實(shí)例探析巖溶區(qū)鉆孔灌注樁施工安全質(zhì)量管控

王存福

中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司 山西太原 030000

巖溶地質(zhì)對(duì)基樁的受力狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生較大的不利影響，鉆進(jìn)過(guò)程中，遇到溶洞或裂隙發(fā)育的位置時(shí)，泥漿會(huì)向溶洞或裂隙處泄漏，泥漿泄漏迅速來(lái)不及補(bǔ)給，造成泥漿水頭下降，破壞孔內(nèi)外水壓平衡，從而導(dǎo)致塌孔、擴(kuò)孔、埋鉆，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致地面下沉、樁機(jī)傾覆，影響成樁質(zhì)量，威脅施工人員安全，怎么進(jìn)行安全質(zhì)量管控是巖溶區(qū)鉆孔樁施工的難點(diǎn)，也是確保安全的重點(diǎn)。本文重點(diǎn)針對(duì)溶洞區(qū)樁基成孔過(guò)程安全質(zhì)量控制措施進(jìn)行探析，樁機(jī)就位、安裝鋼筋籠、清孔、灌注混凝土等工序和普通鉆孔樁基本一致，不多做探討。

1 工程概況

廣佛肇高速公路廣州段位于廣州市白云區(qū)，在既有鴉崗大道上高架，上跨廣清高速，下穿武廣高鐵，臨近華南快速路、西江引水管道和地鐵8號(hào)線。根據(jù)鉆探及收集資料成果，巖溶多呈串珠狀，巖溶的埋藏深度變化較大，規(guī)模大小不一，洞高0.15-21.4m，全線遇洞率26.57%。巖溶區(qū)樁基施工極易引起地面塌陷，而造成鉆機(jī)傾倒、鴉崗大道車輛行車安全、華快三期橋墩下沉、武廣高鐵橋墩下沉、西江飲水管管道變形破裂、地鐵8號(hào)線塌陷等安全施工事故[1]。

2 巖溶區(qū)樁基施工難點(diǎn)

巖溶區(qū)的存在極大增加了樁基施工難度，溶洞對(duì)施工的影響主要提現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 漏漿

在鉆孔樁沖擊成孔過(guò)程中，因?yàn)榈叵氯芏磁c暗河或其它溶洞串聯(lián)，造成泥漿迅速流失，水頭高度急劇下降，造成漿液高度下降。

2.2 塌孔

樁機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中，樁基施工進(jìn)入溶洞時(shí)，極易造成漿液的漏失，泥漿的下降帶動(dòng)樁周松散粘土或砂層坍塌，造成塌孔，危及樁機(jī)和施工人員的安全[2]。

2.3 樁基偏孔

樁基偏孔主要由于巖溶區(qū)斜面巖或者樁身范圍內(nèi)地質(zhì)情況不均勻?qū)е聵跺N在進(jìn)尺過(guò)程中偏離中心，造成樁基偏孔。

2.4 卡錘

卡錘的主要原因是對(duì)溶洞分布情況不明確，在鉆到離溶洞頂板很近時(shí)采用高落程沖擊，使鉆頭沖破溶洞頂板巖石，鉆頭傾斜，卡在溶洞頂板巖石不同部位。

2.5 埋錘

埋錘是由塌孔造成的。施工中發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)立即將錘頭提到孔外，如果未及時(shí)提錘，漏漿后塌孔，錘頭便被埋在孔中。

