桩基施工中溶洞问题处理对策

'桩基施工中溶洞问题处理对策摘要：在现代工程建设屮，对于桩基的处理是非常重要的环节，关系到整个工程的质量与施工的进度。在桩基施工中经常会遇到溶洞等不良地质，增加了桩基施工的难度。本文以某建筑工程桩基施工中对溶洞的处理进行分析，提出了关于遭遇溶洞时桥基施工应注意的一些问题，为今后同类工程提供借鉴。关键词：桩基；溶洞；问题；处理中图分类号：TU473文献标识码：A随着科学技术的发展，在现代工程施工中对于溶洞地基的处理方法更加科学、合理，对于不同的地质条件采取相应的处理措施，有利于工程质量的提高，缩短施工工期，创造更高的经济效益。1工程概述某高层建筑工程为三栋建筑组成，每栋建筑物平面尺寸为44.5mx9.8m,结构层数8层，首层层高3.9米，其他层层高3.3米，由于场地内回填土较厚，基础形式采用冲孔灌注桩。2工程地质条件根据本工程所提供的岩土工程勘察报告，场地地貌单元属为冲积平 原，现已填平。场内岩土层自上而下划分为人工填土层、第四系冲积层、残积层及石灰系基岩等四大类。人工填土层为素填土，主要由粘性土、碎石块组成，厚度1.20itT3・00m,平均厚度1.58mo第四系冲积层按土性及沉积顺序从上到下又分为粉质粘土层和屮砂层两层。粉质粘土层厚度1.00m"8.80m,平均厚度3.60m,层顶深度1.20m"8.80m；中砂层厚度1.50m"6.20m,平均厚度3.62m,层顶深度1.50in、6・20mo风化残积层土性为灰岩风化残积而成的粉质粘土，厚度13.20nT24.80m,平均厚度17.96m,层顶深度7.00nT12.00m。场地基岩为石灰系微风化岩，层顶深度21.7〜37.10m。岩土工程勘察报告揭示该地区基岩为灰岩，岩溶发育，结合施工前的超前钻探揭露:场地中土、溶洞发育，存在（土）溶洞的桩约占桩总数量的75%,洞顶高程23.0^29.9m,洞的垂直高度0.4〜7.5m,其中大部分在0.4~2・0m之间。3对溶洞的处理方法山于场地内的溶洞对宿舍楼的基础有很大的影响，为了确保桩基施工的顺利及宿舍楼建成后的结构安全，在对本工程中地质勘察及超前钻探中发现的溶洞进行分析的基础上，针対其特点制定了处理措施。3.1溶洞的特点分析 通过分析钻探资料发现，本工程（土）溶洞均分布在浅部基岩内，随着深度的增加，岩石的完整性越来越好，裂隙逐渐减少，地下水交替活动减弱，溶洞分布也随之减少。所有土洞均出现在溶洞的临近地方，可以判断这些土洞应该是由于溶洞扩展过程中上覆土层在地下水作用下不断崩落而形成的。钻探揭示溶洞类型一共有三种：充填溶洞、半充填溶洞及无充填溶洞。溶洞内的充填物以软犁、流塑状的软粘性土为主，夹杂着砂粒及灰岩碎块,其承载力很低。3.2溶洞处理前期准备首先，结合设计勘探资料，预测可能出现溶洞的桩位，制定详细的施工方案和保障措施；预先准备粘土、片石等填充材料，确保穿越溶洞时的迅速补水、补浆，以防止进一步塌孔；对于较大的溶洞可准备水泥进行封堵；对出现重大地质变化的桩位，填充之后应进行补探，待取得详细资料后方可再行钻进；对现场出现的紧急情况（如卡钻、掉钻头、急救等）要有预案处理；同时预先准备一定数量的钢护筒，根据地质情况进行埋深。3.3处理的方法考虑到管桩自身的抗剪能力较差，同时管桩在压桩过程屮遇冇土洞、溶洞时容易产生倾斜和断桩，风险性较大。冲孔或钻孔桩桩基只要在成孔时能设法穿过（土）溶洞，嵌入连续的微风化岩或连续厚度较大的微风化岩中，（土）溶洞对桩基稳定性影响会大大减小，本工程的桩基础采用了 冲孔成孔灌注桩基础。同时由于溶洞地基的复杂性和较大的不确定性，为了尽量减少成孔数量，因此采用一柱一桩的形式，在成孔之前又通过一桩一孔的超前钻，查明桩底基岩情况以及溶洞大小、规模和分布等情况。