淺談樁基工程中遇斜巖處理技術(shù)

摘 ?要：遇斜巖后進(jìn)行糾偏處理是樁基工程中的一個(gè)難點(diǎn)，當(dāng)前雖然有很多技術(shù)措施可以用來(lái)處理該問(wèn)題，但其各有特點(diǎn)，需要結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行選擇應(yīng)用。本文在深入研究斜巖成因及各種處理措施特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合擬建柳州市蓮花大道工程論述了改進(jìn)臨近孔外鉆孔法和回填石料重復(fù)沖進(jìn)法在遇斜巖糾偏施工過(guò)程中的施工步驟，希望能夠?yàn)轭愃乒こ添?xiàng)目提供理論指導(dǎo)及工程經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：樁基工程;遇斜巖糾偏處理措施;施工步驟

中圖分類號(hào)：TU473.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ???文章編號(hào)：2096-6903（2019）03-0000-00

樁基工程中最常用的施工技術(shù)是鉆孔灌注樁技術(shù)，這種技術(shù)是公路、橋梁、房屋建設(shè)等各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中的基礎(chǔ)性施工技術(shù)，其具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，在各種復(fù)雜的地形地質(zhì)條件下都能發(fā)揮重要作用。采用鉆孔灌注樁施工技術(shù)處理樁基時(shí)，會(huì)遇到斜巖等特殊情況，斜巖處理是一項(xiàng)公認(rèn)的施工難題，其不僅影響工程進(jìn)度還對(duì)施工安全和質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。因此研究樁基工程鉆孔灌注樁中的遇斜巖處理技術(shù)具有一定的工程價(jià)值。

本文闡述了在擬建柳州市蓮花大道建筑工程項(xiàng)目中，進(jìn)行樁基工程鉆孔灌注樁施工時(shí)遇斜巖后采用改進(jìn)臨近孔外鉆孔法和回填石料重復(fù)沖進(jìn)法進(jìn)行施工的過(guò)程，希望能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁├碚撝笇?dǎo)。

1項(xiàng)目背景

擬建柳州市蓮花大道工程位于柳州市北部，整個(gè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)有橋梁11座，樁基為嵌巖樁，共454根。工程沿線只有少部分地段為較平坦路面及低丘緩坡，大部分地段為陡峻山體和深切沖溝。沿線的基巖巖性為：二疊系下統(tǒng)茅口階（P1m）含泥灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r夾泥巖、泥巖、頁(yè)巖。

2斜巖成因及常用處理措施

斜巖通常是因?yàn)樵跇痘┕み^(guò)程中遇到巖層軟弱不均或巖、土交界面不平整或遇較大孤石而產(chǎn)生的，遇斜巖后，鉆機(jī)無(wú)法平穩(wěn)進(jìn)行鉆進(jìn)，導(dǎo)致孔位偏斜，垂直度偏差超過(guò)規(guī)范要求的1%樁長(zhǎng)，因此出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

在斜巖地層發(fā)生偏孔后，要采用技術(shù)措施進(jìn)行糾偏。斜巖地層偏孔的糾偏方法主要有兩種思路：一是依靠樁錘沖擊消除孔內(nèi)斜巖面，如掃孔、回填石料重復(fù)沖進(jìn)等;二是依靠爆破方法消除孔內(nèi)斜巖面，如密集鉆孔法、水下爆破法等。作者根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，綜合考慮安全性和可操作性，認(rèn)為在工程項(xiàng)目中有以下幾種常用的遇斜巖處理措施。

2.1回填石料重復(fù)沖進(jìn)法

對(duì)于嚴(yán)重偏位的樁孔，且偏孔段較深時(shí)，可采用回填石料重復(fù)沖進(jìn)的方法進(jìn)行糾偏。回填石料一般選用直徑約為0～50cm的石料或粘土，先用小沖程擊實(shí)回填料，在擊實(shí)過(guò)程中注意測(cè)量樁錘進(jìn)深，若進(jìn)深快速增大則表明填料在下陷填充底部空隙或擠進(jìn)孔底軟弱部位，此時(shí)需要補(bǔ)填填料。填料擊實(shí)后則須采用大沖程沖擊，以便將回填的石料與斜巖一同沖碎。重復(fù)上述過(guò)程，直至偏孔已修正為止。

此法宜配合梅花錘使用，適用于巖面傾斜角度較小，以及偏孔位置深度較大的情況。在使用過(guò)程中需要注意及時(shí)更換合金外擴(kuò)錘牙。此法應(yīng)用廣泛，但是工作周期長(zhǎng)，采用不當(dāng)可能會(huì)延長(zhǎng)工期。

2.2回填素混凝土法

這種方法與回填石料重復(fù)沖進(jìn)法類似，只不過(guò)回填的是與巖層強(qiáng)度等級(jí)相近的素混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，重新進(jìn)行鉆孔。素混凝土是針對(duì)鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等而言的，由水泥、砂（細(xì)骨料）、石子（粗骨料）、外加劑等按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。

