岩溶地区灌注桩施工的技术处理措施探讨

维普资讯 http://www.cqvip.com 广东建材２００７年第６期　施工技术　岩溶地区灌注桩施工的技术处理措施探讨　陈远　（广州城建开发工程咨询监理有限公司）　摘　要：结合岩溶地区灌注桩施工中经常出现的一一些问题，分析了施工过程中岩溶发育造成的危　害，进…步研究了如何进行处理，并重点对桩底持力层的处理、成桩过程中的处理和相临桩孔互相影　响等三个方面的处理措施进行探讨。　关键词：岩溶地区；灌注桩；处理措施　１前言　在岩溶地区兴建高层建筑，基础形式常常采用桩基　础，如人工挖孔灌注桩和钻（冲）孔灌注桩。在桩基施工　过程中常常会遇到一些难以处理的意外情况，延误工程　进度，造成经济损失，甚至是人员伤亡。如果处理不当，　可能还会对建筑物的安全使用造成难以估量的危害。　在广州西北部地区，分布着一定范围的岩溶发育地　带，在以往的桩基础施工中已遇到过部分问题。随着广　州西北部城区的不断扩大，这些地区的灌注桩施工必会　残积层交接面附近，以基岩为持力层的端承桩下可能存　在勘察时未发现的溶洞，如果溶洞顶板厚度不够，则对　桩基的安全工作存在潜在的危险。如某花园一栋框架结　构住宅，桩基采用人工挖孔桩基础，桩径分别是ｌＯ００ｍｍ　和１２００ｍｍ，结果封顶后在外装修阶段发生桩基沉降量　过大，导致建筑物出现多处裂缝。经分析，主要原因是部　分桩底持力板受剪切破坏，造成桩基沉降量过大。　岩溶地区基岩面起伏较大，往往洼地、溶槽和溶沟　分布较广，使桩基存在临空面的可能也较大。如某工地，　在６ｍ的范围内基岩面深度分别是２３．６ｍ、３４．２ｍ、６１ｍ，　遇到类似的问题。所以，研究和探讨岩溶地区灌注桩施　工的处理措施，具有重要的研究价值和现实意义。　高差达３０ｍ之多。同时，溶洞、土洞的分布用常规的钻探　方法难以查明。　２工程地质的危害　人工挖孔灌注桩施工时，桩孔突然涌水，轻则淹没　岩溶溶洞和岩溶发育带多处于基岩顶部与第四系　桩孔，无法继续施工，重则造成人员伤亡。钻孔灌注桩在　施工要求：　方放坡，并且注意不要损伤Ｃ区的地基和基础垫层。　（１）垫层四周砌２４０厚砖墙从垫层底部至顶部，以确　保砂不外漏。　（２）开挖基坑后，必须避免践踏土层的表面，应尽快　进行垫层的施工，不能暴露过久或浸水。垫层施工前，必　　（２）开挖基坑后，必须避免扰动土层的表面，应立即　须清理持力层表面的松土。回填，不能暴露过久或浸水，更不得任意践踏坑底。　（３）为了保证砂石垫层的密实度，必须分层振实，每　５结论　由于山区地质的多样性，必须对地区的工程地质勘　察报告进行认真的分析研究。对不同的地质情况，采取　不同类型的基础，既要满足设计规范的要求，又要尽量　层厚度为１５￣２０ｃｍ。砂石以湿润到接近饱和状态时为　最好。　４．４独立基础　根据Ｄ区地基质量的分析，第５层砂质粘性土层较　选用造价较低的基础。本文是结合本人的工程实践来撰　写，希望能给同行技术人员有所帮助。●　【参考文献】　（１）李明顺，等。混凝土结构设计规范，中国建筑工业出版社，２００２　稳定，深度较浅，厚度较大，可作浅基础持力层。因此本　区采用独立基础，持力层为第５层砂质粘性土层。　独立基础的地基承载力特征值取ｆ￣＝２５０ｋＰａ计算，　经过结构计算软件的计算，基础、基础的沉降量和沉降　（２）黄熙龄，等。建筑地基基础设计规范，中国建筑工业出版社，　差均满足《建筑地基基础设计规范》的要求。　２００２　施工要求：　（１）基坑土方开挖时，为了保证施工安全，应做好土　（３）余永祯，等。实用建筑施工手册，北京：中国建筑工业出版社，　１９９９　——１０５——　维普资讯 http://www.cqvip.com 施工技术　广东建材２００７年第６期　钻进时，如果冲洗液大量流失，就可能造成孔壁坍塌、地　水平方向尺寸较大时，支承端应穿过洞穴，并应对洞穴　面塌陷、桩机倾斜和埋钻等事故，无法继续施工，造成经　进行处理”（第８．１．５条），同时还指出：“当端承桩支承　济损失，严重的情况下桩机也有可能陷进溶洞、土洞内。　