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1、樁基礎(chǔ)施工中遇到溶洞的解決方案探討摘要：文章主要通過工程實(shí)踐，對巖溶發(fā)育地區(qū)的樁基施工，提出了處理原則和施工方法，為在樁基礎(chǔ)施工中遇到溶洞時(shí)提供了切實(shí)可行的施工方案。 關(guān)鍵詞：樁基施工；溶洞處理Abstract: the paper mainly through the engineering practice, the karst development area of pile foundation construction, and puts forward the treatment principle and construction methods, for in pile fou2、ndation encountered in the construction of the cave when the provided a feasible construction plan. Keywords: pile foundation construction; Cave treatment 中圖分類號：TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1 工程概況 地質(zhì)勘探資料表明，在某經(jīng)濟(jì)適用房工程場地基巖為白堊系（K）泥質(zhì)粉砂巖，在勘察深度范圍內(nèi)主要分為全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化層、微風(fēng)化層四個(gè)風(fēng)化層。全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖在基巖中局部以夾層出現(xiàn)，在場地東半部分的南面發(fā)3、育有多個(gè)溶洞，溶洞發(fā)育深度為15.335.5m不等，溶洞大小不一，洞高0.457.94m不等，溶洞處于充填、半充填狀態(tài)，部分為空溶洞，充填物為軟塑狀粘性土和砂，地下水活動(dòng)較為強(qiáng)烈，溶洞頂板薄，對樁基礎(chǔ)施工影響極大。 該工程設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注嵌巖樁，樁徑800?L，混凝土強(qiáng)度等級C35P10，樁端全斷面進(jìn)入微風(fēng)化巖大于1.1d (d為樁徑)，針對地質(zhì)勘探資料中發(fā)現(xiàn)的溶洞情況，制定了溶洞區(qū)域樁基施工方案。2溶洞處理方案和應(yīng)急措施2.1處理原則(1)每根樁必須經(jīng)地質(zhì)鉆探，詳細(xì)記錄地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、填充物類型，畫圖列表，為制定相應(yīng)施工方案提供詳實(shí)依據(jù)。(2)對填充物進(jìn)行土工試驗(yàn)，分析其物理力學(xué)特4、性，檢測容重、含水量、孔隙率等，為注漿參數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。(3)根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況，對每根樁設(shè)計(jì)出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。(4)對每種處理方案，都要進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算，施工前在樁位外進(jìn)行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗(yàn)，取得經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，完善施工方案，指導(dǎo)施工。2.2鉆進(jìn)方法的選擇(1)溶洞頂部的沖孔施工：在溶洞發(fā)育的樁基施工過程中，用沖擊鉆機(jī)沖孔時(shí)，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅(jiān)固，鉆頭提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須經(jīng)檢測，確保安全。(2)根據(jù)巖層的軟、硬和巖溶的發(fā)育程度，采取相應(yīng)的施鉆方法。對于軟硬塑狀粘土和軟硬相間的粉砂巖層，為防止成孔過快，采用低沖程(h=l2m)，5、輕錘(2.52.7 t)慢擊（34次m1n）的沖擊鉆進(jìn)方法；對于完整而堅(jiān)硬的粉砂巖，為達(dá)到有效破碎巖石，加快成孔速度，主要采用高沖程(h=3 m)，重錘(3.53.7t)慢擊（67次m1n）的沖擊鉆進(jìn)方法；對于溶洞區(qū)域，為有效破碎巖石，又要防止成孔過快和斜孔，并且要防止塌孔、卡鉆等事故發(fā)生，故采用中低沖程(h=l2m)，重錘(3.53.7 t)，慢擊(34次m1n)的沖擊鉆進(jìn)方法。