這種方法對(duì)于遇斜巖地層偏孔的糾偏有一定效果，只是由于原材料的價(jià)格導(dǎo)致造價(jià)比較高，會(huì)抬高工程成本，且周期長(zhǎng)，容易出現(xiàn)塌孔等風(fēng)險(xiǎn)。

2.3密集鉆孔法

采用密集鉆孔法時(shí)，需要準(zhǔn)確測(cè)出偏孔處斜巖的位置、高點(diǎn)及低點(diǎn)的深度等，在孔口搭設(shè)鉆機(jī)（一般采用地質(zhì)鉆）操作平臺(tái)，按預(yù)先布設(shè)好的孔位將斜巖鉆成蜂窩煤狀。孔位應(yīng)布設(shè)在斜巖高點(diǎn)一側(cè)，邊緣鉆孔應(yīng)盡量貼近護(hù)筒邊緣，布孔面積至少應(yīng)占三分之二以上，鉆孔深度應(yīng)為孔內(nèi)斜巖低點(diǎn)處深度。孔距理論上越密集越好，工程實(shí)際應(yīng)用上一般采用8～15cm的凈距。

此法常與回填石料重復(fù)沖進(jìn)法配合使用，在鉆孔完成并破壞了斜巖的整體性后，再回填石料重復(fù)沖進(jìn)以達(dá)到修正偏孔的目的。此法常用于巖面傾斜度較大的場(chǎng)合，但是在偏孔部位深度較大的情況下，鉆孔的效率低，不好控制。

2.4水下爆破

水下爆破適用于任何形式的斜巖，常常是借助于爆破器材（炸藥）的爆炸沖擊力對(duì)周圍斜巖機(jī)械做功，達(dá)到偏斜巖面出現(xiàn)松動(dòng)、粉碎的目的，消除偏斜巖面，保障后續(xù)施工順利進(jìn)行。此種方法，安裝水下爆破導(dǎo)管時(shí)，需要在泥漿下完成，炸藥放置的難度較大，危險(xiǎn)性較高;且爆破后容易擴(kuò)孔或塌孔，引發(fā)施工質(zhì)量問(wèn)題;同時(shí)，采用此種工法審批程序較為嚴(yán)格、現(xiàn)場(chǎng)管控難度大，增加了施工的復(fù)雜性，從而在一定程度上增加了工程成本。

2.5臨近孔外鉆孔法

這種方法主要應(yīng)用在巖面傾斜度較大、孔內(nèi)不適合鉆孔的情況。采用這種方法，一般將鉆孔選在孔外巖面較高一側(cè)，用地質(zhì)鉆機(jī)鉆一排孔，孔眼直徑一般為100-150mm，孔眼間距50cm，鉆孔范圍為超出樁基0-1m范圍內(nèi)，鉆孔深度為鉆至斜巖面較低一側(cè)深1m。可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如圖1所示。利用孔外孔眼破壞斜巖面的整體性，然后再在樁基孔內(nèi)回填石料，重復(fù)沖進(jìn)以達(dá)到修正偏孔的目的。

這種糾偏方法糾偏效果顯著，施工工期、質(zhì)量、造價(jià)、安全性均易于控制，具有良好的工程應(yīng)用價(jià)值。

3本工程項(xiàng)目斜巖處理措施施工步驟

在擬建柳州市蓮花大道工程項(xiàng)目中，由于工程沿線特殊的地形地貌，綜合考慮施工過(guò)程中工期、質(zhì)量、造價(jià)、安全性控制等要求，對(duì)臨近孔外鉆孔法進(jìn)行改進(jìn)后用于對(duì)斜巖樁基進(jìn)行糾偏，并采用回填石料重復(fù)沖進(jìn)法對(duì)樁基進(jìn)行施工。采用這種工法，主要的施工步驟如圖2所示。

3.1確定斜巖面參數(shù)

樁基在施工過(guò)程中對(duì)疑似斜巖存在的樁基經(jīng)詳細(xì)閱讀資料后，初步確定傾斜巖面位置、深度及斜巖方向，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樁基實(shí)際鉆孔資料及巖層形成機(jī)理和巖層分布特點(diǎn)繪制地層布置圖，以確定樁基現(xiàn)場(chǎng)斜巖面狀況。經(jīng)設(shè)計(jì)、監(jiān)理、勘察、施工等各方會(huì)商后，組織力量進(jìn)行選定合適的方案進(jìn)行施工。

3.2選定鉆機(jī)參數(shù)及布孔眼

在施工前，認(rèn)真研究斜巖面各項(xiàng)參數(shù)，按照既定方案選取施工用具，包括各種型號(hào)的鉆機(jī)和鉆具，一般選用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)鉆機(jī)（在軸心壓力作用下的鉆頭用回轉(zhuǎn)方式破壞巖石的鉆進(jìn)），在準(zhǔn)備的過(guò)程中需要核對(duì)好鉆機(jī)和鉆具的型號(hào)、參數(shù)，避免準(zhǔn)備差錯(cuò)。在樁基鉆進(jìn)過(guò)程中，遇到斜巖后，首先需要停止鉆進(jìn)，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在樁孔周圍布孔，利用地質(zhì)鉆機(jī)破壞斜巖面的完整性。

