巖溶地區(qū)沖擊成孔灌注樁施工常見(jiàn)問(wèn)題淺析

　　關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；沖擊成孔灌注樁；樁位偏移；漏漿；涌水；斷樁

　　1工程概況

　　貴陽(yáng)市某商住1#、2#、3#樓，地下一層，地上19層，建筑面積為38481.09m2，設(shè)計(jì)為框肢---剪力墻結(jié)構(gòu)，最大柱荷載為6000KN,地基基礎(chǔ)型式采用樁基礎(chǔ)，樁型選用機(jī)械沖擊成孔灌注樁，樁端持力層為中等風(fēng)化白云巖，樁徑為φ800mm、φ1000mm和φ1200mm共3種規(guī)格，樁長(zhǎng)從4.9m到22.80m不等。

　　2施工過(guò)程中遇到的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

　　2.1樁位偏移

　　沖擊成孔施工施工過(guò)程中，若樁位偏移量過(guò)大，一方面基樁功能上將不能滿足承受設(shè)計(jì)荷載使用；另一方面易在孔壁上產(chǎn)生臺(tái)階，最終影響鋼筋籠的安放。糾偏是巖溶地區(qū)機(jī)械沖擊成孔灌注樁施工最為頻繁的工作，貫穿于整個(gè)成孔過(guò)程，其方法是否得當(dāng)關(guān)系到基樁施工的質(zhì)量和進(jìn)度。

　　因場(chǎng)地內(nèi)巖溶作用較為強(qiáng)烈，表部基巖面起伏變化較大、基巖臨空面較為突出，溶溝、溶槽、石芽等巖溶形態(tài)較為明顯，巖土并存現(xiàn)象較為普遍，以致成孔過(guò)程中常出現(xiàn)偏孔現(xiàn)象。為此，本次在施工3-9#樁時(shí)，當(dāng)沖擊成孔穿越上覆土層或溶洞填充物接觸溶洞頂部時(shí)，發(fā)現(xiàn)主繩擺動(dòng)幅度變大、鉆機(jī)振動(dòng)強(qiáng)烈、成孔速度明顯降低，此時(shí)應(yīng)立即提起沖擊錘頭，并向孔中拋入粒徑300～500mm左右的堅(jiān)硬片石和塊狀粘土，填至偏孔上方1.5～2.0m，然后重新調(diào)整鉆機(jī)平衡、保持沖錘平穩(wěn)，以45cm小沖程沖擊，待沖擊到原位后，再次拋入相同配比的混合物至偏孔上方1.0～1.2m，采用80cm大沖程沖擊成孔。但施工3-20#樁時(shí)，經(jīng)反復(fù)拋填仍難以控制樁位偏移，采取掏渣清孔，用C20混凝土澆注回填至偏孔上方2.0～3.0m，待7d后再?zèng)_擊成孔。

　　2.2漏漿

　　漏漿現(xiàn)象在具連通性溶蝕裂隙、溶洞或溶洞群發(fā)育地段極易發(fā)生。沖擊成孔過(guò)程中，若發(fā)生樁孔內(nèi)泥漿液面下降滲漏，孔內(nèi)壓力損失，產(chǎn)生孔壁坍塌；灌注混凝土過(guò)程中，受澆注混凝土側(cè)壓力作用，溶洞充填物被混凝土最大限度地置換，大量混凝土?xí)�沿溶蝕裂隙或溶洞通道滲漏，產(chǎn)生混凝土液面回落，形成樁長(zhǎng)不夠。

　　如本次施工3-72#樁時(shí)，當(dāng)沖擊錘頭擊穿溶洞頂板時(shí)，僅3min時(shí)間，樁孔內(nèi)泥漿液面突然下降了16m，漏漿量達(dá)到28.0m3，由于工程技術(shù)人員對(duì)地質(zhì)資料的認(rèn)真分析，預(yù)測(cè)施工情況，當(dāng)漏漿發(fā)生時(shí)，及時(shí)將事先準(zhǔn)備好的粘土編織袋、袋裝水泥及片石集中拋填，從而避免孔壁坍塌，沖擊鉆機(jī)傾覆事故發(fā)生。

　　如2-15#、2-64#、3-59#樁所處地段溶洞發(fā)育規(guī)模較大、連通性較好（見(jiàn)圖1），通過(guò)沖擊成孔后澆注混凝土，大量溶洞充填物被置換隨泥漿排除樁孔外，混凝土液面回落先后發(fā)生3次，混凝土超灌現(xiàn)象較為明顯，充盈系統(tǒng)達(dá)3.46。

　　2.3樁孔涌水

　　巖溶地區(qū)場(chǎng)地內(nèi)的地下水類型主要為基巖巖溶水，微具承壓性，主要賦存于下伏基巖的溶蝕裂隙或溶蝕洞穴中，水量的大小取決于基巖裂隙的發(fā)育程度及連通性，水量差異性大。沖擊成孔過(guò)程中若揭露巖溶水通道，樁孔中會(huì)產(chǎn)生涌水現(xiàn)象，如2-34#樁沖擊成孔至15.30m時(shí)，突然樁孔內(nèi)漿液上升外溢、泥漿濃度降低，回填粘土50m3，仍出現(xiàn)從樁孔向上涌水現(xiàn)象，經(jīng)跟蹤量測(cè)2小時(shí)共塌孔3m，不可繼續(xù)進(jìn)行施工。本著“以疏不堵”的治理思路，在其周圍2.5m范圍內(nèi)布置3個(gè)φ200降水井，以降低地下水壓力并達(dá)到防止涌水目的，確保沖擊成孔繼續(xù)，避免澆注混凝土受涌水壓力沖洗發(fā)生離析不合格基樁。

