論旋挖成孔在巖溶地基中的應用

王海軍

貴州江源建筑設計有限公司

1 工程概況

烏當區(qū)馬家灣公租房項目2#樓～5#樓結(jié)構(gòu)形式為框支剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，擬采用基礎形式為樁基礎或獨立基礎。擬建場地地形地貌相對簡單，但下伏基巖為可溶性碳酸鹽巖，存在巖溶發(fā)育不良地質(zhì)作用，故為二級場地。場地內(nèi)巖土種類多，性質(zhì)變化較大，地基復雜程度為一級地基，巖土工程勘察等級為甲級。

2 巖土工程勘察情況與施工選型

經(jīng)鉆探揭露，場地下伏基巖地層為三疊系安順組二段淺灰色泥質(zhì)白云巖和三疊系安順組一段淺灰色白云巖。由于局部區(qū)域受節(jié)理裂隙發(fā)育及地表水的作用，致使部分巖石被溶蝕，形成豎向的裂隙。經(jīng)統(tǒng)計本次完成的387 個鉆孔中31 個鉆孔遇溶洞，見洞隙率8.0%，相鄰柱基之間基巖起伏面相對高差2m～5m，根據(jù)GB 50007—2011《建筑地基基礎設計規(guī)范》表6.6.2 及DBJ52/T 046—2018《貴州建筑巖土工程技術規(guī)范》劃分場地巖溶條件為中等發(fā)育。擬建場地基巖裂隙水富水性總體上較弱，屬弱透水層，通過鉆探孔進行簡易水文觀測，鉆探深度范圍內(nèi)未見地下水，場區(qū)地下水埋藏較深。地下水位埋藏較深，對工程影響較小。其中，由于2#樓建設區(qū)域巖溶較發(fā)育，建議采用樁基礎。

圖1 2#樓巖土工程勘察剖面圖

圖2 旋挖成孔灌注樁施工示意圖

根據(jù)現(xiàn)場施工條件和工期計劃等綜合考慮，選用旋挖成孔灌注樁施工技術。下面就2#樓旋挖成孔在巖溶地基中的施工應用進行探討。

3 旋挖成孔在巖溶地基施工中的質(zhì)量控制措施要點

3.1 樁位控制

施工時，樁位伴隨偏移的因素有：測量者進行定位測量的時候伴隨錯誤；旋挖機伴隨不當?shù)牟僮?；未能準確的定位鋼筋籠或者澆筑的時候伴隨偏移。要想預防樁位偏移，可以采取的措施是：（1）結(jié)合樁位做好護筒的預埋，埋設工作要穩(wěn)定且準確，同時要處于垂直狀態(tài)。（2）在護筒的上方進行溢漿孔（1～2個）的開設。（3）為做好圓礫層塌孔的預防和混凝土超量的相關控制，埋設護筒的時候，需要：黏土中高于1m，沙土中高于2m；如果遇到圓礫層，則要實施全部穿越；就旋挖樁而言，如果遇到大于2m溶洞的時候，無法填充護壁泥漿，則可選擇10mm 的厚壁筒作為護壁進行施工的跟進，根據(jù)實際樁徑挑選鉆孔徑，以后者比前者大二十公分為佳，跟進過程中，護筒直到樁底持力層1m，之后選擇設計樁徑鉆頭進行施工一直到樁底標高（設計）。（4）就護筒周圍而言，要采用黏性土由下及上的進行搗實填滿工作。

