1、樁基礎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踐，對巖溶發育地區的樁基施工，提出了處理原則和施工方法，為在樁基礎施工中遇到溶洞時提供了切實可行的施工方案。 關鍵詞：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 fou
2、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 文獻標識碼：A 文章編號：1 工程概況 地質勘探資料表明，在某經濟適用房工程場地基巖為白堊系（K）泥質粉砂巖，在勘察深度范圍內主要分為全風化層、強風化層、中風化層、微風化層四個風化層。全風化、強風化及中風化泥質粉砂巖在基巖中局部以夾層出現，在場地東半部分的南面發
3、育有多個溶洞，溶洞發育深度為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，部分為空溶洞，充填物為軟塑狀粘性土和砂，地下水活動較為強烈，溶洞頂板薄，對樁基礎施工影響極大。 該工程設計采用鉆孔灌注嵌巖樁，樁徑800?L，混凝土強度等級C35P10，樁端全斷面進入微風化巖大于1.1d (d為樁徑)，針對地質勘探資料中發現的溶洞情況，制定了溶洞區域樁基施工方案。2溶洞處理方案和應急措施2.1處理原則(1)每根樁必須經地質鉆探，詳細記錄地質狀況、溶洞深度、高度、填充物類型，畫圖列表，為制定相應施工方案提供詳實依據。(2)對填充物進行土工試驗，分析其物理力學特
4、性，檢測容重、含水量、孔隙率等，為注漿參數計算提供依據。(3)根據地質鉆探資料和填充物情況，對每根樁設計出相應的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。(4)對每種處理方案，都要進行仔細的計算，施工前在樁位外進行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗，取得經驗數據，完善施工方案，指導施工。2.2鉆進方法的選擇(1)溶洞頂部的沖孔施工：在溶洞發育的樁基施工過程中，用沖擊鉆機沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，鉆頭提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須經檢測，確保安全。(2)根據巖層的軟、硬和巖溶的發育程度，采取相應的施鉆方法。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）的沖擊鉆進方法；對于完整而堅硬的粉砂巖，為達到有效破碎巖石，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）的沖擊鉆進方法；對于溶洞區域，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)的沖擊鉆進方法。2.3防止漏漿、塌孔、卡鉆、斜鉆等技術措施(1)對于巖面高差較大的區域，為防止斜鉆，采取每孔鉆進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方法，且每鉆進1m左右，測量復核孔位一次，嚴重漏漿地段，要加大塊石和粘土的投入。(3)對于孔位有高于3m 或有多層溶洞的區域，在鉆進過程中漏漿嚴重，不能成孔的，采用邊鉆進邊用振錘振入護筒的辦法。直至護筒穿過溶洞，達到巖層內，再重新用慢速鉆進成孔。(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溶洞處理方法根據溶洞的高度、洞內充填物情況，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、灌注混凝土填筑、套放大小鋼
7、護筒等。(1)溶洞范圍小，溶洞高度小于1 m，沒有充填物或洞內注滿水的，采用拋填片石、粘土等，使溶洞范圍形成護壁后，再繼續施工。在溶洞范圍樁的鋼筋籠在溶洞上下各1 m的范圍內的定位鋼筋上焊接厚4mm的鋼板圓筒保證成樁混凝土的質量。 (2)對于封閉的高度在13m、洞內為填充或半填充狀態的溶洞，采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。若洞內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時，直接注漿固結即可；若充填物已固結呈硬塑狀態時，則可以直接沖孔，但需加強泥漿護壁。(3)溶洞高在35m的多層溶洞，而多層溶洞間的間距較小的，可采用鋼護筒穿越處理。先用沖擊錘進行沖孔、擴
8、孔，然后采用振錘把鋼護筒振沉至溶洞底部。(4)溶洞高度大于5m的多層溶洞，且溶洞間距較大時，擬采用套內護筒法施工，即用內護筒穿過溶洞的方法進行施工，互通長度為L=h+2m（h為多層溶洞高）。內筒內徑比設計樁徑大20cm，外徑小于外護筒內徑5cm，如遇第二層溶洞，第二層溶洞的內護筒外徑比上層內護筒內徑小3 5cm。(5)若設計要求灌入碎石則必須鉆一個大孔（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，投料時振動鋼管，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壁作用，保證泥漿
9、不流失，使鉆孔順利通過巖溶區。2.5主要施工技術措施根據溶洞的不同類型，溶洞內有填充物填滿或有流砂的，或當溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在3m以內的，在鉆孔樁施工前先進行預處理，采用靜壓化學灌漿法固結填充物和流砂，或用此法填滿溶洞，在固結體達到一定強度以后再鉆孔施工。當溶洞為空洞，且深度在3m以上的，擬用套內護筒法施工，即用內護筒穿過溶洞的施工方案。(1)靜壓化學灌漿法施工方法。溶洞預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達到一定的強度（20MPa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，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。溶洞預處理施工，在鉆孔樁
10、施工之前進行。 在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規則性，決定了其處理的最有效和比較經濟的方法是靜壓化學灌漿法。同時也可兼用噴射灌漿法，促進填充物強度的加強。 靜壓化學灌漿的加固特點是漿材可在幾秒或在幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。 對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；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。主要施工機械設備：BW250泥漿泵，BW150泥漿泵，1 0 0型鉆機，泥漿攪拌機和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。(2)套內護筒施工方法：內
11、護筒長度的確定：護筒長度L=h+3（h為樁基超前鉆確定的溶洞高度）。內護筒內徑的確定：內護筒內徑應大于樁徑10crn，同時外徑應小于外護筒內徑5cm左右，如果只下一次內護筒（一層溶洞），內護筒內徑應大于樁徑l0cm，壁厚為lcm，當遇到第二層溶洞時，第二層溶洞的內護筒（即第三次護筒）選用內徑大于樁徑l0cm。溶洞頂部沖孔：當鉆孔施工接近溶洞頂部時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經測試檢查，其它施工工藝及注意事項與常規相同。內護筒的沉放方法：當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖錘，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，此時用鋼絲繩活扣綁住內護管，用吊機（或沖機自吊）把內護筒放入外護筒內至孔底。到孔底后，內護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，鉆機重新就位。 內、外護筒間空隙及內護筒與溶洞底部間空隙的處理： 在內護筒底部及頂部l00cm范圍內回填砂、碎石，中部回填中砂。 用高壓噴射灌漿法對回填體進行灌漿處理。灌槳后，內護筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結，固結強度要求達到30MPa，其抗滲系數可達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空隙進行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度
13、和強度，并且增加內、外護筒間的膠合力。重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當符合設計及規范要求時，即可終孔，此樁即成孔。3結束語 由于在施工前根據地質勘探資料認真進行了施工準備工作和制定了較為詳細的溶洞區域樁基施工方案，本工程在溶洞區域進行樁基施工時，按照樁基超前樁報告對每個孔位反映出來數據采取了相應的處理方法和技術措施，確保工程施工的順利推進，未因溶洞存在而嚴重影響工期進度，最終在預定的時間節點完成了溶洞區域的樁基施工。在后期的樁基質量檢測中該區域的樁基單樁承載力特征值均達到設計要求，經抽芯、低應變、超聲波檢測，類樁占55%，類樁占45%，達到了設計要求。參考文獻1黃瑞豹鉆孔樁基礎施工遇到溶洞的技術探討J廣東交通職業技術學院學報2002 (4)：142何華巖溶地區鉆孔樁基礎施工疑難處理措施J鐵道建筑 2006(9)：4
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