巖溶地基地鐵車站圍護樁施工技術

胡蘭初

摘 要：鉆孔灌注樁施工在我國建筑施工中應用最為廣泛，但在巖溶地基中施工的難點亟待克服。在實施鉆孔灌注樁施工的過程中施工人員應熟悉和掌握相應對策，從而為業主提供優質的工程產品。

關鍵詞：巖溶 圍護樁 施工問題 處置方法

中圖分類號：TN943 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0055-02

近年來，為適應城市發展需要和滿足城市居民日益增長的出行需求，昆明市地鐵建設不斷加快了建設步伐。由于地鐵施工技術難度大、施工風險高、質量要求高、不可預測因素多。因此，施工人員應熟悉和掌握車站圍護樁施工監控重點及相應對策，才能真正做到有效地對施工安全和質量進行監控，從而為業主提供優質的工程產品。本人有幸參加了昆明地鐵3號線太平村站工程的施工，太平村站是昆明地鐵3號線工程的中間站，位于太平村東側東繞城連接線和規劃道路交叉口西北角地塊內，沿東繞城連接線北側呈東西向布置，為地下兩層局部一層側式站臺車站。車站基坑總長193.3 m，標準段基坑寬度22.8 m，施工期間基坑深度約16.45 m。該區段地質條件復雜，鉆孔樁施工范圍土層多為黏土，部分基底存在巖層，段內不良地質主要為巖溶斷層角礫，巖溶發育于（D3Z）白云質灰巖內，屬淺覆蓋型巖溶，根據野外地質調查和鉆孔揭示綜合分析，該地段巖溶中等發育。深度直至鉆孔樁樁底，斷層角礫主要填充在溶洞內，巖溶區域主要分布在K20+303向大里程方向29 m，向小里程方向6 m，對鉆孔樁施工有較大影響。是全線施工中的難度最大的，本人在巖溶地基地鐵車站圍護樁施工過程中，通過不斷摸索與總結，也積累了一些菲薄的施工經驗，以下就以此為例，談幾點體會，以為拋磚引玉。

1 巖溶處理方案的原則

（1）每根樁必須用地質鉆機鉆探，詳細記錄地質狀況、溶洞深度、高度、填充物類型，畫圖列表，為制定相應施工方案提供詳實依據。

（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，為注漿參數計算提供依據。

（3）根據地質鉆探資料和填充物情況，對每根樁設計出相應的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。

（4）對每種處理方案，都要進行仔細的計算，施工前在樁位外進行溶洞注漿試驗，取得經驗數據，完善施工方案，指導施工。

2 溶洞處理方案

（1）對于封閉的比較小的溶洞，采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。若洞內無填充物或填充物不滿，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿；若充填物呈松散或軟塑狀態時，直接注漿固結即可；若充填物已固結呈硬塑狀態時，則可以直接沖孔，但需加強泥漿護壁。

（2）溶洞內無填充物或填充物較少需向洞內填充砂子的，選擇一個合適的孔位，放入并固定鋼套管，將注砂管與鋼套管相連接，在注漿前灌砂。根據成樁直徑、圍護體積的最小直徑及堆積體成形規律，計算填砂量。用壓風機將干砂壓入，為防止洞內高壓阻止灌砂，利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積，壓力穩定時，即可停止。

（3）對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時可采取投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用，保證泥漿不流失，使鉆孔順利通過巖溶區。