　　2.4卡鉆

　　卡鉆現(xiàn)象在本次施工過(guò)程中也常有發(fā)生，若沖擊錘被卡在樁孔內(nèi)無(wú)法取出，以致會(huì)使樁孔報(bào)廢，樁位調(diào)整變動(dòng)補(bǔ)樁，經(jīng)濟(jì)損失極大。為此，鉆機(jī)操作人員應(yīng)隨時(shí)觀察沖機(jī)負(fù)荷和主繩擺動(dòng)情況，嚴(yán)格按照機(jī)械沖孔工藝操作，特別是在沖擊穿越巖溶強(qiáng)發(fā)育地段，距溶洞頂板以上30～50cm處改變沖孔沖程和沖擊次數(shù)，采用慢打輕擊。若一但發(fā)生沖擊錘被卡住后，應(yīng)謹(jǐn)防強(qiáng)行提主繩，強(qiáng)扭和操作不當(dāng)使鋼絲繩斷裂而增加處理難度，同時(shí)應(yīng)及時(shí)測(cè)量沖錘被卡標(biāo)高，查明原因采取以下相應(yīng)對(duì)策：

　�。�1）慢試法：沖錘卡在中間任何部位時(shí)，應(yīng)將主繩緩放--收緊--緩放--收緊，反復(fù)進(jìn)行使沖錘旋轉(zhuǎn)從原位提出。該工程曾采用此法處理了2-16#樁的卡錘事故。

　�。�2）沖擊法：將主繩放松3～5m，用沖擊錘副繩吊一重物向下沖擊沖錘，使之產(chǎn)生松動(dòng)，主繩重復(fù)慢試法，施工中采用此法處理了3-1#樁的卡錘。

　　（3）水下松動(dòng)爆破法：測(cè)準(zhǔn)沖擊錘被卡高度后，迅速將乳化防水炸藥捆成兩組，加配重對(duì)稱放入沖錘刃腳部位，藥量視地質(zhì)情況而定，根據(jù)卡錘類型決定將藥豎立或水平放置，之后將鉆機(jī)主繩帶緊，采用電雷管起爆。采用此法處理了3-49#、3-52#、2-33#樁的卡錘，成功率達(dá)100%，未發(fā)生任何孔壁坍塌、落石等不良現(xiàn)象。

　　2.5斷樁

　　灌注水下混凝土是沖擊孔成樁的關(guān)鍵階段，往往由于材料配制、導(dǎo)管裝置不當(dāng)及質(zhì)量管理疏忽，以致出現(xiàn)斷樁施工質(zhì)量問(wèn)題，斷樁缺陷處理起來(lái)時(shí)間長(zhǎng)、難度大。為了減少該事故的發(fā)生，在灌注混凝土施工時(shí)可采取如下預(yù)防措施：

　�。�1）灌注混凝土必須具備良好的和易性，測(cè)定塌落度為180～220mm，最好選用商品混凝土；

　�。�2）導(dǎo)管壁厚不小于3mm，直徑為200～250mm，底管長(zhǎng)度不宜小于4m，接頭采用雙螺紋方扣快速接頭；

　�。�3）導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力為0.6～1.0MPa；

　�。�4）導(dǎo)管底部至孔底的距離為300～500mm，保證足夠的混凝土儲(chǔ)備量，導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)少于0.80m；

　�。�5）保證灌注混凝土施工的連續(xù)性，準(zhǔn)確測(cè)量導(dǎo)管埋深及管外混凝土灌注面的高差，導(dǎo)管埋入混凝土深度為2～4m；

　�。�6）控制最后一次灌注量，確保鑿除浮漿后暴露的樁頂混凝土強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)等級(jí)；

　�。�7）加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，確保各崗位人員、各工序正常運(yùn)行。

　　施工過(guò)程中發(fā)生斷樁，應(yīng)及時(shí)認(rèn)真組織人員補(bǔ)救處理，準(zhǔn)確量測(cè)斷樁混凝土面，重新計(jì)算裝置導(dǎo)管長(zhǎng)度，將導(dǎo)管下沉到已灌混凝土頂面以上大約10cm處，儲(chǔ)備足夠的混凝土，當(dāng)漏斗內(nèi)混凝土下落填滿導(dǎo)管的瞬間，將導(dǎo)管壓入已灌混凝土頂面以下，即完成濕接樁。

　　若斷樁發(fā)生時(shí)間較長(zhǎng)還無(wú)法補(bǔ)救處理，灌注混凝土已超過(guò)初凝時(shí)間，只好采用接樁處理，即采用比樁徑略大的混凝土管或鋼管一節(jié)節(jié)接起來(lái)，直到沉到斷樁位置以下0.5m處，清除泥漿及摻雜泥漿的混凝土，露出良好的混凝土面并對(duì)其鑿毛，清除鋼筋上泥漿，然后以混凝土管或鋼管為模板澆筑混凝土。

　　4結(jié)論

　　綜上所述，巖溶地區(qū)采用沖擊成孔灌注樁施工工藝進(jìn)行施工較為可行，施工過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題主要為：樁位偏移、漏漿孔壁坍塌、混凝土滲漏短樁、樁孔內(nèi)涌水、卡鉆及斷樁，對(duì)于施工中產(chǎn)生問(wèn)題的原因和處理辦法、防治措施已結(jié)合工程實(shí)例給出，希望對(duì)困惑于此類問(wèn)題的工作人員有所幫助。當(dāng)然，巖溶地區(qū)所處地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，文中所提到的巖土工程問(wèn)題僅是浩瀚冰山一角，在復(fù)雜的特定環(huán)境中，如何采取有效的施工工藝和措施保證工程質(zhì)量，有待于我們繼續(xù)努力探尋。

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