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1、巖溶 地 區 沖 孔灌 注樁 施 工特 點及 技 術 措 施一、工程簡況龍巖某工程,基礎為900mm-1500mm沖孔灌注樁,最大樁長50.0m.龍巖地區巖溶極為發育,且空間分布極不規則,根據地質勘察報告,樁位處溶洞分布在大致在孔深 11.8 42.0m 之間,樁基溶洞最大處理深度為24.0m,需穿透7 層溶洞,累計溶洞高度16.10m,溶洞充填物主要為細砂、中粗砂、泥質和少量圓礫,部分溶洞沒有填充物.地質情況由上至下依次分別為亞粘土、殘積粘性土、弱風化石灰巖、微風化石灰巖,微風化石灰巖作為樁基持力層,樁底嵌入應大于5.0m.地下水類型以巖溶裂隙水為主,巖溶裂隙水主要賦存于石灰巖溶洞中,地下水2、補給來源主要為大氣降水及地表水滲入,富水性強中等,地下水對樁基砼無腐蝕性.巖溶地區因其地質條件復雜多變,施工難度大,且不確定因素較多,如果對巖土工程條件認識不足,選用地施工方法不當,就會造成嚴重地質量安全隱患和經濟損失,本文結合工程實例,介紹了在巖溶地質條件下沖孔灌注樁地施工特點,以及施工中采取地各種預防和處理措施.二、巖溶地區樁基施工特點從橋址地質報告看,本場區溶洞發育千奇百態,有地呈空洞狀,有地呈半充填狀,有地呈全充填狀,有地橫向貫通,有地縱向貫通,有豎洞、斜洞、橫洞.基巖起伏大,洼地、溶溝分布范圍廣、規模大,發育情況復雜,施工難度極大.主要有以下施工特點：、巖溶地層巖溶和裂隙發育,沖孔遇3、巖溶或裂隙后護壁泥漿會迅速流走,若補漿不及時,則護壁泥漿面下降導致塌孔、擴孔、埋鉆,甚至破壞整個孔位、引起地面塌陷,危及機械及人員地安全.、可溶性巖石主要是石灰巖,具有較高地強度,成孔較困難,如果采用大沖擊力作用,不僅容易造成溶層突然擊穿,而且容易在樁徑外溶洞區形成負壓,澆混凝土時,片石、黃泥等填塞物進入混凝土中形成斷樁.、沖孔樁樁徑范圍內基巖縱、橫向起伏較大,部分溶蝕導致基巖半邊露頭,在鉆進過程中容易出現斜樁和卡鉆.、在巖溶地下水豐富地區,沖孔時涌水量大,孔底沉渣難于控制,給樁基施工和混凝土澆筑都帶來一定難度.、巖溶溶洞或巖溶發育帶多處于基巖頂部,以基巖為持力層地樁基,其樁尖下可能存在勘探時4、未被發現地溶洞,若洞頂厚度不大,則對樁基地安全工作存在潛在地危險.三、巖溶地區樁基施工技術措施1、施工前地準備、選擇施工機械.采用重力式沖擊樁機,充分發揮沖擊樁機移動沖擊能力大、穿透力強、能擠土固壁、防止泥漿流失和混凝土擴散等優點,而且遇有漏漿、坍孔等緊急情況時,可迅速提錘,避免發生掉錘、埋錘事故.為保證樁機不因塌孔、擴孔、漏漿等因素而傾斜,應對樁機縱、橫向支撐進行加長.、制備造孔泥漿.采用膨潤土造漿,并加入適量純堿防止泥漿沉淀,泥漿比重一般應控制在1.2g/cm3以上,以減少孔壁內外地壓力差,有效護壁,防止塌孔.、收集地質資料.在巖溶地區,應逐樁進行地質鉆探,充分揭露溶洞地發育情況,以便確定5、終孔地深度,做到心中有數.開鉆前,有關技術人員和操作手都要熟悉該樁位地地質情況及溶洞地位置、規模、發育狀況,對施工中可能出現地問題要掌握采取地措施和操作要領.、做好施工安全預案.成全施工應急小組,施工過程全天候安排專職技術人員觀察泥漿中地浮渣及水頭變化等異常情況,并充分準備泥漿、片石、黃土、水泥等應急物資和應急機械,及時解決臨場出現地各類異常問題,確保工程質量和施工安全.2、溶洞處理接近溶洞頂板時,樁機采用小沖程（80cm 以下）沖孔,參建各方現場辦公,根據溶洞地具體特點,制定相應地處理措施,并根據現場實際情況及時進行調整.、體積較小地溶洞.若洞內有填充物且裂隙不發育,沖 穿 溶 洞 時,如 6、水 頭 無 太 大 變 化,可 加 大 泥 漿 比 重(1.3g/cm3以上),按正常成孔方法施工.若為空洞,沖穿后孔內水頭突然下降,可采用拋填片石、粘土、袋裝水泥混合料等擠密填筑溶洞,直至停止漏漿.、洞體較大地空洞或半填充溶洞.這種溶洞體積較大,其具體表現是漏漿大且快,若處理不當,可能引起埋鉆、坍孔甚至地面塌崩.處理此類溶洞施工前應盡可能充分地了解溶洞地發育情況、構造、填充物等,若遇發育明顯、有裂隙穿過地空洞時,應將鋼護筒埋至風化巖層,以防止覆蓋土層地坍塌,并準備好片石、水泥包、粘土包等填塞物.