巖溶發育區沖擊式成孔灌注樁的施工方法

趙東俠，郝興東

1陜西省寶雞市通達工程建設有限公司（721000） 2陜西省西安市長安大學（721306）

巖溶發育區沖擊式成孔灌注樁的施工方法

趙東俠1，郝興東2

1陜西省寶雞市通達工程建設有限公司（721000） 2陜西省西安市長安大學（721306）

巖溶發育地區的地質結構復雜，對沖擊成孔灌注樁的施工影響較大，因此施工中應當采用合理的施工工藝，并且采取措施充分做好應對溶洞的出現,這樣才能保證施工的順利進行。

沖擊成孔；灌注樁；巖溶地質；施工措施

1 沖孔灌注樁的過程及關鍵工序

1.1 沖擊成孔灌注樁的施工流程

沖擊式成孔灌注樁首先是利用沖擊鉆進的方式擊碎巖層，也就是利用卷揚機的周期性運行將鉆頭提離地面，然后是鉆頭自由落下，在重力的作用下沖擊破碎巖土，這是一種無循環的鉆進方式。具體的施工工序為:放樣→筑島→定線→埋設護筒→沖擊成孔→清孔→埋設鋼籠→放置導管→澆筑→破樁頭→樁檢測,這樣就完成了沖擊成孔灌注樁的施工。

1.2 沖擊成孔的關鍵工序

1.2.1 泥漿的配置質量控制

為了保證成孔的質量和最終成孔的清孔質量,在沖擊成孔中對泥漿的比重和黏度都要進行嚴格的控制。泥漿的配置應當根據具體的工程需求進行調整,在質量的泥漿的作用下即使是長期停工也不會產生沉積物,并且優質的泥漿可以在成孔的孔壁上形成一層黏性較好、密度高、防滲透能力加強的泥層，這層泥層可以防止泥漿向外滲透，這樣就減緩了孔內水的流逝，也可保證孔壁的穩定。

1.2.2 沖擊成孔的質量控制

沖擊成孔是施工中最為重要的環節,因此應從以下幾個方面進行有效的控制:1）鉆機在進入工地前應當進行必要的準備工作檢查，主要是包括了設備的狀況檢查，保證設備狀態良好；鉆機就位后應進行找平，保證穩定；放樣的位置應當與設計相符等等。2）施工中應保證沖錐的鋼絲繩與護筒的中心相重合，誤差應小于2 cm，升降錐頭的時候應當平穩避免與筒壁產生碰撞。3）成孔作業的時候應當連續進行，并做好施工的記錄。對成孔用的泥漿應進行經常性的檢測，在不符合標準的時候應當進行及時的糾正，并注意泥漿的補充，在整體施工中應當降低泥漿的損失，水平面應保證在2 m上下,這是為了防止孔壁的坍塌、埋鉆等事故的發生，保證施工的效果和速度。4）在施工的過程中，以5～8 m為段落進行定期檢測，保證垂直度和直徑標準，密切注意地層的變化，在地層出現變化時應當進行檢查并進行分析，作出判斷后進行記錄并與刨面圖進行核對。同時根據判斷的結論進行成孔的方式，在鉆到液化砂層的時候一定要放緩速度，保證成孔質量。

2 針對巖溶發育區的施工特點及技術方案

2.1 巖溶發育區沖擊成孔的施工特點

沖擊鉆成孔主要是利用鉆頭自身的重量沖擊巖層成孔，但是因為巖溶層的基層巖面凹凸不平，而且石質堅硬，鉆頭的劇烈沖擊經常會在V字型的巖溝卡住,而且沖擊過程中容易形成斜孔，因此通常采用的是“吊打”的方式進行施工。這種短行程高頻率的沖擊工藝很好的解決了卡鉆和斜孔的問題。如一旦出現斜孔則應當在孔內填充石塊和混凝土進行修復，這樣也需要耗費較大的費用。

2.2 巖溶發育區成孔施工中注意的要點

在黏土層中成孔時，沖程1～2 m，加清水或稀泥漿，經常清除沖錘上的泥塊;在砂層中成孔時，沖程1～2 m，泥漿比重控制在1.3～1.5，勤沖、勤掏渣，必要時拋黃泥提高泥漿濃度；在基巖中成孔時，沖程3～4 m，泥漿比重1.3左右，勤掏渣。

開始沖進基巖時，宜采取“吊打”的施工方法，即短沖程、密頻率的低錘密擊沖孔工藝，以免偏斜。如發現樁孔偏斜，應立即回填片石，厚30～50 cm，再繼續沖孔。經常檢查鋼絲繩磨損情況、卡扣松緊程度、轉向裝置是否靈活。以免突然掉錘，同時準備好打撈鉤，既要勤松、少松，又要免打空錘，以備在掉錘時可立即打撈。

