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广 橱携建设 [ 文章编号] 1 6 7 2 7 0 4 5 2 0 0 9 0 3 0 1 0 3 0 3 ■ 蒋 达 摘要 本文主要针对岩溶区 桩基础施工 中常遇到 的几个难题 ， 结合境外桩 基施工项 目实例 ， 介 绍 处理 偏孔 、 孔 内漏 浆、 穿越 溶洞卡 锤 等 问题 的 实用方 法和施 工经验 。 关键词 岩溶区桩基施工 冲 孔桩 [ 中图分类号] T U 7 5 3 。 3 [ 文献标识码] B 1 岩溶地区冲孔桩施工问题 冲孔嵌岩桩是一种常见 的基 础形式， 在我国南方地 区 特别是 岩溶地 区 采用较多， 其建筑桩基 设计等级大部分为甲级或乙级， 建 筑物上部荷载通过桩身传至桩端 持力层 中风化或微风化碳酸 盐 岩 。桩身质量的好坏直接影响着 建筑物的安全， 其中桩位偏差、 桩 身的垂直度、 桩端是否全断面嵌岩 等是衡量桩身质量的重要指标 。 然而， 在岩溶区， 由于岩溶发育与 岩性、 地质构造、 地形等关系密切， 岩溶的发育形态差异很大， 在基岩 面 常具有凹凸不平 、 高差大的特 征 ， 基岩面以下常发育溶洞及溶 隙， 因此在岩溶地区进行冲孔嵌岩 桩施工， 经常会遇到桩孔在施工到 基岩面时发生偏孔； 在穿越溶洞 、 溶隙时发生漏浆及卡锤等现象， 从 而导致桩位偏差、 桩孔垂直度达不 到规范要求、 桩端是否全断面嵌岩 也不易判断， 而这些问题如解决不 好将会直接影响到工程质量和施 工 进度 。 核工业柳州工程勘察院在岩 溶区从事冲孔嵌岩桩施工多年， 承 接和完成 了多个大中型项 目的冲 孔嵌岩桩施工， 积累了较多的应对 桩基础施工中偏孔、 漏浆、 卡锤等 难题的经验和方法。笔者将通过 介绍越南海 防电厂工程的桩基施 工实例， 简要说明在岩溶地区冲孔 嵌岩灌注桩施工成孔过程中处理 偏孔、 漏浆和卡锤等难题的施工预 案编制和实践。 2 工程概况 越南海防一期23 0 0 M W 火电 机组工程， 由中、 越、 日三国联合投 资， 总投资为 5 ． 9 亿美元。该项 目 工程位于越南海防市三星镇， 其北 面毗邻G I A 河， 由我国西北电力设 计研究院设计， 核工业柳州工程勘 察院承包桩基础施工。其 中主厂 房 、 锅炉房、 烟 囱、 循环泵站 、 煤码 头、 综合办公楼等工程基础均为冲 孑 L 桩基础， 数量约有近4 0 0 0 根桩， 桩 径 有 8 0 0 m m 、 9 0 0 m m 、 l O 0 0 m m不 等 。 2o o9．3 ⋯●●●●●-● I 逸谴 ● 越 南 海 防 火 电 厂 工 程 桩 基 施 工 实 例 与 效 果 者溶地区冲孔桩旋工问题与对策 广 城 撼．建 彳 殳 厂址 区地层结构为 上部为 第四系湖海相沉积层， 厚度一般 在2 2 m～ 4 6 m ， 表层为人工填土， 厚 度一般在 2 m～ 4 m ， 下伏泥盆系灰 岩 。场 地基 岩岩 溶较 发育 ， 主要 表现为溶槽和溶洞， 基岩面起伏 大； 岩面埋深最浅 2 2 ． 6 0 m ， 最深达 5 9 ． 2 0 m ， 高差最大达 3 6 ． 3 0 m 。