岩溶地区桩基工程的全过程质量控制.pdf

'广东建材2011年第1期施工技术岩溶地区桩基工程的全过程质量控制余亚斌1陈荣毅z(1广东省城规建设监理有限公司；2广州市重点公共建设项目管理办公室)摘要：本文首先简要介绍了岩溶地区主要特征，就复杂地质条件下桩基工程设计与施工中的主要问题和原因做了阐述，为做好桩基工程的质量控制提供一些有益建议。关键词：岩溶；桩基工程；全过程；控制1前言岩溶是指水流对碳酸盐岩等可溶性岩石进行以化学作用为主、物理作用为辅的地质作用过程及其所产生现象的总称。岩溶地区一般地下土质状况复杂，地下岩带起伏大，溶洞发育，且分布极不规则，地下水丰富甚至有地下暗河通道等，这些特点给桩基工程带来很大的不确定因素和困难。岩溶在全国分布范围很广，南方地区气候炎热且降水多，更利于岩溶的产生。在岩溶地区，溶洞、溶沟、溶槽、石笋(芽)、漏斗等等“喀斯特’砚象相当发育。在广州地区，其西、北部地区分布比较广泛。岩溶是一种地质灾害现象，如果处理不当，将会造成严重的工程事故。由于桩基工程是一项受多种因素影响的系统工程，如何采取一些有效措施，保证岩溶地区桩基工程的质量和施工安全，是值得研究的课题。本文首先简要介绍岩溶地区主要特征，就复杂地质条件下桩基工程的设计与施工中的主要问题和原因做了阐述，便于我们掌握其规律性与特殊性的因素，为做好桩基工程的质量控制提供一些有益建议。2岩溶的工程地质主要特征2．1地下水岩溶地区地下水根据其赋予介质可以分为岩溶裂隙水、孔隙水、裂隙水。其中岩溶裂隙水水量丰富，连通性强，而孔隙水渗透性强，裂隙水连通性强。2．2软土在石灰岩溶洞地区的基岩表面，普遍分布一层厚薄不一的软土层，软土层一般呈软塑～流塑状态。其天然含水量大，承载力低，工程地质条件差，是引起建筑物不均匀沉降的主要因素。软土的形成主要是地下水(承压水)顶托七层，逐步渗入到土层内而形成的，其后受基岩面起伏和地下水位控制，一般厚3～5m。承压水直接顶托土层，构成一种浮托力。当地下水下降时，浮托力消减，土层固结压缩变形，工程地质条件改变。2．3基岩面由于受气候温度的影响，石灰石表面在地表水及地下水强烈侵蚀作用下，普遍出现参差不齐、犬牙交错的形态，形成了起伏不平的基岩面。这种起伏不平基岩面，其高差一般为1～5m，局部地段高差可达20多米，给地基处理带来困难。石灰石是水溶性岩石，几乎不存在强风化层，基岩表面就是裸露的新鲜岩石，抗压强度高达lOOMpa以上。2．4浅层溶洞在基岩面以下2～15m范围内出现的溶洞，称浅层溶洞。浅层溶洞内一般均有填充物，空洞型少见。但不同地区浅层溶洞的表现有所不同的，如广州地区的北部，根据工程地质钻探资料表明其见洞率较高，部分地方高达80％。南方地区由于气候炎热、降水多，造成地径流强烈，且地质构造运动较强，因此，造成南方地区的岩溶除了具有上述岩溶的共性外，另外还具有其自身特点，主要表现为溶洞数量多、层数多且尺寸大，部分溶洞有填充物，可能有地下暗河通道等，对工程建设极为不利，且处理起来相当复杂。3桩基工程设计中的主要问题(1)选择合理的桩型和桩基持力层，是设计的关键所在。透彻研究地质勘察资料，结合工程特点，进行技术方案比较，选定合理的设计方案，才能达到经济与技术的合理统一。(2)桩端入持力层(或基岩)深度，是设计的必须确定的技术参数。如嵌岩桩，桩端入基岩的深度不宜盲目过大，否贝0坚硬的基岩将增人施工难度。