在桩下存在有溶洞时，桩端以下支承岩层的厚度不宜小　有时场地中桩孔之间相互连通，导致清渣、清孔困难，或　于３倍桩径，并不小于２ｍ，必要时宜在施工前采用超前　者灌注桩混凝土相互干扰，影响成桩质餐。　所有这些危害都和岩溶发育和岩溶地下水有关。如　结构安全的大问题。　钻，探明下卧层的情况”（第８．１．４条）。　根据超前钻资料反映，桩位内无溶洞、土洞，而实际　于基岩陡坎上，根据桩径大小进一步布设超前钻。布孔　何治理这些危害是关系到施工安全、桩基质量和建筑物　施工中却遇到较大的溶洞、土洞，为确保桩基避免坐落　３施工前准备　高层建筑单桩承载力较大，要求持力岩层有较好的　完整性和较大的抗压能力，混凝土灌注必须振捣密实，　严格控制沉渣厚度。所以，在按照规定范围严格控制的　基础上，还要做好以下工作：　溶洞发育地带进行超前钻，应每桩…孔，对于桩径　大于１２００ｍｍ的桩不少于２个钻孔，同时对整个场地的　地质情况作出综合评价，明确地下溶洞的走向，并确定　持力层的埋置深度为施工提供准确依据。　在大规模开展桩基施工前，进行试桩，依据实际情　况选定施工工具和施工工艺。　对钻（冲）孔灌注桩，在施工前准备一定数量的粘土　和粘土包，以便在成孔过程中出现漏浆时及时向桩内补　给泥浆，抛填泥包堵漏。　施工时应先行对地质情况较好的桩孔进行施工，因　为这些桩孔出现漏浆、塌孔的可能性不大，同时较细的　漏浆可以慢慢填充溶隙和小溶洞，改善了周边较差的地　质情况，减少了其他桩的施工难度。同时，地质情况相对　较好的桩孔成桩后对大溶洞的处理可能起到一定的支　护作用。　４施工中的处理措施　４．１桩底持力层的处理　桩底持力层的处理一般是针对桩底存在的溶（士）　洞、桩底基岩面倾角较大以及桩底高差过大等情况。　溶洞顶板厚度（桩端下支承岩层厚度）的问题。关于　桩端下溶洞顶板的容许厚度，该参数的容许值在具体条　件下受诸如岩溶发育程度、桩径、工作荷载、顶板跨度和　顶板灌浆加固情况等因素制约。　在工程实践中，常采用保证桩端以下支承岩层的厚　度不小于４．５～５．０倍桩径，该经验值含较大的安全储　备。按照广东省《建筑地基基础设计规范》（１５—３—９１）的　规定：“在岩溶发育地区，当洞穴顶板厚度不大，而洞穴　——１０６—－　方式如下：桩径￣８００ｍｍ在中心位置布设一个钻孔；桩　径８００　１２００ｍｍ对称布设２个钻孔：桩径≥１２００呻在　距桩孔中心位置５００￣６００ｍｍ处均布设３个钻孔。　对于桩底岩石存在溶蚀裂隙或溶沟的情况，由于溶　蚀裂隙或溶沟的连通性较差，漏浆的可能性很小，可以　按一般单管旋喷工艺进行加固施工即可，同时，为防止　加固体与桩身之间的收缩，在旋喷加固一定时间后再进　行静压灌浆，但要注意控制补浆量。　对于土洞，需将大部分充填土置换出来，代之以水　泥浆与少量碎石形成的水泥砂浆。同时，为防止加固体　与桩身之问的收缩，在旋喷加固一段时间后再进行静压　灌浆，注意控制补浆量。　对于空溶洞，由于其与周围岩土体常常是连通的，　而且空间大小也难以判断，故采用充填方法盲目性太　大，经济上也不合算。所以，常采用水泥水玻璃双液灌浆　法在空洞内表形成…个水泥土柱，而后在其周围进行旋　喷加固。对于溶洞高度比较大的情况，可以考虑在桩侧　加旋喷桩提高桩侧阻力。　对于桩底基岩面倾角较大和多桩桩底高度差较大　的情况，可根据设计要求适当增加桩底入岩深度，或采　用桩底变截面入岩增加入岩深度。　４．２成桩过程中的处理　成孔过程中遭遇土洞、溶洞时，需要解决的主要是　涌水、漏浆和塌孔三种情况。这三种情况是相互关联的。　人工挖孔灌注桩施工中，出现涌水时，可以采取小　口径高压帷幕注浆堵水，堵水后再进行挖孔成桩。注浆　材料可以选取３２．５＃普通硅酸盐水泥，水泥浆的水灰比　０．４～０．５，速凝剂可选取１‰的三乙醇胺和１％的食盐。　对已挖的桩孔根据桩径大小在桩径范围内布置１～３个　注浆孔；对未开挖的桩孔根据桩径大小在桩径周围距桩　：ｆＬ４＇Ｆ缘０．５ｍ处布置３～５个注浆孔（桩径≤３．０ｍ，布孔　３个；桩径＞３ｍ，布孔５个）。开孔口径不小于１３０ｍｍ，终　孔口径７５ｍｍ，终孔深度控制在进入基岩完整段０．５ｍ左　维普资讯 http://www.cqvip.com 广东建材２００７年第６期　右。