖；第二類：覆蓋層：雜填土、粉質粘土、粉細砂、細砂，礫卵石等；基巖：粘土巖；第三類：覆蓋層：雜填土、粉質粘土、粉細砂、細砂，強風化泥質砂巖；基巖：中風化泥質砂巖。

根據勘察結果，場地部分地段揭露的基巖為灰巖及泥灰巖，部分路段是灰巖與泥灰巖上直接覆蓋著全新統沖積相飽和粉細砂、中砂及中粗砂夾卵礫石層。場地附近近幾十年多處出現地面塌陷，直接危及地面建（構）筑物的安全。

通過灰巖區逐樁超前鉆結果顯示，灰巖區溶洞特征：（1）見溶洞率高達40%；（2）溶洞洞高大小不一，從0.4m～18.2m不等；（3）溶洞層數從一層至四、五層不等，多層溶洞呈糖葫蘆串珠狀；（4）溶洞多為填充型，部分為半填充或無填充型（填充物多為可塑或硬塑粘性土及少量灰巖碎塊）；（5）石灰巖巖芯表面均有不同程度的溶蝕；（6）裂隙較發育，多被方解石脈充填，膠結良好。

2 溶洞處理措施概述

2.1對較小溶洞，先對溶洞頂部成孔，再跟進鋼護筒至粉砂層底的基巖頂，然后用小沖程鑿穿溶洞頂板，若鉆進過程中泥漿損失較慢，應及時補充泥漿，并拋填片石、粘土塊或C20砼充填擠實后再鉆進。

2.2對較小溶洞，在鑿穿溶洞頂板，先跟進鋼護筒至溶洞頂，再用小鉆頭鑿穿溶洞頂板，若鉆進過程中泥漿損失較快，必要時可采取慘加速凝劑或水玻璃的水泥砂漿、C20混凝土進行封堵，并應及時補充泥漿。

2.3對于溶洞高度較大，采用下鋼護筒跟進鉆孔，輔以片石、粘土塊或C20砼封堵的方法。對于糖葫蘆串珠狀的溶洞，根據情況采用多層鋼護筒遞進的方法鉆進。

3、鋼護筒跟進施工方法

鋼護筒壁厚δ=12～18㎜的鋼板，孔深10米以下時采用12 ㎜厚的鋼板，孔深10～30米時采用14 ㎜厚的鋼板，孔深30米以上時采用18 ㎜厚的鋼板，在廠家用機械集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節制作長度為4.5～7.5米，制作內鋼護筒的內徑D′=d+20cm（d為設計樁徑）。下置鋼護筒的目的：主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質覆土層以及地表層的塌孔，首先將φ1.6m的鉆頭擴大至φ1.8m，正常鉆進至溶洞上方約1m處，采用汽車吊輔助振動錘等打入設備，將鋼護筒分節打入土層中至巖面。

3.1樁基內護筒跟進的施工工藝：

場地平整、定位 埋設外鋼護筒 沖孔至溶洞頂（回填片石或C20砼） 溶洞頂部處理下放內鋼護筒 正常成孔至樁底標高（終孔）。

3.2鋼護筒制作：外鋼護筒的內直徑為D=d+40cm（d為設計樁徑），壁厚δ=12㎜，長度為2米；采用機械卷制加工制作；

內鋼護筒：采用壁厚δ=12～18㎜的鋼板，在廠家用機械集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節制作長度為4.5～7.5米，制作內鋼護筒的內徑D′=d+20cm（d為設計樁徑）。制作好后運至施工現場。

3.3全程鋼護筒跟進施工

本工程下置內鋼護筒的目的：主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質覆土層的塌孔，通過下置內護筒的作用，即可順利穿越溶槽層至設計樁底標高，達到順利終孔的要求；同時避免砼超灌甚至無法灌注至設計樁頂標高等情況。