或者，由于持力层一55— 施工技术广东建材2011年第1期下软弱夹层的存在，过大的入岩深度，只能增加桩身长度到达下面的持力层，这就带来施工成本的增加。(3)j庄端持力层厚度的确定，也是岩溶地区复杂地质条件下设计成功的保证。例如，选用钻孔灌注桩工艺时，持力层为石灰石基岩，特别在溶洞地区，必要时，应用超前钻来确定桩端持力层的厚度。(4)根据工程经验，石灰岩地区应慎重考虑选用预应力管桩(若石灰岩层上面还有适合的持力层，则另当别论)。当有应用的可行性时，可考虑降低单桩承载力，增大桩径等措施予以保证达到设计要求。(5)特别需要指出的是，有时桩基础也并不是岩溶地区的最佳选择。如广州市石井地区某一10层公用工程项目，属于岩溶地区，局部溶洞发育。开始选用高强度预应力管桩，试打时管桩破损率极高。后改用钻孔灌注桩，试钻时又遇到溶洞塌陷问题。最终选择了混凝土搅拌桩来改良地基，提高地基承载力，利用梁式筏板基础直接支承于改良后的地基上，达到了满意的设计效果。这也避免了选用桩基而带来的一系列技术难题。4桩基工程施工中的主要问题及原因根据众多资料和经验表明，岩溶地区的桩基工程在施工过程中，经常遇到的问题及原因概括起来主要有以下几个方面：(1)施工过程中由于扰动周围环境，施工机械钻穿岩溶裂隙，使地下水沿裂隙流失，造成溶洞局部坍塌，严重时可能发生机毁人亡的惨剧。(2)嵌岩深度达不到设计要求，无法满足承载力要求。(3)嵌岩深度虽达到了设计要求，但由于施工过程中由于扰动周围环境，施工机械钻穿岩溶裂隙，使钻机钻进困难。同时，在浇灌混凝土时发生大量漏浆，造成桩身混凝土松散、夹泥等质量问题，导致桩基承载力降低。(4)溶洞较大时抛填片石或黄泥，造成孔底清淤不良，桩底沉渣过厚，未达到终孔条件。(5)鹰嘴岩等溶洞地区特有的地质条件造成了嵌岩深度达到设计要求的假象。(6)复杂的岩溶地质条件造成成孔困难，所成孔的倾斜度超过规范要求。5工程质量控制要点从上述分析桩基工程的设计与施工中的主要问题及原因中可以知道，为了做好岩溶地区桩基工程质量，一56一可以从勘察、设计、施工、检测四个方面来进行分析与控制。5．1勘察必须做好前期地质工作，查明区域地质构造特征，而且要用多种探测手段同时进行。重视岩溶地区水文地质条件、后期开工工程、人为及自然因素影响，充分了解地下水水文性质、水量大小、水位变化及场地附近地下抽取等情况，避免引起建筑物偏斜、沉降、开裂等不良现象发生。地质勘察必须详细、准确。对场地内土层力学性质，基岩埋深和起伏变化，岩溶发育规律和基本形态，尤其是局部形态和分布规律等情况，也要详细查明。对采用端承桩基础的工程，每根桩都要用钻机做超前钻探，查明桩底持力岩层情况。5．2设计在桩基工程设计中，对岩溶地区特殊工程地质条件、水文地质等都要有充分认识，深入了解不同地层条件，要重视桩周土侧摩阻力及桩端摩阻力，了解桩的荷载传递机理，确定适当的嵌岩深度，不要盲目增大嵌岩深度，导致施工困难。另外，应充分考虑岩面以上覆土的力学性质，结合岩土分布特性，采取最合适的桩型。在岩溶地区桩基础的形式一般有人工挖孔桩、预制管桩、锤击灌注桩、钻孔灌注桩和冲孔灌注桩。如果基岩上部有较厚的且强度较高的土层(如残积土、密实沙砾层)等，由于基桩的荷载(轴向力)随深度增加而衰减，其基础可以采用桩端位于土层内的摩擦型桩。文献[踟提出了岩溶地区使用高承载力的桩基。5．3施工对采用不同桩型，应采取不同的控制措施。如人工挖孔桩，可采用钢套管护壁用于防止流沙、流泥和涌水：而采用预制管桩的基础形式，要注意截桩和桩的垂直度：对于复杂岩溶地区需要入岩的灌注桩，应采取措施控制漏浆和塌陷。