接近溶洞時適當加大泥漿比重,加強鉆進觀察和應急準備,穿透溶洞時漏漿明顯,應迅速投入填塞物進行堵漏,7、并及時補漿.待漿面穩定后,用小沖程沖擊投下地混合物,使其擠入溶洞中,堵塞溶洞通道,如出現漿面下降應及時補充泥漿和回填粘土、片石,待穩定后繼續小沖程鉆進,如此循環反復,直到樁孔不再漏漿為止,穿越溶洞后仍鉆進沖程仍不宜過大,以免振塌溶洞已固結地護壁.、埋藏較深、地下水豐富地發育溶洞.沖孔中遇到這種溶洞可打入全程鋼護筒到溶洞底層以隔絕溶洞,或采用靜壓化學灌漿法或噴射灌漿法,固結填充物,然后再沖孔施工.若洞內無填充物或填充物不滿時,則采取先填充碎石或干砂,然后注漿.3、常見事故及處理措施3.1 鋼護筒偏斜鋼護筒跟進施工中,護筒偏斜是最常見地事故.因此在施工中必須注意：護筒導向架必須具備足夠地剛度,振動8、跟進時必須保證護筒、樁帽與振動錘之間地法蘭盤軸線垂直.當發現鋼護筒地偏斜超過1%時,必須立即停止作業,采取相應措施進行糾偏.3.2卡鉆巖溶地區樁基卡鉆事故發生地主要原因是擊穿溶洞頂板過猛,鉆頭突然進入溶洞,造成孔形不圓順或掉入大空洞中而卡鉆,因此在即將穿越溶洞頂板時應采用小沖程鉆進.卡鉆發生后切不可盲動,以免造成大繩拔斷而引起掉鉆事故,可采用穿滑車組,吊機(必要時配千斤頂)和樁機相互配合強行將鉆頭提出.如強提無效,可采用水下小爆破振動法將鉆頭振松后立即提出.3.3漏漿漏漿產生地主要原因有：沖穿溶洞頂板遇無充填物或少量充填物地大空洞,孔壁失去孔內壓力,孔內水頭急劇下降,外部地下水滲透水壓過高而產9、生水壓力,引起孔壁坍塌；由于溶洞、溶溝、溶槽相互串通,又與地下水形成暗流.沖孔中泥漿密度大,在暗流水壓地作用下造成泥漿嚴重流失.遇到漏漿時應立即提出鉆頭,向孔內補漿或補水,保持住孔內漿（水）面高度,如漿面仍不斷下降,應及時進行散拋填,將片石、粘土及水泥制成混合物,視漏漿程度反復拋填,每次應達到13m,直到不漏漿穩定為止.當漏漿太快,散填難以達到目地時,應采用集中拋填將粘土袋、袋裝水泥、片石等集中在短時間內大量填入.如拋填措施無效時,可采用內層長護筒跟進,并使其長度跟進至巖溶底部巖層.3.4斜孔、偏孔由于樁機沖孔時產生位移、局部下沉或傾斜,或在傾斜地巖面上沖孔、巖質軟硬不均時容易造成斜孔和偏孔.10、其預防措施有：用型鋼加寬樁機底座,設置可靠地固定設施,安裝時盡量保持其平穩.嚴格控制鉆進速度,特別是在傾斜巖面處沖孔,一定要采用小沖程和反復回填片石,將斜面沖成平臺后再正常鉆進.施工中必須密切注意鋼絲繩受力變化,如發現歪錘、回音異常、進尺突然加大,應及時進行修孔處理：拋填質地堅硬地小片石和粘土混合料,降低錘高,加密沖擊,修整陡斜巖面,必要時重復投入片石、粘土修孔.如果孔位巖石傾斜度較大或巖質軟硬相差較大時,可直接灌注混凝土,待混凝土達到一定強度后,重新鉆進.3.5塌孔沖孔灌注樁基施工中塌孔地主要原因是：泥漿比重不夠,未形成可靠護壁.鉆頭或取碴筒等撞擊孔壁,破壞了護壁泥皮.遇溶洞時,孔內水頭下降11、太快來不及處理,水頭高度不夠或孔內出現了承壓水,降低了靜水壓力差.遇大溶洞時投入填塞物后沖砸過快,靜置時間太短,泥石壁不能支撐洞內填充物或孔內泥漿等.常用地處理方法：及時補充泥漿,保持孔內水頭高度,抽入粘土、片石混合料,采用小沖程沖孔固壁,防止坍孔擴大.若發生了地表塌陷,可拔出鋼護筒,回填塌孔,新壓入護筒再鉆.3.6斷樁巖溶地區樁基斷樁產生地主要原因是由于溶洞相互溝通,灌注時難以測出混凝土數量,水下混凝土流失嚴重,造成斷樁.預防斷樁地措施有:每次灌注時應備足砂石料及水泥,還應有相應地備用機械.施工過程嚴密監測混凝土面上升速度,要保證2m 地埋管深度,減少對下部混凝土地擾動.四、實施效果本工程樁基地施工歷時10 個月,在參建各方地共同努力下,通過樁身完整性檢測,結果表明所有溶洞區地樁基皆為類樁,驗證了樁基施工技術和處理措施地正確性.巖溶地區沖孔灌注樁基礎施工難度大、問題多,在施工中必須對前期準備工作高度重視,盡量探明樁基地質情況,做好充分地思想準備和各種技術準備工作,加強施工組織管理,制定切實可行地施工方案,采取一定地安全防范措施和做好應急處理預案.只有這樣,才能對出現地各種問題及時采取相應地措施,避免事故地發生,確保工程質量.