3 安全質(zhì)量控制對(duì)策

3.1 鉆孔前預(yù)注漿處理

根據(jù)地質(zhì)鉆探成果，對(duì)巖溶發(fā)育復(fù)雜，溶洞較大的樁基進(jìn)行預(yù)注漿填充處理，注漿漿液有三種選擇：①純水泥漿,水泥漿配合比為水：水泥=0.8：1.0。②水泥砂漿,以32.5級(jí)水泥為例,配合比采用水：水泥：砂=1：1：0.8。③水泥、水玻璃雙液漿,用于貫通性溶洞且地下滲流較大時(shí),膠凝時(shí)間可以縮短到幾十分鐘,甚至十幾秒鐘,水玻璃的含量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。注入雙液漿后在幾十秒內(nèi)就能完全凝固，這種漿材的結(jié)石率非常高，通常情況下都能全部進(jìn)行轉(zhuǎn)換，促進(jìn)溶洞中砂的板結(jié)，對(duì)于溶洞中的填充物可以起到加固作用，填充多余的溶洞空間，增強(qiáng)整體土體強(qiáng)度，可以有效避免樁基施工時(shí)泥漿流失、塌孔等現(xiàn)象。

3.2 鉆進(jìn)過(guò)程鋼護(hù)簡(jiǎn)跟進(jìn)

如果進(jìn)行施工的溶洞較大且有嚴(yán)重漏水或者連接暗河的情況時(shí)，就可以采用鋼護(hù)簡(jiǎn)跟進(jìn)法。這種方法是指一面進(jìn)行沖孔，另一面進(jìn)行接高護(hù)簡(jiǎn)，然后通過(guò)振動(dòng)的方式讓它下沉到溶洞內(nèi)或者已經(jīng)鉆成的孔內(nèi)，這樣能夠?qū)⑺牧鲃?dòng)和溶洞內(nèi)填充物進(jìn)行阻隔開(kāi)，防止泥漿快速流失，造成坍塌。

3.3 漏漿時(shí)填充粘土和片石法

鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)漏漿等情況，可以采用填充黏土和片石的方法進(jìn)行回填。這種就地取材的方法十分便捷，能夠很大程度的節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行鉆孔時(shí)，用粘土和片石進(jìn)行回填可以避免泥漿的流失，如果溶洞比較大的時(shí)候還可以在里面加入部分水泥，使其能夠更加密實(shí)，回填完成后再注入泥漿，然后通過(guò)用鉆頭沖擊的方法來(lái)使片石和粘土擠到溶洞內(nèi)部[3]。

3.4 樁基偏孔措施

樁基偏孔是造成樁基質(zhì)量問(wèn)題的主要原因之一，一般選擇以下2種方式進(jìn)行糾偏。

（1）填拋片石，遇到偏孔時(shí)，往孔內(nèi)拋入片石，拋入量比石質(zhì)巖面高0.5m左右，然后繼續(xù)沖孔，采用低錘快擊方式使拋入片石填入石質(zhì)面較低的一側(cè)，形成緊致平整面，調(diào)整垂直度，正常進(jìn)行沖孔即可。

（2）灌注混凝土，重復(fù)拋填片石后，鉆孔不能正常進(jìn)尺，有可能是片石強(qiáng)度達(dá)不到巖層強(qiáng)度，仍然形成偏孔。可以考慮灌注混凝土，使整個(gè)巖層形成一個(gè)整體。

3.5 卡錘、埋錘處置措施

（1）發(fā)生卡錘事故后，不宜強(qiáng)提鉆頭，免得造成機(jī)械、鋼絲繩損壞，導(dǎo)致錘頭掉落。錘頭可以上下活動(dòng)時(shí)，利用鉆機(jī)上下提動(dòng)錘頭，并使用撬棍撥動(dòng)鋼絲繩使錘頭旋轉(zhuǎn)，重復(fù)多次，直至提出錘頭。

（2）埋錘一般是由于塌孔造成的，施工中發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)立即將鉆頭提到孔外,如果未及時(shí)提鉆,漏漿后塌孔,鉆頭便被埋在孔中，可以采取人工挖空和機(jī)械錘擊的方式進(jìn)行處理。

4 結(jié)語(yǔ)

巖溶多發(fā)區(qū)域橋梁樁基施工比較困難，如何能做好安全質(zhì)量有效管控顯得尤為重要。本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何在巖溶區(qū)進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，保證安全質(zhì)量做了初步探析，希望在同類的工程施工中提供參考。