為便于打撈，應在沖錘上設打撈環、打撈杠、打撈套。遇到卡錘時，應交替緊繩、松繩，將沖錘慢慢吊起，不得硬提猛拉，必要時可使用打撈鉤等輔助工具助提。清孔時必須及時補充足夠的泥漿，始終保持樁孔中漿面穩定。清孔后泥漿比重應控制在1.15～1.25之間，孔底沉渣厚度小于5 cm。清孔后應立即灌注水下混凝土。

2.3 克服溶洞影響的技術措施

1）輕微的溶蝕地層:對于溶蝕發育比較輕微的地層或者溶洞，但是其內部有填充物，且沒有裂隙發育，施工是不會產生大量的漏漿。可以采用正常的成孔方法進行鉆孔，在砂礫石層鉆孔是可以增加泥漿的密度。鉆穿的溶洞出現漏漿的時候可以增加填石片、黏土擠密填實溶洞,直至漏漿停止。2）一般溶洞層:對溶洞發育明顯且埋深較大，但沒有大的裂縫貫穿的情況，雖然施工不會出現明顯的漏漿，如果采用合理的施工措施可以防止塌孔。通常可以采用長度為3 m的混凝土護筒跟進到巖層中，護筒頂應高出地面30 cm。沖擊至弱風化石灰層1～2 m的時候，應當減小沖程進尺，并且實時觀測泥漿的液面，若發現漏漿應當利用片石、水泥包、黏土包等進行處理，同時補漿，并在鉆進溶洞時增加泥漿密度。3）大型溶洞:對于溶洞發育明顯的地區，容易出現多層溶洞，同時裂隙明顯，施工時漏漿量較大，這種地層上施工應當采用多級的加長護筒，每次填充都需要高出巖層，防止漏漿而塌孔。護筒可以采用現場預制混凝土護筒，保證長度和厚度，用沉樁機械進行下沉直至巖面。在巖面和護筒交接的地方機械能澆筑，封閉護筒和巖層之間的縫隙，混凝土澆筑的厚度保證1～2 m。采用高壓壓漿的方式，保證護筒外圍的空隙緊密，防止護筒偏移。待混凝土達到設計的強度后，再采用常規的溶洞區的施工工藝進行成孔,每次對溶洞頂進行擊穿時應短進尺，并同時回填。

3 應對常見問題的具體技術措施

在施工中會遇到一些常見的故障,可以采用以下方法進行解決:

3.1 護筒邊出現漏水

在鉆孔時如發現護筒邊緣漏水,應首先用木棒進行探查，檢查坍塌的情況,如不嚴重則可以在塌陷的地方用黏土夯實,如嚴重則應當在護筒外增加木板樁，然后利用黏土夯實。

3.2 護筒下沉

在成孔的過程中如發現護筒下沉,這時應當用鉆具將護筒調整往下夯實，然后增加一節護筒，護筒外采用絲袋黏土夯實再鉆進。

3.3 卡管

如果因為井孔不正和鋼筋籠連接不正等容易產生卡管的情況，遇到這種情況的時候應當進行振動，或者采用小型沖擊鉆進行振動，然后拔出導管。

3.4 堵管

在施工中如撤出水栓時由于栓球、栓料膨脹、混凝土坍落度過小等原因會造成堵管的情況。這時應當對導管進行輕微的振動并上下活動，將混凝土能送入孔內，如不奏效則可以拔出導管，并采用筒鉆將孔內的混凝土撈出，并拔出鋼筋籠，從新下鋼筋籠并灌注。

4 結語

綜上,巖溶發育地區的突出特點就是容易誘發漏漿和塌孔，這主要是因為巖溶地層容易形成溶洞和裂縫，因此在施工中除了應當采用合理的成孔工藝外,還應當對可能出現的問題進行提前的準備和增加監控力度,在面對問題的時候應當采用合理的處置措施，進行彌補，并保證施工的質量。這樣才能在巖溶發育地區進行施工的時候避免一些常見問題對灌注樁的影響，以此提高施工的效率。

[1]林少波.巖溶發育區沖擊成孔灌注樁事故防治[J].廣東水利水電,2005,(S1).

[2]何建生.巖溶發育區沖擊成孔灌注樁事故防治[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2009,(06).

[3]楊春輝.巖溶區域沖擊成孔灌注樁的施工技術研究[J].廣東建材,2009,(08).

[4]郭洪強.巖溶發育區地基處理及沖擊成孔灌注樁施工技術[J].山東交通科技,2010,(01).