溶 洞以充填型溶洞为主， 经超前钻， 遇洞率达 1 9 ． 6 ％ ， 充填物主要 由海 相 沉积物及岩石碎块混合物组 成， 一些洞穴为含砾粉质的粘土 和砾砂所充填， 局部遇有空洞穴， 钻进时有漏水现象。 场区地下水埋深为0 ． 8 5 m ， 深 度变幅为0 ． 5 m～2 ． 5 m 。地下水埋 深标高为 1 ． 3 7 8 ～ o ． 2 1 2 。地下 水主要赋存于粉土中， 与河水联 系密切， 河水位 又受海水潮汐的 影 响明显。 本桩基工程机械成孔桩采用 冲击成孔灌注桩， 桩端持力层采 用中 ～微风化灰岩 ， 桩端全断面 进入持力层不小于 1 ． 0 m ， 部分不 小于 2 ． O m 。 8 0 0 桩单桩竖 向承载力特 征值不小于 2 5 0 0 k N ， 1 0 0 0 桩 单 桩 竖 向承 载 力 特 征 值 不 小 于 3500kN。 桩基施工完毕后， 按设计要 求及施工实际情况进行高应变和 低应变检测， 以验证桩身的完整 性、 密实性及强度。 3 对策措施 本场地基桩持力层为中 ～微 风化灰岩， 岩溶较发育， 基岩面起 伏较大。为了保证施工进度和成 桩质量， 根据场地工程地质条件 和设计要求， 充分研究分析超前 钻资料， 针对基桩施工中可能发 生的桩孔偏斜、 卡锤 、 漏浆等情况 制定相应的施工预案。 3 ． 1 处理基岩面偏孔的施工预案 预案① 当冲击至基岩表面 遇溶槽时， 若桩孔发生偏斜， 可往 桩孔内投入粘土夹2 0 c m ～3 0 c m 左 右大小的块石 块石约 占8 0 ％ ， 填 至高度超过偏斜段顶部 1 m～ 2 m ， 然后低锤快击成一 紧密平台后， 经施工技术人员确认桩孔垂直度 偏差在规范要求范围内后再进行 正常冲击。 预案② 若以上方法无效， 说 明岩面倾角陡， 则可先冲击至溶 槽底部， 形成一个稳定的“ 基岩平 台” ， 下导管清孔， 灌注强度等级 为 C 4 0的 混 凝 土 至 基 岩 面 以 上 2 m～ 3 m ， 待砼龄期超过 1 5 天， 混凝 土强度可达设计值7 0 ％ 以上时， 再 采用小冲程冲击成孔 。 预案③ 先冲击至溶槽底部， 探测岩壁高差度， 再用 l O O m 型钻 机在桩孔 中岩面较高一侧 距桩 孔壁约5 0 c m 岩壁施工 1 ～ 2 个 9 1 m m 小孔 下套管护孑 L ， 小孔孔 深要超过溶槽底部 0 ． 5 m 左右， 用 适量乳化炸药对溶槽岩壁进行爆 破处理， 使溶槽岩壁岩石松动， 再 在桩孔内投入适量块石粘土混合 物至基岩面 以上 2 m～ 3 m ， 小冲程 冲击成孔。 3 ． 2 处理溶洞偏于 L 的施工预案 在穿越溶洞时如发生桩孔偏 斜， 可往桩孔内投入块石， 投入块 石高度要超过偏斜段 2 m～ 3 m ， 重 新冲击成孑 L 可重复多次 ， 直至 达到规范和设计要求。 3 ． 3 预防、 处理卡锤、 掉锤的施 工预案 应根据钻探资料， 及 时掌握 桩孑 L 深度， 当冲击到距溶洞顶板 0 ． 5 m 时， 应改为冲程高度为 1 m 的 小冲程冲进， 以防止冲锤在穿越 溶洞顶板时突入溶洞， 发生卡锤 事故。同时在穿越溶洞过程 中都 应以小冲程冲进， 以防冲锤发生 滑移， 而发生跑锤卡锤事故。