注浆方式采取下行式分段注浆，分段原则是将岩性　施工技术　为避免相临邻桩孔在成ＴＬ＊Ｂ灌注混凝土时相互干　相同及裂隙发育相似的岩段划分为一段，段长一般为　扰，首先是采用间隔施工，协调好各个施工钻机之间的　５～８Ⅱｕｎ，注浆压力在浅部一般为０．５～１．ＯＭＰａ，终孔段　关系，当一个桩孔终孔进行清孔灌注混凝土时，相临有　注浆压力一般为１．０～２．ＯＭＰａ。　干扰关系的桩孔施工必须暂停并提升钻具，以防止清孔　在土洞、溶洞中钻（冲）进时，可能发生泥浆漏失，造　不干净影响混凝土的成桩质量。为防止混凝土进入相临　成塌孔，甚至地面塌陷。所以，施工时应减少冲程和：悬　桩孔，在相临桩孑Ｌ内投入粘土封堵，待混凝土灌注完毕　距，慢慢穿过，必要时可同时向孔内投放粘土或碎石，以　后，清理孔内的粘土，继续钻进成孔。　冲挤到溶（土）洞充填物中作骨架，同时视情况压入钢护　筒进行护壁。　成孔过程中如果遇到的溶洞比较小时，而且这些溶　洞与其它小溶洞不连通可抛入石块，填平小溶洞，继续　钻（冲）进；如果小溶洞之间有裂隙连通，应抛入石块、碎　砖石、泥包。　成孔过程中如果遇到比较大的溶洞时，可采取以下　措施：　（１）上部土体采取钢护筒作为护壁，钢护筒必须打至　基岩面，否则由于桩孔内泥塌陷，同时钢护简发生移位　倾斜。使桩孔报废给施工带来更大困难。溶（土）洞的部　位，在放置钢盘笼时同时防Ｉｋｄ，套筒并固定，小套筒的　边缘…般距洞的边界１ｍ左右，浇注混凝土时不拔出小　套筒。同时为确保水下混凝土浇注质量，注意浇注到小　套筒部位时，采取措施（如减小塌落度）防Ｌｆ＝水泥浆流　失。　（２）上部土体采取人工挖孔桩护壁，护壁挖至基岩　面，然后进行钻（冲）孔，避免桩孔由于泥浆面下降太快　引起塌孔。挖孔时要严格控制护壁垂直度，避免钻（冲）　孔时碰撞护壁，造成塌孔。　（３）（冲）孔至大溶洞时，应向孔内抛入石块、碎砖石、　泥包、水泥包、使抛入物充分填满溶洞，并造成较稳定的　护壁。　（４）对于相互连通的特大溶洞，为减少混凝土的灌注　量，可以钻（冲）孔至大溶洞时，向孔内抛入块石，然后用　低标号混凝土灌满，待混凝土有一定强度时再继续钻　（冲）进。　４．３相临邻孔相互影响的处理　如果场地岩溶裂隙发育，地下水丰富，连通性好，相　临邻桩在成孔和灌注混凝土常有干扰现象，如有的钻孔　暂时停钻或终钻时，由于受临近桩孔钻进影响，冲洗液　互相串通，使岩粉和沉渣增多；在灌注混凝土时，混凝土　有时会通过溶隙流入临近正在施工的桩孔内，影响临近　桩孔的正常施工。　５结语　在桩基设￣－ｔ－，ｕ施工前，详细查明场地的地层结构、　岩土体的物理力学性质、含水层的富水性及各个含水层　之间的水力联系，查明岩溶发育程度及规律，有针对性　地制订出最佳的施工方案。　由于岩溶强烈发育地区地质情况比较复杂，所以对　于每一条桩都应进行超前钻勘探，确保桩底有一段完整　的基岩。如果场地地质条件特别复杂，还应根据实际情　况采取一桩多孔的勘探。　对于基岩面存在较大的倾角或相临桩底高差较大　的情况，要根据设计要求增加桩底入岩深度，确保桩基　在承受上部荷载后能安全工作。　成桩过程中，注意控制涌水、漏浆等情况，如果这些　情况控制不好，很可能导致情况进一步恶化造成塌孔、　埋钻等事故，甚至会出现地面塌陷，影响周边建筑物的　安全。　岩溶地区由于其特殊的地质情况，所以在施工时要　考虑整个场地施工的相互影响，采取有效措施，确保桩　基质量。　岩溶地区灌注桩处理措施涉及到桩基质量和施工　安全两方面，所以在处理时一定要措施得当、不留后患。　同时，要结合工程实践，积极探索经济合理的新措施、新　办法。●　【参考文献】　（１）姜明和，桩基施　Ｉ＝＝中岩溶地质危害的治理《地质与勘探》，　２００４．３６（２）　（２）黄斌伟，石灰岩地区冲孔灌注桩的施工处理措施。《西部探矿工　程》２００６，６４（３）　（３）林天健等编著，《桩基础设计指南》。北京：中国建筑工业出版社　（４）涂东，石灰岩地区钻（冲）孔灌注桩施工技术的应用。　土工程　界》，２０００．９　（５）武维耀等，广州新市倾斜地带不良工程地质因素分析。《厂　东地　质》，１９９９，１４（４）　——１０７——