3.2 孔底沉渣厚度控制

（1）挑選清孔策略的時候，要結(jié)合設備實際、鉆孔方法以及具體的設計和地層概況進行選擇，清孔辦法有多種，一種為掏渣法，一種為換漿法，一種為抽漿法，一種為噴射法。（2）做好清孔時間的嚴格控制，樁成孔以后，在鋼筋籠吊放以前和導管陳放之前，孔內(nèi)的原土泥漿懸浮，時間相對較長時，沉渣就會沉積到孔底，若沉淀太多就很難在混凝土的沖擊下進行反起，最終發(fā)展為永久性沉渣，對樁基工程的質(zhì)量有著很大影響。（3）做好清孔泥漿指標的嚴格控制，在清孔的時候，泥漿密度大多數(shù)情況下小于鉆孔泥漿的密度，但泥漿有著過小的黏度和密度，則會對孔壁的穩(wěn)定造成影響，進而減弱清孔的成效。（4）利用高效的固孔策略。結(jié)合現(xiàn)場實際和規(guī)定做好護筒的設置，施工的時候，保護好護筒，預防碰撞或者因為振動使得孔口伴隨坍塌。挑選合理的鉆孔和清孔機具。如果樁孔土層太過松軟，容易坍塌，則盡可能的不要選擇具有較大振動、較低負壓的施工機具以及工藝方法，拆卸鉆具以及安裝導管的時候，盡量不要碰撞孔壁；挑選科學的鉆孔泥漿指標，使得孔壁可以形成實效相對較高的泥皮保護層。如果土層易坍塌、松散，可以進行護筒的適度深埋，做好回填土的密實。（5）二次清孔結(jié)束以后，要徹底的進行清孔，此項工作可以利用優(yōu)質(zhì)泥漿，將泥漿的黏度和密度控制好，不能直接利用清水進行置換，鋼筋垂直緩緩放入孔中。首批混凝土進行灌注以前，要進行孔底沉渣層厚度的再次探測，如果超出了規(guī)定的需求，就要灌注混凝土以前通過導管做再一次的清洗工作，一直到符合標準，當不論是沉渣的厚度還是孔口的返漿密度都符合標準以后，要在第一時間針對水下混凝土做相應的灌注。澆筑的時候要切忌鉆具碰到孔壁，從而伴隨坍孔，這也會使得第二次的清孔工作面臨較大難題，有時，可能二次清孔通過了也不能預防塌落的沉渣，清除的時候只能采用高壓注漿法。

3.3 全套管管內(nèi)取土（巖）成孔控制

全套管管內(nèi)取土（巖）成孔灌注樁施工應不間斷地一次完成，不得無故停鉆。成孔完畢后的工序應連續(xù)施工，成孔完畢至灌注混凝土的間隔時間不宜超過24小時。在鋼外套管內(nèi)挖掘土層時，遇到堅硬土和巖石時，嚴禁用錘式抓斗沖擊，應用沖錘（錐）或鑿巖機具將硬層有效破碎，再繼續(xù)掘進?；炷凉嘧r應一邊灌注混凝土一邊拔鋼外套管，應始終確?；炷粮叱鲣撏馓坠艿锥瞬恍∮?m。逐節(jié)拔出并拆除鋼外套管，將鋼外套管全部取盡。

4 旋挖成孔在巖溶地基施工中遇溶洞的處理措施

如果發(fā)現(xiàn)存在溶洞，結(jié)合施工勘察，將溶洞位置明確出來，接著結(jié)合溶洞洞況和洞中的具體充填物，針對溶洞采取針對性的處理策略：①旋挖樁遇溶洞高小于兩米并且溶洞中有穩(wěn)定的充填物（諸如黏土等）時，利用當前的施工工藝，可以選擇泥漿護壁法，也可以選擇干成孔法，當成孔以后，填充物選擇素混凝土，強度等級同樁身的混凝土。②旋挖樁遇溶洞高小于兩米，溶洞中沒有填充物或者有類似圓礫層的不穩(wěn)定填充物，利用當前的泥漿護壁法難以達到施工標準的時候，為了確保工期，重視樁基礎質(zhì)量，待成孔以后采用同樁身混凝土強度等級的素混凝土進行溶洞填充，一次性灌注成樁。③根據(jù)巖土工程勘察情況，若遇單個溶洞高度大于兩米的一個或多個溶洞時，其混凝土填充溶洞的用量無法預估，為防止混凝土流失而無法成樁，有效控制混凝土充盈系數(shù)，應采用全套管管內(nèi)取土（巖）成孔。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和技術水平的提高，基礎建設得到了蓬勃的發(fā)展，在建設工程施工質(zhì)量控制管理中，要全面結(jié)合施工特點，科學選擇施工技術方案，充分重視施工技術應用管理工作。只有做好建設工程的施工質(zhì)量控制，尤其是在包括巖溶地基旋挖成孔施工在內(nèi)的各項施工技術管理工作中打下堅實的基礎，才能推進我國工程建設向更好、更高層次的方向發(fā)展。