3.3地質(zhì)鉆機(jī)就位

在使用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔之前，根據(jù)確定的施工現(xiàn)場(chǎng)斜巖面參數(shù)及選定的鉆機(jī)及布孔參數(shù)安裝地質(zhì)鉆機(jī)，按照地質(zhì)鉆機(jī)使用說(shuō)明書(shū)以及圖紙對(duì)地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行安裝，并準(zhǔn)確地確定鉆孔中心，確保鉆孔機(jī)性能良好。安裝好鉆孔機(jī)后，需要利用千斤頂對(duì)鉆桿的位置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)鉆桿進(jìn)行精確定位。

3.4鉆進(jìn)至預(yù)定深度后停鉆并移開(kāi)鉆機(jī)

地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔時(shí)，需要牢牢固定好鉆孔機(jī)，不得出現(xiàn)鉆桿晃動(dòng)或不穩(wěn)現(xiàn)象。要根據(jù)鉆孔深度控制好鉆孔機(jī)的速度，一般鉆孔深度在4m以內(nèi)時(shí)，鉆孔機(jī)速度控制在2m/h最佳;鉆孔深度超出4m以后，就要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦蔚刭|(zhì)條件控制鉆孔機(jī)速度，一般控制在3m/h左右。為保持巖心的天然狀態(tài)，要采用沖洗液進(jìn)行沖洗，沖洗液通常為清水。當(dāng)鉆進(jìn)到斜巖層范圍時(shí)，工作人員要對(duì)鉆進(jìn)的壓力進(jìn)行控制，使鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度維持在合理的范圍內(nèi)。

通過(guò)以上操作，可以破壞斜巖面的完整性。此時(shí)，停鉆，并移開(kāi)鉆機(jī)。

3.5樁基孔內(nèi)回填石料并重復(fù)沖進(jìn)

待樁基孔外孔眼鉆進(jìn)工作完成后，在樁基孔內(nèi)回填石料，重復(fù)沖進(jìn)，對(duì)樁孔偏位進(jìn)行糾偏處理，保障下一階段施工的順利進(jìn)行。

3.6注意事項(xiàng)

在進(jìn)行樁基孔外鉆孔的過(guò)程中要始終對(duì)樁基孔進(jìn)行泥漿循環(huán)，保證泥漿比重在規(guī)范允許范圍內(nèi)，避免因泥漿比重過(guò)小造成塌孔現(xiàn)象發(fā)生。

4結(jié)語(yǔ)

在樁基工程中進(jìn)行鉆孔灌注樁技術(shù)施工時(shí)，會(huì)遇到斜巖等特殊情況，對(duì)斜巖處理有多種技術(shù)方法，每種方法都有具體的應(yīng)用條件，并且對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目工期、質(zhì)量、安全、成本的影響都不同。本文分析了斜巖的成因，并總結(jié)了常見(jiàn)的斜巖處理措施。通過(guò)具體的工程項(xiàng)目，即擬建柳州市蓮花大道工程左線3號(hào)橋11#-2樁基在施工過(guò)程中在入巖5m后出現(xiàn)嚴(yán)重偏孔現(xiàn)象，在多次回填石料及素混凝土后仍無(wú)法進(jìn)尺后，選擇改進(jìn)臨近孔外鉆孔法，孔外鉆孔結(jié)束后樁基鉆孔進(jìn)尺趨于正常。

本文對(duì)遇斜巖后的糾偏措施進(jìn)行論述，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)臨近孔外鉆孔法通過(guò)破壞斜巖巖面完整性來(lái)處理斜巖，不僅糾偏效果良好，還保證了工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。希望本文的研究對(duì)類似工程有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭家全.鉆孔灌注樁的施工方法及施工階段質(zhì)量控制[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（4）：112.

收稿日期：2019-06-13

作者簡(jiǎn)介：李棟（1987—），男，山東青島人，本科，工程師，研究方向：道路與橋梁。

Discussion on Inclined Rock Treatment Technology in Pile Foundation Engineering

LI Dong

（China Railway 16th Bureau Group First Engineering Co.， Ltd.， Shunyi Beijing 101300）

Abstract：?Deviation correction after encountering inclined rock is a difficult point in pile foundation engineering. Although there are many technical measures to deal with it， each has its own characteristics and needs to be selected and applied in combination with the actual project. Based on the in-depth study of the origin of slant rock and the characteristics of various treatment measures， this paper discusses the improvement of the method of drilling near the hole and the repeated intrusion of backfilled stone in the process of rectifying the slant rock based on the proposed Liuzhou Road project in Liuzhou The construction steps are expected to provide theoretical guidance for similar engineering projects.

Keywords：pile foundation engineering; deviation-correcting treatment measures for inclined rock; construction steps