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岩溶地区桩基施工技术及处理方法

摘要:岩溶地貌又称喀斯特地貌,在我国西南地区分布较为广泛。岩溶地区的桩基施工一直是建筑工程建设中的一大难题。近年来,随着我国西南地区建筑业的飞速发展,加大对岩溶地区建筑房屋工程桩基施工技术和处理方法的研究已迫在眉睫。本文结合笔者多年经验,对岩溶地区桩基施工技术和具体处理方法进行了较为深入的分析。
关键词:岩溶地区;桩基;施工技术;处理方法
  引言:
  石灰岩等可溶性的岩层,在流水的长期化学作用和机械作用下所产生的特殊地貌形态和水文地质现象等统称为岩溶,也称为喀斯特地貌。岩溶地区工程地质条件复杂,地下溶洞发育,对建筑工程桩基施工具有较大的负面影响。因此,加强对岩溶地区桩基施工处理方法的研究对促进西南地区建筑业的发展具有重要意义。
  一、 充分做好施工前的准备工作
  一)全面岩溶场地勘查
  建筑工程桩基础作为地下隐蔽工程,如果遇到溶洞则会给施工带来很大困难。而且,如任何一个环节有疏忽,处理不当往往会造成掉钻、卡锤、漏浆、塌孔等事故发生,影响工程施工质量,严重的甚至会威胁到建筑物的使用寿命和安全性。因此,在施进行桩基施工之前,必须要事先对岩溶场地进行勘察,充分了解建筑工程桩基所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小以及空间分布等等具体情况,另外还要对建筑场地的适宜性以及地基的稳定性作出确切的评价,并采取稳妥的措施,进而保证施工的顺利进行。
  二)平整场地,做好钻孔施工平台
  除了对岩溶场地进行勘察之外,在桩基施工之前还要根据现场实际情况平整场地,做好钻孔施工平台。对于溶洞较复杂的情况,泥浆池应尽可能大些,尽量储备能满足具体施工需求的泥浆量。还要结合现场地形状况,铺设给水管道。另外,鉴于溶洞的复杂情况,通常要在附近备好漏浆回填所需的黏土、片石以及水泥等,以便漏浆时能迅速补给从而避免孔内发生大面积坍塌。
  三)结合工程地质情况,决定开孔顺序,做好技术交底
  一般情况下,要在综合考虑地质岩溶节理裂隙走向,溶洞的大小、岩面的高低等条件,并遵循由深到浅、由多到少、由大到小的原则确定开孔顺序,以便于及时封闭溶洞,隔断通道。另外,对特大型溶洞或者地质较复杂溶洞,必须要事先制定好具体的处理措施,备足材料。如果溶洞形状较复杂,或者是多层溶洞,就需要提出地质钻孔资料,采取技术措施保证施工质量和安全,而且在开工前还要向施工人员进行技术交底。
  二、 溶洞桩基施工方法
  根据溶洞具体情况的不同,在建筑工程桩基施工过程中通常采取不同的方法。下面主要针对片石粘土筑壁法、钢护筒跟进法、注浆法等进行了分析。
  一)片石粘土筑壁法
  对于高度不太大(一般在3m以内)、内无充填或半充填的溶洞,且存在严重漏水,难以保持护筒内水头高度的情况下,可采用片石加粘土(按1:1体积比)进行回填冲击,使其形成泥石护壁。经过反复多次回填、反复冲击直至形成泥石护壁且不再漏浆为止,这也是一种比较成熟的施工方法。
  采用粘土片石筑壁法施工时,必须保证钢护简穿透砂砾和卵石层等透水层,座落在不透水的亚粘土层上,从而有效防止因溶洞漏水或是水头高度急剧下降造成坍孔现象。另外,在地下水容易控制的地质情况下,也可采取人工挖孔、砼护壁的方法施工,这种方法速度快、质量好、成本低,使用这种方法也要求将钢护简穿透透水层,座落在亚粘土层上。
  二)钢护筒跟进法
  如果溶洞较大,洞内无充填物或流塑充填物,且漏水严重,采取片石加粘土方法反复打密仍无法形成泥石护壁,在这种情况下,则需要采取钢护筒跳进法施工。所谓钢护筒跟进法就是一面冲孔,一面接护筒,并将其震动下沉至已钻成的孔内,以隔断溶洞内流塑充填物或水的活动。
  总的来说,钢护筒跟进有两种施工方法:冲击钻成孔钢护筒跟进法;桩孔穿过多个溶洞,并且均已成功造壁,在下面冲孔时,上面的泥石护壁坍塌漏水且无法解决时,可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏,漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。
  如果遇到地下水非常丰富、桩孔内的水不易抽干,而且人工无法挖孔作业的情况,通常要采用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工。在施工过程中,要充分利用冲击钻的扩孔性能,保证钢护筒顺利下沉。一般来说,钻头外径与钢护筒内径的空隙应该控制在3-5cm。如果护筒跟进困难,通常要先下大护筒后下小护筒,然后割掉在大护筒下缘以上的内护筒,保证桩砼与外护筒的连接。
  如果在坚硬的岩石中,冲击钻的扩孔系数较小,难以使钢护筒下沉时,则应采用小药量电雷管进行焊破,以保证钢护筒的顺利下沉,可在井口上部估一个简易导向装置进行控制。
  为保证钢护筒顺利下滑,必须要确保桩孔竖直,无歪斜、缩颈问题。钢护筒孔径要准确,连接顺直,并用卷板机成型。且要有一定的刚度,以8-10mm为宜。
  三)帷幕注浆法
  如果溶洞高度在8m以上,一般要采用帷幕注浆法。通常要采用水泥砂浆进行单管注浆,注浆压力一般应控制在0.5—1.0Mpa范围内,帷幕的范围以桩中心以外5m,每隔一米提管一次,注浆孔间距为3—5m。在距离桩周边5米的范围布置钻孔位置,且不得随意调整,同时需要设置护桩。另外,必须选用合适地质钻机或者潜孔钻机并且要配置好压浆机,保证注浆工作与钻桩工作同步,切实控制成孔空闲时间,不宜过长。钻孔采用隔行跳打,不得漏钻,保证孔壁垂直。
  在成孔之后,要及时安放注浆管,连接注浆机,调整设备,确保设备工作正常,拌合水泥砂浆确保其中无结块。进行注浆首先要将注浆管设置于距孔底0.5m处,注浆开始采用0.4Mpa的注浆压力,在预定位置上,用低压送浆,在浆液充足后采用1.0Mpa的压力持压要大于10分钟,然后提管1m,继续下一阶段的注浆工作。
  四)注浆法
  如果溶洞层数较多且呈串珠状,大小位于0.5m-3m之间,且土层中有较厚的砂层,通常情况下应采用预先压注水泥浆的方法,压注压力应控制在0.4Mpa之内,在稳定两秒后再进行下一个孔的注浆。等到注浆工作完成24小时后开始钻进。

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