2.3防止漏漿、塌孔、卡鉆、斜鉆等技術(shù)措施(1)對于巖面高差較大的區(qū)域，為防止斜鉆，采取每孔鉆進(jìn)0.20.3m后，拋填片石的方法，填平孔底，再用小沖程重錘慢擊的鉆進(jìn)方法。(2)對于接近巖溶頂板和穿過漏漿裂隙、溶洞層，6、采取按4：1的比例投入塊石和硬粘土，再用小沖程重錘慢擊的鉆進(jìn)方法，且每鉆進(jìn)1m左右，測量復(fù)核孔位一次，嚴(yán)重漏漿地段，要加大塊石和粘土的投入。(3)對于孔位有高于3m 或有多層溶洞的區(qū)域，在鉆進(jìn)過程中漏漿嚴(yán)重，不能成孔的，采用邊鉆進(jìn)邊用振錘振入護(hù)筒的辦法。直至護(hù)筒穿過溶洞，達(dá)到巖層內(nèi)，再重新用慢速鉆進(jìn)成孔。(4)對于孔位有高于3m的溶洞，在拋填石塊粘土后不能成孔又不能灌注水下混凝土的，可采用在溶洞位置的鋼筋籠上焊接護(hù)筒，然后隨鋼筋籠一起放入，再澆筑水下混凝土。 2.4溶洞處理方法根據(jù)溶洞的高度、洞內(nèi)充填物情況，對溶洞采用不同的處理方法，主要的處理方法有：拋填、注漿固結(jié)、灌注混凝土填筑、套放大小鋼7、護(hù)筒等。(1)溶洞范圍小，溶洞高度小于1 m，沒有充填物或洞內(nèi)注滿水的，采用拋填片石、粘土等，使溶洞范圍形成護(hù)壁后，再繼續(xù)施工。在溶洞范圍樁的鋼筋籠在溶洞上下各1 m的范圍內(nèi)的定位鋼筋上焊接厚4mm的鋼板圓筒保證成樁混凝土的質(zhì)量。 (2)對于封閉的高度在13m、洞內(nèi)為填充或半填充狀態(tài)的溶洞，采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。若洞內(nèi)無填充物或填充物不滿，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿；若充填物呈松散或軟塑狀態(tài)時(shí)，直接注漿固結(jié)即可；若充填物已固結(jié)呈硬塑狀態(tài)時(shí)，則可以直接沖孔，但需加強(qiáng)泥漿護(hù)壁。(3)溶洞高在35m的多層溶洞，而多層溶洞間的間距較小的，可采用鋼護(hù)筒穿越處理。先用沖擊錘進(jìn)行沖孔、擴(kuò)8、孔，然后采用振錘把鋼護(hù)筒振沉至溶洞底部。(4)溶洞高度大于5m的多層溶洞，且溶洞間距較大時(shí)，擬采用套內(nèi)護(hù)筒法施工，即用內(nèi)護(hù)筒穿過溶洞的方法進(jìn)行施工，互通長度為L=h+2m（h為多層溶洞高）。內(nèi)筒內(nèi)徑比設(shè)計(jì)樁徑大20cm，外徑小于外護(hù)筒內(nèi)徑5cm，如遇第二層溶洞，第二層溶洞的內(nèi)護(hù)筒外徑比上層內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑小3 5cm。(5)若設(shè)計(jì)要求灌入碎石則必須鉆一個(gè)大孔（直徑不于30cm）放入鋼管并固定，鋼管上置碎石料斗，碎石粒徑不大于2cm，投料時(shí)振動(dòng)鋼管，以防止堵塞，填充量控制與填砂控制方法相同。(6)對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時(shí)可采取投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護(hù)壁作用，保證泥漿9、不流失，使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。2.5主要施工技術(shù)措施根據(jù)溶洞的不同類型，溶洞內(nèi)有填充物填滿或有流砂的，或當(dāng)溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在3m以內(nèi)的，在鉆孔樁施工前先進(jìn)行預(yù)處理，采用靜壓化學(xué)灌漿法固結(jié)填充物和流砂，或用此法填滿溶洞，在固結(jié)體達(dá)到一定強(qiáng)度以后再鉆孔施工。當(dāng)溶洞為空洞，且深度在3m以上的，擬用套內(nèi)護(hù)筒法施工，即用內(nèi)護(hù)筒穿過溶洞的施工方案。(1)靜壓化學(xué)灌漿法施工方法。溶洞預(yù)處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達(dá)到一定的強(qiáng)度（20MPa以上），防止鉆孔樁施工時(shí)泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預(yù)處理施工，在鉆孔樁10、施工之前進(jìn)行。 在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規(guī)則性，決定了其處理的最有效和比較經(jīng)濟(jì)的方法是靜壓化學(xué)灌漿法。同時(shí)也可兼用噴射灌漿法，促進(jìn)填充物強(qiáng)度的加強(qiáng)。 靜壓化學(xué)灌漿的加固特點(diǎn)是漿材可在幾秒或在幾十秒內(nèi)瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內(nèi)且不流失，材料的利用率高，比較經(jīng)濟(jì)。 對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結(jié)砂和礫的；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿溶洞的。