巖溶地區(qū)建筑樁基施工問題與應(yīng)對策略

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摘要：為解決傳統(tǒng)巖溶地區(qū)建筑樁基施工質(zhì)量差的問題，分析巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在的問題，其中常見的包括：漏漿、塌孔、成孔過程中遇孤石造成下鉆困難及偏孔，在此基礎(chǔ)上提出巖溶地區(qū)建筑樁基施工問題的應(yīng)對策略，在保證樁基施工符合設(shè)計(jì)要求，通過多種技術(shù)措施解決巖溶地區(qū)建筑樁基易塌孔、偏孔等等問題，進(jìn)而提高巖溶地區(qū)建筑樁基施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；建筑樁基；成樁措施

引言

建筑樁基施工作為工程施工中的重要部分，其建筑樁基施工質(zhì)量能夠直接決定整體工程的施工質(zhì)量[1]。根據(jù)建筑物布局，本工程樁基分為主樓承壓樁490根，地下室部分抗浮樁370根，樁型為現(xiàn)澆灌注樁，樁徑均為900mm。根據(jù)設(shè)計(jì)要求主樓樁單樁抗壓承載力不小于5500KN，樁端應(yīng)進(jìn)入中風(fēng)化石灰?guī)r層1d以上；地下室樁單樁抗拔承載力不小于800KN，有效樁扣除樁身范圍內(nèi)的土溶洞后應(yīng)大于15m，并進(jìn)行樁端后注漿處理。根據(jù)地勘報(bào)告探明的地質(zhì)情況：場地內(nèi)遍布小型溶洞，局部存在大型溶洞，破碎中風(fēng)化石灰?guī)r分布廣泛，上部砂卵石層厚度較大?；趲r溶地區(qū)的地質(zhì)特征，很容易在施工過程中出現(xiàn)滲漏問題，導(dǎo)致巖溶地區(qū)建筑樁基施工具有很高的難度系數(shù)。為此，本文提出巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在的問題與應(yīng)對策略研究，通過分析巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在的問題，并提出相對的應(yīng)對策略，致力于從根本上提高巖溶地區(qū)建筑樁基施工質(zhì)量。

1巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在的問題

本次工程區(qū)域建設(shè)用地面積2.4萬m2，根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果表明：上部為由粉質(zhì)粘土，砂卵石組成，中部分布為粉質(zhì)粘土，石灰?guī)r屬可溶性巖，巖體裂隙發(fā)育，成為地下水的良好通道。根據(jù)地質(zhì)勘察，設(shè)計(jì)擬定的樁端持力層中風(fēng)化石灰?guī)r層埋深18.10~53.40m不等，起伏大，地質(zhì)條件復(fù)雜。巖溶地區(qū)建筑樁基施工原理是利用鉆頭設(shè)備進(jìn)行沖擊破巖，并將泥漿、清水或壓氣形成正循環(huán)，在循環(huán)過程中將破碎的巖石碎屑從孔內(nèi)排除，從而達(dá)到對大口徑井清洗和護(hù)壁的作用。雖然當(dāng)前這項(xiàng)施工技術(shù)具有安全作業(yè)的優(yōu)勢，但若在施工過程中相應(yīng)的設(shè)備、工藝、管理等方面存在問題，也會造成安全事故問題的發(fā)生，輕則會影響整個工程施工后的質(zhì)量，重則會造成整個工程出現(xiàn)嚴(yán)重的地基不穩(wěn)，使整個工程出現(xiàn)人員傷亡和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。為保證承載力要求，避免承樁下沉塌陷，施工前對主樓490根端承樁全部進(jìn)行一樁一孔勘察，探明樁身范圍內(nèi)的土洞、溶洞分布情況，特別是樁端下部5～8m范圍內(nèi)是否存在溶洞，確保樁端下部巖層具備足夠承載力。在實(shí)際施工中采用沖擊鉆機(jī)和旋挖鉆樁兩種機(jī)械成孔方式。遇到的主要問題有漏漿、塌孔、成孔過程中遇孤石造成下鉆困難及偏孔等問題：⑴因本項(xiàng)目上部砂卵石層較后，因砂卵石可塑性低、透水性強(qiáng)的特點(diǎn)，施工的成孔過程中時常發(fā)生漏漿，漏漿嚴(yán)重時形成塌孔，造成材料浪費(fèi)、機(jī)械損傷、工期延誤等，因此發(fā)生漏漿初期及時采取措施制止漏漿繼續(xù)發(fā)生，保持護(hù)壁漿體高度不下降以維持漿體對孔壁的壓力尤為關(guān)鍵；⑵巖土交界面易形成和發(fā)育土洞，在樁孔的位置存在土洞，成孔時鉆頭的沖擊極易破壞土洞穹頂穩(wěn)定，產(chǎn)生塌陷，嚴(yán)重時形成地面塌陷，造成人員機(jī)械損失傷亡，因此樁孔下部存在較大土洞時應(yīng)先行處理后再進(jìn)行成孔施工；⑶土層中局部殘留粒徑較大的巖石，造成鉆頭下鉆困難，特別是巖石位于樁孔一側(cè)時，易造成沖擊鉆機(jī)的鉆頭偏移，造成偏孔影響樁身質(zhì)量，嚴(yán)重時鋼筋籠無法下放至底部，無法成樁；⑷根據(jù)設(shè)計(jì)的單樁承載力要求，當(dāng)作為樁端持力層的石灰?guī)r層5~8m范圍內(nèi)的存在溶洞的，應(yīng)繼續(xù)向下成孔，樁身應(yīng)穿過溶洞方可終孔，但穿溶洞的成孔過程中易出現(xiàn)卡錘、掉鉆等情況。

2巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在問題的應(yīng)對策略

針對上述巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在的問題，本文提出相應(yīng)的應(yīng)對策略，進(jìn)而解決巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在問題。⑴成孔過程中較容易出現(xiàn)的漏漿問題，發(fā)生初期根據(jù)樁孔內(nèi)護(hù)壁漿體下降的情況，迅速往樁孔內(nèi)回填黃土、袋裝水泥等材料，提高護(hù)壁漿體的濃度，控制漏漿的速度；若護(hù)壁漿體下降速度較快時，可配合回填塊料毛石、片石等材料；若是漏漿無法制止時，可回填的泥漿中摻入重鈣粉、硅酸鈉溶液(稱水玻璃)等固結(jié)材料；待漏漿緩解后，應(yīng)不間斷補(bǔ)漿，保證漿體的護(hù)壁高度，同時應(yīng)靜止8~12h以上，待樁孔壁固結(jié)穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。⑵針對施工樁身范圍內(nèi)存在的土洞，首先應(yīng)根據(jù)地勘報(bào)告判斷土洞類型為填充型土洞還是空土洞或半填充型土洞以及土洞的高度。為防止漏漿，空土洞或半填充型土洞一般需進(jìn)行處理后再施工，常規(guī)的土洞處理辦法有挖填、灌砂或混凝土、高壓旋噴注漿、注漿處理等，對于土洞埋深較淺的，也可下放鋼護(hù)筒穿過土洞。⑶成孔過程中遇到粒徑較大的巖石，特別是卵石，因巖石硬度大，造成下鉆困難，可加大沖擊鉆機(jī)提升行程以提高沖擊力，并更換鈍角尖頭鉆頭，先將巖石沖擊破碎后再按常規(guī)方法施工；當(dāng)巖石位于樁孔一側(cè)時造成偏孔無法垂直下鉆石，可回填C40以上高標(biāo)號混凝土及花崗巖等高硬度塊石，將孤石包裹并將孤石部位的樁孔填充平整，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再行成孔施工。⑷穿溶洞施工時，也需根據(jù)勘察報(bào)告判定溶洞內(nèi)的填充情況，若為空洞或半填充溶洞時先進(jìn)行注漿填充處理，成孔過程中應(yīng)嚴(yán)格控制沖擊鉆機(jī)提升行程，避免提升行程過快過長導(dǎo)致鉆探上部碰撞溶洞頂部導(dǎo)致卡錘，甚至掉鉆。⑸因砂卵石層可塑性低、透水性強(qiáng)，在穿此層成孔施工時，可采用加長鋼護(hù)筒下放成孔跟進(jìn)穿過砂卵石層的方式解決漏漿、塌孔的問題，因砂卵石分布普遍位于較上的土層，也便于鋼護(hù)筒的拔出回收。⑹在同一地質(zhì)情況場地施工過程可先易后難，遇多次漏漿塌孔的樁孔，可回填不做處理，先行施工周邊樁孔，待周邊樁孔完成后再施工此樁孔，大多數(shù)樁孔的漏漿塌孔情況會大大改善；若遇土洞、溶洞特別發(fā)育的區(qū)域，大部分樁位均無法成孔時，可在此區(qū)域場地內(nèi)呈梅花狀布置注漿孔，采用鉆機(jī)成孔下放注漿管進(jìn)行注漿處理固結(jié)土層及填充孔隙后再成孔施工，但此方式耗時較長，且注漿量不易控制，經(jīng)濟(jì)性較差應(yīng)慎重采用。⑺采用泥漿護(hù)壁灌注樁混凝土澆筑時均應(yīng)采用導(dǎo)管水下灌注，樁身的混凝土需采用水下混凝土。灌注混凝土之前，必須嚴(yán)格進(jìn)行孔底清渣工序?？椎壮猎穸葢?yīng)符合設(shè)計(jì)要求，一般端承樁≤50mm、摩擦樁≤100mm；⑻樁施工后，需根據(jù)檢測規(guī)范要求進(jìn)行豎向承載力靜載試驗(yàn)檢測，檢驗(yàn)的樁數(shù)≥總樁數(shù)的1%且應(yīng)≥3根?？拱螛稇?yīng)進(jìn)行單樁豎向抗拔檢測，檢測的樁數(shù)≥1％的總抗拔樁數(shù)且≥3根。以中風(fēng)化石灰?guī)r層為持力層的嵌巖樁，施工后采用鉆孔抽芯法或聲波投射法檢測的樁身的完整性，檢測數(shù)量應(yīng)≥總樁數(shù)的10%，且應(yīng)≥10根；對于非嵌巖樁，應(yīng)分別用鉆芯法或聲波透射法、低應(yīng)變對工程樁進(jìn)行樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。