將φ1.6m的鉆頭擴大至φ1.8m，正常鉆進至溶洞上方約1m處，采用25T汽車吊輔助20T振動錘，先將內鋼護筒分節打入土層中至巖面，再進行回鉆成孔。在下沉鋼護筒的施工過程中，振動錘必須平穩，牢固的焊在內鋼護筒頂部，并在護筒頂面的平面位置一定要居中，盡可能避免因偏心造成護筒產生偏斜。同時采用水平尺嚴格控制好各節護筒連接的垂直度，不得超過施工規范要求的1/200，力求鋼護筒垂直入土。若一旦發現有偏斜的趨勢，馬上進行糾正，將可能發生偏斜的不利因素消除在萌芽狀態中。

內護筒沉入巖面后，先采用沖錘進行成孔一定深度后（注：進尺為1.5～2米），及時采用25T汽車吊輔助振動錘將內護筒下沉至進尺巖面標高處；然后再進行沖孔、下內剛護筒；與之循環反復進行至樁底設計標高處；同樣，在施工過程中嚴格測量、控制好各節護筒連接的垂直度，不得超過施工規范要求的1/200。

各節內剛護筒的連接焊縫全部采用雙面開坡口進行滿焊，兩節護筒的接縫除施焊外，還需在接縫處焊接50mm寬、δ=10㎜的加強鋼帶。以保證其尺寸準確，使護筒體順直度達到要求，整個內護筒的豎向壁成一直線。對其控制好質量的環節上起到關鍵的作用。

3.4鋼護筒垂直度控制

下落過程中通過外部專門支架和預埋外護筒之間的卡具控制，并用經緯儀輔助控制垂直度，具體如下圖：

兩節鋼護筒焊接過程中的控制：下部鋼護筒用墊鐵調平（用吊車調節），用水平尺檢測達到水平要求后，在外部卡具范圍內將上部鋼護筒初步就位，接口對齊，用經緯儀測量垂直度，如垂直度超規范要求，則接口部位采用墊鐵調平，然后將兩節鋼護筒點焊，初步穩定后，再進行滿焊。在焊縫冷卻后，進行鋼護筒的下落施工，上述工序循環進行。

3.5內鋼護筒下至溶槽處的處理

由于施工處不良地質溶洞的深度大同時有可能存在貫通的溶洞存在。對于此處的處理更不得馬虎，若處理不當有可能出現卡錘的情況出現。需根據補勘探的地質資料， 詳細了解各溶槽頂標高的準確位置后，嚴格按照以下進行處理：

內鋼護筒的下放位置：根據其地質資料或原成孔樁基已施工的標高位置處（或溶槽頂100cm處）；

沖擊錐錘沖至溶槽頂部范圍做到上下輕提慢放，做到緩慢的進尺至溶槽處形成一小的裂口，不得高提進行強烈的沖擊；以防止卡錘的危險。進入溶槽后，根據我公司樁基施工的經驗總結情況看，孔內的泥漿勢必全部漏失。因此需單獨進行溶槽的處理：孔內漿漏失完后，盡快用25T汽車吊將沖擊錐錘吊開。將拼裝備好的水下砼導管放入孔內，采用C20砼進行封堵，砼須多次進行，且每次灌入的砼不宜過多，同時砼需在待前面砼達到初凝后進行，砼的塌落度控制在30～50mm，通過砼的低流動性達到暫時封堵的目的；待砼凝固產生一定強度后，再用沖擊錐錘進行重復回鉆、跟進內鋼護筒。也可采用回填片石進行反復沖砸。通過擠壓旁邊的溶洞空間，孔樁周圍形成護壁，再跟進內鋼護筒。

同一樁孔內若有多層溶洞、溶槽或空洞，需分層按上方法處理、跟進下放內鋼護筒。

3.6質量保證措施：

鋼護筒的加工尺寸必須嚴格控制，護筒上下節的連接縫除焊接外，還需在接縫處焊50mm寬的加強鋼帶，護筒水平接縫所成平面與護筒豎向垂直，使整個鋼護筒的垂直度符合要求，振動錘與護筒頂面焊接牢固，無松動；并要求振動錘位置居護筒頂面中，各節下沉的護筒必須嚴格控制垂直度。

參考文獻：

[1]謝群. 喀斯特地區某樁基工程溶洞的處理措施[J]. 鈾礦地質, 2006, (02) .

[2]高清匯. 樁基施工溶洞處理淺談[J]. 上海鐵道科技, 2008, (04) .