对地质勘探发现有（土）溶洞的桩，当溶洞高度小于3・0n）时，施工时采取以下成孔措施：当钻至溶离洞顶lm左右时，向孔内投入碎石、片石夹粘土，控制冲击钻冲程，通过小冲程快频率冲击慢慢击穿溶洞，将碎石粘土等混合物挤入溶洞内；溶洞一旦被击穿，孔内泥浆液面会下降，此时应及时向孔内补充泥浆，同时继续向孔内投入碎石、片石夹粘土，用此方法反复冲砸，填塞溶洞，挤密护壁，直至顺利穿过溶洞后泥浆液面能够保持稳定。当需要冲击穿过溶洞时，先用冲击钻进行冲孔、扩孔处理，然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部。3.4对于偏孔的处理由于不平坦的溶沟与溶槽的岩面，溶洞在顶板的不一的厚度，还有溶洞里由于孤石的进入孔径，孔底的状态变为了一边是软的一•边是硬的（叫做半边岩），然后就有了偏孔的发生。偏孔不难会带来台阶的形成，安放钢筋笼的做法受到了一定的影响。解决偏孔的问题是出现在喀斯特的地区里冲孔时遇到最多的问题，在冲孔的全部过程里都不可避免，是否止确的解决影响着能否很好地冲孔和时间的长短。所以，在冲孔透过了覆盖的岩层还有当溶洞里的填充物品碰到了溶洞的顶板的时候，因为岩面存在的倾斜、溶沟与溶槽造成的切割变成了块状和蜂窝样出现了偏孔。减低了冲孔的速度，让主绳的摆动变大。在此时最 重要的就是及时拿出冲锤，丢进料径大约300mm的坚硬的片石还有一块块的黄土，把孔填回1.5〜2.0米，使得冲锤变回平稳的状态，通过45cm小冲程的撞击，直到复原后再次丢入一样比例构成的混合物品1・0、1・2m用80cm大的冲程进行冲孔。假使偏孔还存在着就要重复第二次的方式。不断地抛填还不能够完成目标时，就在水下把爆破进行松动以及把渣都清理干净，洗干净孔底用C20级的混凝土，放过7d后进行冲孔的处理。3.5对于卡锤的处理在进行地质的冲孔时最经常出现的事故就是卡锤，这也是非常难解决的问题。因为冲锤被卡在了孔底就会导致孔的作用丧失，要把孔重新补过,带来很大的经济损失。原因如下：①岩面太过倾斜带来卡锤；②在穿透溶洞的顶板时由于钢丝绳的来回弹动与冲锤自己的摇摆使得冲锤原来的十字形方向发生改变而导致了卡锤；③孤石与探头石使得卡锤；④冲锤的方向转动装置的迟钝（比如是勒太紧的副钢丝绳，吊环失灵）梅花孔出现而导致了卡锤；⑤溶洞里涌沙使得锤头被埋没；⑥漏浆还有塌孔使得冲锤被埋住；⑦由于没电以及出现问题的冲机，过久的停机，使沉磴又把冲锤埋没。所以：首先最主要的是预防，操控机器的工作人员要时刻掌握冲机的负荷还有主绳的摆动，按机器的冲孔方法来操作，不会存在有探头石和石阶，在卡锤出现之前立即用锤头來进行抛填。②将位于溶洞顶板上30~50cm的地方进行冲孔的冲程与冲击的次数的改变，运用慢打和轻击的方式，在进到溶洞才不断地抛如片石和黄土还冇水泥来填补，每次进大约1.5m,到孔造成为止。③使冲锤的形式发生变化。把原木的十字形的锤 头再焊上圈（钢轨做成弧形），连接了十字形，使冲进的速度减低，一次就做到成孔而口圆顺。4、结论溶洞是桩基工程设计和施工屮容易碰到的一个难题，在武警广州指挥学院学员宿舍楼工程中也遇到了桩基溶洞这一问题，根据该工程溶洞的类型和特点，采取了不同的处理措施，取得了良好的效果，为同类工程提供了一个可供参考的经验。参考文献[1]陈丹婷.浅谈岩溶地区桥基设计与施工[J]•广西城镇建设，2009,5:73-75.[2]陈荣绍.浅谈钢护筒技术在桩基溶洞处理屮的应用[J].城市建设理论研究.2011,23[3]翟世鸿等•岩溶地区桥桩设计施T若丁问题浅析[J]・土木基础,2004,18(2):37-40.[4]张建华.岩溶区桥梁桩基桩长确定方法研究[J]・公路工程,2009,34(4):1-5・'