岩溶地质桩基施工要点及对策分析

'岩溶地质桩基施工要点及对策分析　　【摘要】分析了我国岩溶地区土质的整体状况，其次通过总结当前我国岩溶地区桩基施工时容易出现的一些问题，针对我国的实际问题现状，作者给出了几点规范合理的桩基施工技术要点。　　【关键词】岩溶地质；桩基施工；对策分析　　1我国岩溶地区土质状况分析　　工程上的岩溶是主要是指当含有二氧化碳的地表水和地下水对可溶性岩石进行长期溶蚀作用而逐渐形成的各种溶槽、落水洞、漏斗、塌陷、溶洞、暗河等岩溶现象的总称。而岩溶地质主要以灰岩为主，灰岩主要分布在广东地区，由于这些岩溶地层被其后来次生的风化或残积物所填充、覆盖，深埋于地下，给地基工程特别是桩基工程的施工带来了不可预见的风险，直接影响工程质量和施工安全。近年来，随着我国由于岩溶土质而导致的事故频发的基础上，如何有效地控制好岩溶地区桩基施工风险已变得越来越重要。　　2岩溶地区桩基施工时存在的问题分析　　岩溶地区的地质状况相对复杂，其地下水丰富，而基岩上部覆盖土层因地下水冲刷易形成土洞。首先是基岩表面溶沟溶槽发育，起伏变化大。而从基岩内部中，随着岩溶的发育，溶洞大小不一。因此岩溶地区桩基施工条件相对较为复杂，而根据我国历年的施工事故中总结分析可知，施工中经常会造成卡钻、漏浆、钻孔偏斜、塌孔等重大事故。6 　　2.1岩溶地区桩基施工时容易出现卡钻事故　　卡钻事故发生的主要原因是由于碎石层中或溶洞填充物中碎石下落；钻头击穿溶洞顶板过猛；出现探头石、梅花孔、溶洞、溶槽等；钻头突然进入溶洞，造成孔形不圆顺或掉入大空洞中而卡钻。　　2.2岩溶地区桩基施工时容易发生埋钻事故　　埋钻事故主要是由孔壁塌陷造成的，当工人在岩溶地层钻孔时，容易造成溶洞顶板很薄，一旦出现冲程过大的话，就可能数显溶洞的坍塌、地表下陷等。有时，施工不慎就会发生掩埋钻头的事故。　　2.3岩溶地区桩基施工时容易出现漏浆事故　　漏浆事故主要是由于指孔内泥浆突然大量漏失。而漏浆现象在具有连通性溶蚀裂隙、溶洞或溶洞群发育地段极易发生，漏浆产生的主要原因是钻穿溶洞顶板遇无充填物或少量充填物的大溶洞，孔壁失去孔内压力，孔内水头急剧下降，外部地下水渗透水压过高而产生水压力，引起孔壁坍塌，造成泥浆严重流失。这就会直接导致工程在灌注混凝土过程中，受浇注混凝土侧压力作用会使得溶洞充填物被混凝土最大限度地置换，并且最终会使大量混凝土会沿溶蚀裂隙或溶洞通道渗漏。　　2.4岩溶地区桩基施工时容易出现塌孔事故　　钻进过程中到达溶洞或裂隙发育的位置，泥浆向溶洞或裂隙处渗漏，破坏了上部覆盖层的护壁压力，导致塌孔；当地下存在大土洞和大溶洞以及淤泥、流砂、涌水层时均易造成塌孔，严重时会造成钻机倾覆，危及人身安全。　　2.5岩溶地区桩基施工时容易出现钻孔偏斜事故6 　　岩溶地区的地质特点决定了，岩溶地区基岩面起伏变化较大、溶沟、溶槽、溶洞、裂隙等岩溶形态较为明显等特征。钻机钻孔时产生位移、局部下沉或倾斜，或在倾斜的岩面上钻孔、岩质软硬不均时容易造成斜孔或者偏孔。　　3岩溶地质地区桩基施工技术要点分析　　3.1首先完善好桩基工程施工前的准备工作　　3.1.1仔细核查岩溶地区已有的地质资料　　在桩基施工之前必须仔细地核查地质勘测资料，并对溶洞发育、溶洞大小、溶洞分布、溶洞填充情况，以及溶洞所处标高进行仔细核查。　　3.1.2通过现场勘查及资料分析合理地进行溶洞类型判断　　为了根据溶洞的发育规模而在钻孔前或钻孔过程中采取相应的应对措施，需对溶洞做出判断和分类，并具有针对性的采取措施。　　3.2工程施工前做好材料及机械设备的准备工作　　首先，是备足好成孔所用水、粘土、泥浆、水泥、片石、钢护筒等材料，以确保溶洞钻穿时迅速补浆，预防塌孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常钻孔作业。其次，要确保处理施工故障的备用机具设备存放到位并指定专人看管。其次，在进行施工材料准备时，应该严格根据设计图纸及要求，采用采用优质黏土造浆，制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围，并用循环胶管连接，以形成良好的泥浆循环系统。