研究灰巖地區復雜地質條件對樁基施工的影響及相應措施

【摘要】針對灰巖地區復雜地質條件下的樁基工程，在明確灰巖地區地質特點的基礎上，對灰巖地質可能對樁基施工造成的影響和解決措施進行深入分析，包括持力層、人工挖孔樁、鉆孔灌注樁和沖孔灌注樁，旨在為灰巖地區復雜地質條件下的樁基工程施工提供參考借鑒。

【關鍵詞】灰巖地區;復雜地質條件;樁基施工;施工影響;解決措施

在灰巖地區中，由于它的地質條件較為復雜，發育有土洞、巖溶（包括溶槽、溶洞和溶溝等）、構造帶（包括斷層和裂隙），并且地區中的地下水較為豐富，嚴重時還存在地下暗河通道，所以會對樁基選型及施工造成很大影響，產生質量問題與隱患及安全事故。特別是對于大型建筑物，若對實際的巖土工程條件沒有正確且深入的認識，在實際施工中不僅要對樁型進行多次更換，而且還會產生嚴重的隱患，導致經濟損失，甚至人員傷亡。因此，在實際工作中，應在確定灰巖地區中地質特點的基礎上，對不同樁基類型施工時存在的困難進行分析，然后結合施工條件制定有效的措施，以此保證施工順利完成，并達到預期的施工質量。

1、灰巖地區地質特點

通常情況下，在灰巖地區中，地層主要分成以下幾種：其一，人工填土層;其二，巖層，以灰巖居多，斷層和巖溶較發育，且基巖的表面存在一定程度的溶蝕;其三，殘積層，因灰巖被風化形成，大多處在可塑和流塑的實際狀態，而且與巖石相接觸的部位由于受到水的影響而處在流塑狀態;其四，沖積層，分布有粘土、粉土與砂礫，覆蓋層的厚度相對較大，以第四系全新統沖洪積產物為主[1]。

在灰巖地區中，巖溶發育有一定規律可循，表現為以下幾個方面：其一，從上至下，從強到弱，在基巖的表面可以發現溶槽和溶溝，在淺層發育比較顯著，局部表現為從上至下的串珠，而深層主要是古老溶洞，實際分布相對較少，大多與溶洞相連;其二，淺部填充物相對較多，而深部較少，大多是全部或者是部分填充，局部不填充，填充物主要處在流塑狀態和可塑狀態;其三，構造裂隙較發育，區域地下水的活動較為頻繁。

灰巖地區中，地下水按照具體的存儲情況及介質，可以分成下列幾種類型：其一，存儲于沖洪積層和殘積層中的地下水，其具有很強的滲透性;其二，存儲于下伏溶洞及暗河中的地下水，屬于巖溶裂縫水，水量較為豐富，且具有良好的連通性。

2、灰巖地質對樁基施工可能造成的影響與解決措施

2.1持力層方面

因灰巖地區中的殘積層和沖洪積層都具有良好的滲透性能，所以當孔隙水較為豐富時，無論是土層強度，還是深基坑支護，都會受到很大影響，所采取的降水措施將對周邊建筑造成影響，而且土洞的發育將會影響到土層自身穩定性。基于此，在潛水較為豐富和土洞發育情況下，灰巖地區不可采用天然地基。因巖溶發育，如果樁基處在溶洞頂，則當頂板實際厚度不能滿足設計要求時，會產生質量隱患。對此，在灰巖地區中，應在詳細了解各項資料的前提下，選擇適宜的基礎形式。采用樁基礎時，應做好超前鉆探，確定樁底及其上部巖溶實際發育狀況，樁底標高確定應保證結構安全，對于深基礎所用降水措施，應充分掌了解現場的水文地質條件，同時論證所用降水方案是否可行，在條件允許的情況下，可進行帷幕降水。

2.2人工挖孔樁與鉆孔灌注樁

人工挖孔樁由于能輕松且準確的判斷出持力層，并便于沉渣控制，所以得到了廣泛應用，其施工工藝流程如圖1所示，而將其運用到灰巖地區時，則存在下列困難：

（1）當殘積層和沖洪積層含有孔隙水時，會產生涌水、流砂與流泥，對成孔與護壁造成很大的影響，如果未經處理盲目施工將產生質量隱患，對施工安全造成影響。

（2）裂隙水和巖溶水的存在極易產生涌水[2]。

（3）巖溶中的充填物會對護壁自身穩定性及開挖施工安全造成很大影響。

（4）因地下水具有良好的流通性，所以在澆筑和振搗混凝土的過程中，鉆孔中水量較大，會使混凝土的水灰比產生明顯變化，或導致砂漿大量流失，導致樁身松散或發生離析。

對于鉆孔灌注樁，尤其是大直徑鉆孔樁，不僅工程進度很快，而且基本不會受到地下水的影響，對施工安全有一定保證，其施工工藝流程如圖2所示，但如果在灰巖地區中使用鉆孔樁，則會有以下困難：