对基岩面起伏不平及浅层溶洞发育的建筑场地，应采用钻孔、冲孔等嵌岩灌注桩或高压旋喷成桩等处理方法。5．4检测从成桩开始，应充分重视成孔质量检测，对发现的问题应及时解决，保证每一环节的质量。 广东建材2011年第1期施工技术轨道交通站厅改造工程施工陈亮清(广东省工业设备安装公司)摘要：轨道交通站厅改造工程重点在确保不影响地铁运营的条件下进行施工，确保人员安全。关键词：专业多；接口多1工程概述本工程位于轨道交通某站厅层，对站厅层进行改造。具体内容有：(1)拆除、迁移、安装自动售票机、出闸机、验票机：迁移票亭；及相应的管线迁改敷设。(2)不锈钢护栏的改造；导盲带的改造；及大理石地面的破除、重新铺设、疏散指示牌的敷设等。2工程技术特点(1)涉及的专业多。本工程涉及装修、电气、AFC等专业。(2)涉及的接口多。尤其是闸机、验票机、售票机的迁移工作，其系统接口必须跟运营公司的相关部门密切配合。(3)施工工期紧、晚上施工作业时间短。本工程必须在晚上施工，每晚施工的时间比较短。并且必须在亚运前施工完成，因此施工中必须做好周密的施工计划和施工安排，配备精干强力的施工管理人员和作业班组。我公司计划安排有地铁改造经验丰富的管理人员和作业队伍进场施工，确保在规定的工期内施工完成并适当提前完成本项目的施工任务。(4)文明施工要求高。由于本工程的施工是必须保证地铁的白天正常运营，所以必须做好本项目的文明施工。同时做好因施工而一时无法恢复的功能(如、出闸机、售票机、验票机等)时必须做好旅客临时疏导标识牌，并在显眼处挂号告示牌，时旅客疏导有序进行。3主要施工工艺3．1拆除工程施工要点3．1．1大理石拆除(1)由于大理石地面的拆除不是大面积的拆除，很多情况是单块的拆除，因此在拆除前先用手提切割机在要拆除的大理石的边缘往里lOmm的位置进行切割，再将要拆除的的大理石破除，靠近要保留的大理石处采用人工小心凿除，避免破坏不拆除部分的大理石。(2)切割时要控制好深度，避免破除拆除的大理石板而造成周边的大理石损坏或空鼓的质量问题的出现，影响工程质量。在桩基检测方面，加强桩基工程检测力度，引进新【参考文献】的测试手段和方法。对承载力较大的单桩基础，应对全[1]陈易玖t岩溶工程物探勘察的主要进展，广东地质，1999年第部桩基进行动力检测，再根据动力检测结果重点抽选部2期分作竖向抗压静载试验。[2]蒋红斌等，石灰石岩溶地区桩基工程检测成果分析，工程质量，2000年第3期6结语[3]郭贱苟等，岩溶地区桩基础质量问题与对策，广东省既有建筑从本文分析可以看出，桩基工程是一项受多种因素物检测、鉴定、加固与改造学术研讨会论文集，2000年影响的系统工程，要做好桩基工程质量控制工作，必须[4]夏林等，岩溶地譬竺孔灌注桩的设计与施工方案研究，武汉工坠妻咒鹜黧。慧望憋兰登竺．，实事求是，多积累凿勰：麓昙高承载力的桩龇广州建筑靴经验，发展岩溶地区桩型及施工措施。：：：：’=一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“从设计到施工进行全过程跟踪，遇到问题，及时分[6]王离，试论不宜应用预应力管桩的工程地质条件，混凝土与水析，及时解决，消除质量隐患。另外，应不断完善岩溶地泥制品，1995年第1期质条件桩基检测手段，加强技术力量，以科学为依据，避免误判或错判而带来不必要的经济损失。●一57—'