關于巖溶發育區旋挖樁的適用性研究

蒙尚畝 韋鴻語 韓祖康 陸琪瑩

桂林理工大學博文管理學院 廣西 桂林 541004

0 前言

劉紅明[1]等人研究得出巖溶地區鉆孔灌注樁施工控制復雜，突發情況較多，在巖溶地區施工必須要有詳細的地勘資料，針對每根樁制定專門的施工方案和應對措施，預案要有針對性，過程處置要靈活，同時應加強施工過程監控，出現問題及時分析處理，達到保證成孔質量降低施工成本的目的。陳楊[2]經過優化采用轉動搖深護筒旋挖樁搓管施工方法，完成每臺旋挖機成孔一根樁的目標，大節約施工工期。樁基質量達到了規范和設計要求，施工灌注樁通過檢測全部合格，為整體工程的后續施工打下了良好的基礎。趙金祥[3]研究得出軟土中孔內容易產生負壓。旋挖樁機鉆筒與土體接觸面比較大， 在軟土中如果鉆進進尺大， 鉆斗提升過程容易產生負壓，在增大旋挖樁機體上拔負重的同時對孔壁穩定性有不利影響，容易形成孔壁縮徑。楊文奇[4]研究得出由于溶洞的復雜性及不可預見性，而地質勘探也只能定性地確定溶洞的存在及大概位置，無法準確測出溶洞的大小和形狀，因而在巖溶地區施工時，應在施工前做好安全防范措施，準備充足的處理材料，各種機械準備待命以防溶洞漏漿，即使地質資料顯示的是小溶洞或是無溶洞，都不能掉以輕心。

1 巖溶發育區的特點

在巖溶發育區進行工作是一項很艱難的任務，因為溶巖發育區地下肯定會存在大量的流動水和可溶性巖石，而且因為水流的原因，也會形成大量的水流空隙，所以對于施工也會存在很多的困難，因為有水流和空隙就會很容易導致塌方，最后會影響挖樁成孔的效率。

2 旋挖樁機施工的特點

旋挖樁前期投入比較大。目前市場上國產旋挖樁機的售價在400萬元左右，如果自購設備，一次性投入比較大。軟土中孔內容易產生負壓。旋挖樁機鉆筒與土體接觸面比較大，在軟土中如果鉆進進尺大，鉆斗提升過程容易產生負壓，在增大旋挖樁機體上拔負重的同時對孔壁穩定性有不利影響，容易形成孔壁縮徑。施工過程短期投入增加由。于旋挖樁機施工速度快，短期需要投入的材料費用比較大，施工單位要結合項目資金運作情況，項目工期和合同約定的相關獎懲情況進行綜合考慮和選用。漏漿是巖溶樁基最易出現的問題，一旦擊穿溶腔頂蓋，泥漿會流失。

但是旋挖樁施工速度快。由于旋挖樁機施工靠底部帶有活門的筒式鉆頭回轉破碎巖土 ，并直接將其裝入鉆斗內提升運至地面，無需將巖土攪碎靠泥漿返出孔外 ，平均每分鐘進尺可達50c m 左右。施工精度比較高。施工過程對樁深度、垂直度 、鉆壓、鉆筒內裝土容量等均可以通過機身電腦控制。其次噪聲小，旋挖樁機施工的噪聲主要來自機身發動機的聲音，其余部件幾乎沒有摩擦聲，特別適合在市 區或居民區使用。有利于環保，旋挖樁機施工泥漿用量比較少，施工過程中泥漿的主要作用在于增加孔壁的穩定性，甚至在土層穩定性比較好的區域可以使用清水代替泥漿鉆孔施工，大大減少了泥漿的排放，對周圍環境的影響比較小，同時節省了泥漿外運的成本。同條件下，單樁承載力比鉆孔灌注樁高。由于旋挖樁機靠筒底角刃切土成孔，成孔后孔壁比較粗糙，同鉆孔樁比較孔壁幾乎沒有泥漿的“涂抹”作用，成樁后樁體與土體的結合程度比較高，相對而言單樁承載力要高。適用地層廣泛。如果在旋挖樁機施工過程進行相應的技術控制，由于旋挖樁機配置鉆頭的多樣性，旋挖樁機可以適用各種地層，在同一個樁施工過程可以全部由旋挖樁機完成，不需要選用其他機械配合成孔。

3 巖溶發育區旋挖樁的施工控制要點

(1)為防止漏漿過快或造成坍孔，根據地勘資料提前確認頂蓋高程，在擊穿頂蓋前，在頂蓋上方1 m 左右進行片石回填，回填高度 1～2 m，后改用小沖程，漏漿較小時現場及時進行補漿，并回填粘土，提高泥漿比重。溶洞有聯通、漏漿嚴重時 可采用素混凝土填塞，多層溶洞可采用單層或多層鋼護筒跟進的方法進行處理。

(2)塌孔后采用回填片石，回填材料采用5c m-25c m 形狀不規則片石回填塌孔處，待到片石高于淤泥層面2 m 左右稍加穩固后，開始正常工藝施工。

(3)水泥回填防塌孔，加固孔壁。

(4)使用長護筒，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。

4 結論

目前，桂林市場(巖溶發育區)經過幾年市場沉淀和旋挖樁技術發展，大部分已經使用旋挖樁，該樁型具有成孔速度快，垂直度有保證，占地面積小等優點，而且符合房地產開發企業高周轉戰略目標，但是對于一些巖溶發育強烈，地質復雜條件的地區旋挖樁仍然存在一定的技術缺陷，雖然采取了一系列防塌孔措施，例如長護筒，回填片石等措施，但是仍然塌孔嚴重，如果采取旋挖樁加沖孔樁相結合的方式，那么效果會好很多。