主要施工機(jī)械設(shè)備：BW250泥漿泵，BW150泥漿泵，1 0 0型鉆機(jī)，泥漿攪拌機(jī)和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。(2)套內(nèi)護(hù)筒施工方法：內(nèi)11、護(hù)筒長度的確定：護(hù)筒長度L=h+3（h為樁基超前鉆確定的溶洞高度）。內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑的確定：內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于樁徑10crn，同時(shí)外徑應(yīng)小于外護(hù)筒內(nèi)徑5cm左右，如果只下一次內(nèi)護(hù)筒（一層溶洞），內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于樁徑l0cm，壁厚為lcm，當(dāng)遇到第二層溶洞時(shí)，第二層溶洞的內(nèi)護(hù)筒（即第三次護(hù)筒）選用內(nèi)徑大于樁徑l0cm。溶洞頂部沖孔：當(dāng)鉆孔施工接近溶洞頂部時(shí)，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅(jiān)固，提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測試檢查，其它施工工藝及注意事項(xiàng)與常規(guī)相同。內(nèi)護(hù)筒的沉放方法：當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時(shí)要反復(fù)提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑12、垂直的，此時(shí)用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)管，用吊機(jī)（或沖機(jī)自吊）把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)至孔底。到孔底后，內(nèi)護(hù)筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此時(shí)，鉆機(jī)重新就位。 內(nèi)、外護(hù)筒間空隙及內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理： 在內(nèi)護(hù)筒底部及頂部l00cm范圍內(nèi)回填砂、碎石，中部回填中砂。 用高壓噴射灌漿法對回填體進(jìn)行灌漿處理。灌槳后，內(nèi)護(hù)筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結(jié)，固結(jié)強(qiáng)度要求達(dá)到30MPa，其抗?jié)B系數(shù)可達(dá)107m/S 。灌漿處理后，即可重新沖孔。對于需要處理多層溶洞的樁基，一般仍采用上述灌漿法填充固結(jié)空隙進(jìn)行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時(shí)有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度13、和強(qiáng)度，并且增加內(nèi)、外護(hù)筒間的膠合力。重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當(dāng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí)，即可終孔，此樁即成孔。3結(jié)束語 由于在施工前根據(jù)地質(zhì)勘探資料認(rèn)真進(jìn)行了施工準(zhǔn)備工作和制定了較為詳細(xì)的溶洞區(qū)域樁基施工方案，本工程在溶洞區(qū)域進(jìn)行樁基施工時(shí)，按照樁基超前樁報(bào)告對每個(gè)孔位反映出來數(shù)據(jù)采取了相應(yīng)的處理方法和技術(shù)措施，確保工程施工的順利推進(jìn)，未因溶洞存在而嚴(yán)重影響工期進(jìn)度，最終在預(yù)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成了溶洞區(qū)域的樁基施工。在后期的樁基質(zhì)量檢測中該區(qū)域的樁基單樁承載力特征值均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)抽芯、低應(yīng)變、超聲波檢測，類樁占55%，類樁占45%，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)1黃瑞豹鉆孔樁基礎(chǔ)施工遇到溶洞的技術(shù)探討J廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)2002 (4)：142何華巖溶地區(qū)鉆孔樁基礎(chǔ)施工疑難處理措施J鐵道建筑 2006(9)：4