（1）地層軟弱，導致塌孔，包括處在流塑和軟塑狀態下的凝泥層與地下水較為豐富的殘積層[3]。

（2）在巖溶中進行施工時，較易產生卡鉆與掉鉆，并且巖溶中的護壁還有很大難度，容易使混凝土產生大量流失。

（3）灰巖由于硬度很大，所以嵌巖和從巖溶頂層穿透的難度都很大。

（4）在實際的鉆進施工過程中，孔洞會沿著基巖面產生傾斜。

（5）孔底沉渣的控制難度較大。

針對以上采用人工挖孔樁和鉆孔灌注樁時存在的困難，可采取以下措施加以處理：

（1）當需要在軟弱層和溶洞中進行施工時，可在成孔時進行跟進套管護壁。

（2）在巖石層中進行鉆進時，應在預鉆孔后實施跟進鉆進，也可直接采用沖孔的方法進行成孔[4]。

（3）在溶溝、溶洞與溶槽當中進行施工時，先預埋塊石，使鉆頭作業面上的強度達到均勻，避免成孔后產生傾斜。

（4）切實加強施工管理，使孔底沉渣的清理達到徹底，避免沉渣對成樁后樁基完整性造成影響，導致斷樁。

圖2? ? 鉆孔灌注樁施工工藝流程

2.3沖孔灌注樁

沖孔樁由于沖擊能力較大和較強的穿透力，可以從巖溶頂板中輕松的穿過，而且基本不會受到地下水的干擾和影響，無論是樁長還是樁徑，都比較靈活，是灰巖地區中比較理想和可行的成樁形式，其施工工藝流程如圖3所示，然而，在施工中也存在一些困難，主要包括以下幾點：

（1）當在軟弱層中進行施工時，泥漿護壁難度相對較大，特別是在巖溶中進行護壁后，容易產生塌孔的現象[5]。

（2）在溶槽與溶溝中進行施工時，容易卡鉆，在巖面上產生傾斜。

（3）沖斗持續沖擊作用將使樁尖部位的持力層發生松動。

（4）孔底沉渣的清理比較困難，會使樁端的承載力下降。

針對以上困難，在施工中應采取以下措施：

（1）在軟弱層和溶洞中進行施工時，可利用套管進行護壁。

（2）在溶槽和溶溝中進行施工時，可通過對塊石的預埋使作業面強度保持均勻，用于防止孔斜與卡沖斗等現象的發生。

（3）在終孔的部位進行輕沖，利用跟進探頭實施孔底清渣，并借助計算機對孔底沉渣情況進行檢查和判斷。

結語：

通過以上分析可知，在灰巖地區中實施基礎方案選擇與施工都有很大的難度，應充分掌握場地內的地質條件與水文地質，對不同的復雜地質條件可能造成的影響開展全面分析，以此選擇適宜的基礎形式，并制定行之有效的施工方法。通過對不同基礎方案的分析和對比，端承樁具有很高的安全性;當降水可以取得成功時，采用人工挖孔樁不僅成樁速度較快，而且經濟合理;如果降水無法取得成功，則可對鉆孔與沖擊樁進行適當的結合，以此保證工程施工的安全性與可靠性。

參考文獻：

[1]葉枝春.巖土工程勘察灰巖地區復雜地質條件對樁基施工的影響及相應措施[J].住宅與房地產，2019，10（15）：201.

[2]劉智，何國亮，韓懷卿.灰巖地區復雜地質條件對樁基施工的影響及相應措施[J].民營科技，2010，12（10）：313.

[3]辜曉燕.巖土工程勘察灰巖地區復雜地質條件對樁基施工的影響及相應措施[J].廣東科技，2010，19（10）：183-184.

[4]許占峰.灰巖地區復雜地質條件對樁基施工的影響及相應措施[J].黑龍江科技信息，2009，12（29）：294.

[5]王洪濤，吳艷玲，劉家幫.淺議灰巖地區地質條件對樁基施工的影響及措施[J].科技信息（學術研究），2008，13（32）：263.

作者簡介：

喻斌（1986-），男，本科，工程師，漢族，籍貫：江西南昌，主要從事工程勘察和地基處理工作。