3嚴(yán)格遵守建筑樁基施工圖紙及勘察報(bào)告施工

在巖溶地區(qū)建筑樁基施工過程中，基于在設(shè)計(jì)建筑樁基施工圖紙時已經(jīng)充分考慮了巖溶地區(qū)的特質(zhì)特點(diǎn)，因此，在巖溶地區(qū)建筑樁基施工中，必須嚴(yán)格遵守建筑樁基施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，施工注意要點(diǎn)包括：施工前應(yīng)認(rèn)真、仔細(xì)閱讀建筑樁基施工圖設(shè)計(jì)說明，著重關(guān)注其中的施工注意事項(xiàng)內(nèi)容，及其他圖紙中的文字注明。勘察報(bào)告是指導(dǎo)樁基施工的重要基礎(chǔ)資料，剖面圖詳細(xì)體現(xiàn)了施工區(qū)域的土層、巖層分布情況，厚度等（如圖1所示），單樁單孔的柱狀圖明確體現(xiàn)了各樁樁身范圍內(nèi)的各種地質(zhì)情況及是否存在土洞、溶洞等信息，因此施工前應(yīng)認(rèn)真熟悉，根據(jù)地質(zhì)情況采取針對性的施工措施，確保順利成孔成樁。結(jié)語通過巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在的問題與應(yīng)對策略研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統(tǒng)巖溶地區(qū)建筑樁基施工中存在的問題。由此可見，本文提出的應(yīng)對策略是具有現(xiàn)實(shí)意義的，能夠指導(dǎo)巖溶地區(qū)建筑樁基施工方法優(yōu)化。在后期的發(fā)展中，應(yīng)注意本文所提策略在巖溶地區(qū)建筑樁基施工中的應(yīng)用力度。目前來看，針對巖溶地區(qū)建筑樁基施工存在的問題與應(yīng)對策略研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進(jìn)一步對巖溶地區(qū)建筑樁基施工方法的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出深入研究，為提高巖溶地區(qū)建筑樁基施工質(zhì)量提供建議。

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作者：王嘉威 單位：龍巖市安居住宅建設(shè)有限公司