3 巖溶地基鉆孔樁施工過程中常見問題的預防及處理措施

3.1 鉆孔出現溶洞漏漿塌孔

（1）原因分析。

鉆進至巖溶位置時會出現漏漿，當孔內無泥漿時，無法起到泥漿護壁作用再加上外部地下水的滲透會造成塌孔。

（2）預防措施。

①定期對孔內泥漿進行測試，當泥漿比重較輕，可增大泥漿比重。使泥漿起到護壁作用。

②泥漿外送時，不要全部排完，留置備用泥漿。

③進入溶洞位置，減小沖程，沖程為50 cm以內，防止沖程過猛，破壞孔壁及溶洞，增大溶洞漏漿范圍。

（3）處置措施。

當溶洞范圍不大（從失漿量、失漿速度判斷）采用填充壓實的方法。小溶洞采用拋填袋裝水泥、黏土、碎石等混合料進行堵塞，并利用鉆頭沖擊力將拋填物擠入側壁溶洞，形成穩定結構。當泥漿不再漏失后方可轉入正常鉆進。若是特大溶洞，在進行鉆孔時，擬采用護筒跟進處理溶洞。鋼護筒跟進是在施鉆過程中將鋼護筒用震動打樁錘逐步下沉到需要保護孔壁的地層或巖石上。因此在選定時要特別注意，護筒跟進適用于發育規模大、層數多、溶洞內填充物性能差、存在暗河等特大型溶洞，施工前應仔細核對地質資料，確定輔助護筒的深度和層數，并根據護筒的層數，確定每層鋼護筒的直徑。每層鋼護筒的直徑以最后一層輔助護筒為基準，最后一層輔助護筒的直徑應比設計樁徑大5～10 cm順次每增加一層輔助護筒，其內徑宜比相鄰內層護筒外徑增大10～20 cm。對于進入溶巖地帶，先儲備好大量的泥漿以防出現溶洞漏漿塌孔。將泥漿池泥漿排入孔內，再回填粘土及袋裝水泥，可使溶洞成功堵住并鉆孔成功。這既節約了泥漿外運費用，又可減少回填深度，控制回填鉆進成本，最后通過水泥和粘土利用鉆頭沖擊力將拋填物擠入側壁溶洞，形成穩定結構，防止再次出現漏漿。

（4）沖擊成孔時應注意事項。

①沖擊成孔必須待注漿凝固后才能進行，為防止意外，沖孔前應有備用措施，備好材料，一旦泥漿泄露，及時向孔內投放粘土、水泥和片石，依靠沖擠在溶洞內形成片石夾粘土的圍護結構墻，保持孔內泥漿高度，使得沖鉆順利進行。

②加大泥漿質量和密度。采用優質泥漿，當缺少優質粘土時，可在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿和鋸末，以提高泥漿膠體率和懸浮能力，其質量配合比為黃土∶水泥∶燒堿=1∶0.2∶0.4，鋸末按黃土體積的10%摻入。

③接近巖溶地段，采取輕錘沖擊、加大泥漿密度的方法成孔，以防卡鉆和掉鉆。

3.2 灌注水下砼出現漏漿

（1）原因分析。endprint

在溶洞區域混凝土澆筑過程中，由于混凝土沖擊力過大，破壞側壁造成漏漿。

（2）預防措施。

首盤砼澆筑后，適當減少混凝土的灌注速度。在混凝土澆筑過程中時刻注意泥漿面的水位及混凝土面情況。

（3）處置措施。

出現水位或混凝土下降，及時補充泥漿，導管盡量往下落，水位穩定后，重新測量砼面高程。然后在灌注過程中適當加大導管埋深，并在灌注時隨時測量混凝土面高程，對灌注過程中砼面出現的緩慢下降要有準確的判斷，防止砼面突然下降導管懸空造成斷樁事故。最后待灌注結束后，不要及時撥出導管，要停止30～40 min，每隔10 min緩慢的提升活動導管，盡量避免在灌注完成撥出導管后混凝土面突然下降造成斷樁，但也不能停止時間太長，防止混凝土初凝，撥出導管后形成樁基抽心。導管要徐徐、緩慢的撥出，防止表層泥塊吊入砼中形成夾層。其次保證混凝土供應及時，了解混凝土的運輸能力及時交通情況，避免行車高峰期出現交通堵塞。

（4）灌注水下砼出現的問題及解決方法。

我們在對A3-95號鉆孔樁進行砼澆筑過程中就出現漏漿情況，直至混凝土全部漏完致使導管懸空，當孔里的漿液漏完發現孔底存在暗河，由于第一次已澆筑18.5 m3混凝土，對孔底暗河進行了填充，且間隔1.5 h，孔底混凝土已初凝，進行第二次混凝土澆筑增大混凝土方量，并且在砼內添加了速凝劑，最后澆筑成功。根據事后分析，在混凝土澆筑過程中時刻注意泥漿面的水位及混凝土面情況，一旦出現水位或混凝土下降，及時補泥漿，導管盡量往下落，水位穩定后，重新測量砼面高程。然后在灌注過程中適當加大導管埋深，并在灌注時隨時測量混凝土面高程，對灌注過程中砼面出現的緩慢下降要有準確的判斷，防止砼面突然下降導管懸空造成斷樁事故。最后待灌注結束后，不要及時撥出導管，要停止30～40 min，每隔10 min緩慢的提升活動導管，盡量避免在灌注完成撥出導管后混凝土面突然下降造成斷樁，但也不能停止時間太長，防止混凝土初凝，撥出導管后形成樁基抽心。導管要徐徐、緩慢的撥出，防止表層泥塊吊入砼中形成夾層。

4 結語

巖溶地基鉆孔灌注樁施工是一項技術性較強的作業，通過多年來前人的不斷摸索和實踐已經形成了一套比較成熟的施工技術，尤其是近年來在地鐵建設中得到了廣泛的應用，而且取得了可喜的成績。這些都對施工技術人員的素質提出了更高的要求，更需施工人員通過不斷學習和實踐，熟悉這些相關的施工技術，掌握巖溶地基鉆孔灌注樁施工要點及相應的對策，才能為今后車站圍護結構施工質量、施工安全提供有力的保障。

參考文獻

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