最后，可以对特大型溶洞必须提前准备好钢护筒和振动锤等机具。　　3.3对施工现场的溶洞做到提前处理　　3.3.1首先是对较小溶洞的处理6 　　工程上面称，小溶洞一般是指其垂高ｈ小于2m，且非连续性或有充填物，施工中没有或仅有少量泥浆消耗。溶洞很小或洞内完全充填且呈硬塑状态时可以考虑直接冲击成孔，进入溶洞底板50cm即可终孔。若溶洞为不完全充填或半充填时，通常采用回填片石和粘土混合物的“堵”的方法，增大泥浆的比重，将锤头提高0.5cm缓慢冲击，利用片石和粘土混合物进行充填溶洞区域，以达到有足够承受力的片石充填带，形成良好的泥石护壁，以保证冲孔施工安全穿越小溶洞分布地层。　　3.3.2漏浆且较大溶洞的处理　　大溶洞是指垂高ｈ大于2m，或者其本身不大但与相邻溶洞连通呈串珠状，溶洞处于无充填、半充填状态。冲锤击破溶洞顶板后漏浆严重，极易诱发坍孔并最终导致地面塌陷。可以采用以下方法对其进行前期处理，即：毛片石、粘土、水泥浆充填固结法、素混凝土回填法或者钢护筒法等方法。　　3.4安全合理的桩基施工技术应用　　上述在岩溶地质桩基施工中容易形成的问题，不但要从前期工作上面进行着手，更重要的是要做好桩基现场施工时的技术管理工作。具体可以从以下三个方面进行。　　3.4.1首先是较为常规处理方法6 　　根据地层情况选择合理的冲程：通过坚硬土层、卵石、完整基岩等地层时采用中高冲程（200～300cm）；通过松散砂、砾石地层时采用中冲程（100～200cm）；通过易坍塌流砂、土洞、溶洞顶板时采用小冲程（50cm），以防止顶板突然破坏造成卡锤、掉锤。一般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆面会很快下降，应迅速将准备好的片石、粘土、水泥按适当的比例抛入，直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升。然后用冲锤进行适当挤压，反复抛片石、粘土、水泥，直至把桩孔两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充满泥浆再重新成孔。较大的溶洞最好等1～2天后再重新冲孔成桩。　　3.4.2合理的选用注浆法　　根据地质情况，在每一根桩的中心位置或承台的四角钻注浆孔。通过取芯，进一步探明溶洞的高度及填充物的详细情况。对充填物进行土工试验，分析其物理力学特性，如容重、含水量、孔隙率等，为注浆施工参数计算提供依据。注浆时注浆压力不宜太大，可控制在0.3～1.2MPa范围，具体压力值由现场试验确定。　　3.4.3钢护筒施工法　　钢护筒用卷板机制作成型，厚度以6～10mm为宜，直径应比设计桩径大5～10mm。具体的钢护筒的沉放方法是，当冲锤穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，保持不超过一定的提升高度。但当冲锤行进过程中不再明显受阻碍时，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时注入高浓度护壁泥浆，然后移开桩机，具体可以采用50kW以上的振动锤配备好25左右的吊机配合打设钢护筒。　　4　小结6 　　就我国总体地质情况来讲，岩溶地质地区相对其他的一些国家较多，具体情况也相对复杂，做好该地区桩基施工工作是确保建设项目安全的重中之重。本文首先分析了我国岩溶地区土质的整体状况，其次通过总结当前我国岩溶地区桩基施工时容易出现的一些问题，针对我国的实际问题现状，作者给出了几点规范合理的桩基施工技术要点。相信通过行业内外的共同努力，我国岩溶地质地区的桩基工程安全管理上面会得到实质性的飞跃。　　参考文献：　　[1]杨庭友，等.复杂岩溶地区桩基综合施工技术[J].城市道桥与防洪.2012.　　[2]张威等..浅析岩溶地区桩基施工技术措施[J].土工基础.2012.　　[3]谢永德，等.岩溶地区桩基施工技术探讨[J].科技咨询.2012.6'