在 冲击至溶洞底板时要采用低锤快 击冲击法进行施工， 同时要往孔 底投入适量的块石， 以防止桩孔 在溶洞底部偏斜 。如发生卡锤 ， 应采用交替松紧绳、 爆破松动等 办法及时处理， 如发生掉锤， 可用 打捞钩打捞， 亦可请有资质的打 捞公司派潜水员进行处理。 3 ． 4 处理岩溶漏浆的施工预案 桩孔施工过程中遇溶洞、 溶 隙等可能 会发生漏浆现象 。具体 处理方法如下 预案① 如发生桩孔少量漏 浆， 可适时补充泥浆， 同时往桩孔 内投入一定量的袋装粘土 或高 岭土 ， 边陲击边造浆， 把部分粘 土 高岭土 挤入溶洞或裂隙中起 到堵塞的作用， 达到堵漏目的； 同 时也提高了泥浆浓度， 起到护壁 堵漏的作用。 预案② 如漏浆量较大， 在多 次投入粘土堵漏无效的状况下， 可投入一定量的袋装水泥， 再用 冲锤冲溶， 形成水泥浆， 让水泥浆 渗漏到裂隙、 溶洞中， 待水泥浆终 凝后再进行施工， 如效果不佳， 可 重复 3 4 次以达到堵漏目的。上 述措施如无效， 可灌注水泥砂浆 进行堵漏， 待砂浆终凝后再进行 施工 。 预案③ 如遇较大的空洞或 较大的淤泥充填溶洞， 施工时会 漏浆或溶洞段桩孔严重缩径甚至 垮孔， 遇此情况时， 可往桩孔 内投 ． 9 _ I 广 城携建彳 艾 人一定量 的块石与粘土， 然后进 行小冲程冲击， 把石块、 粘土和碴 块挤入溶洞， 形成强度较高的人 造孔壁， 一般反复二至三次可达 到堵漏及成孔 目的。同时也可减 少成桩 时的混凝土灌注量， 以节 约成本 。 预案④ 如遇特殊情况， 在采 用上述 3 种方法均无效的情况下， 可采用钢护筒进行成孔堵漏。钢 护筒规格要求如下 长度要大于 溶洞高度2 m ～3 m ， 钢片厚度 3 m m ～ 4 m m 。钢护筒下端要入溶洞底部 大于 0 ． 5 m ， 上端要高 出溶洞顶部 1 m ～2 m ， 冲击施 工时要采用小冲 程冲击， 确保冲锤在钢护筒高度 内冲进， 以免损坏护筒。 4 处理效果 由于预先制定了成桩施工预 案， 在施 工 中所遇到的偏孔 、 漏 浆、 掉锤、 卡锤等问题均按上述成 桩施工预案进行 了成功处理， 桩 孔的成桩速度和成桩质量均得到 了保证。在对 1 号主厂房、 2 号锅 炉的 7 6 9 根成桩数量进行统计时 发现， 桩位基岩无溶洞的成桩数 量有 6 8 3 根， 其桩成桩用的混凝土 的平均充盈系数为 1 ． 4 7 ； 穿越溶 洞的成桩数量有 8 6 根， 其桩成桩 用 的混凝 土的平均 充盈系数为 1 ． 7 1 ， 平均充盈系数相差不大。 待穿越溶洞桩浇灌砼龄满 2 8 天 后 ， 通 过 对 1 B 8 5 、 I B 2 7 3 、 2 G 1 4 0 、 2 G 1 4 4 等8 6 根穿越溶洞桩进行高 应变检测 或静载试验 ， 结果表 明， 桩身完整， 承载力满足设计要 求 ， 其 中 I类桩 7 8根 ，Ⅱ类桩 8 根； 对桩位基岩无溶洞桩抽取了 1 4 0 根作超声波检测， 结论是桩身 完整， 成桩质量为优 良。该项 目 的成桩工艺、 施工方法及桩身质 量得到了越南海防火电厂项目管 理部及该项 目的国 际监理 的肯 定， 为祖国争得了荣誉。 5 结束语 上述施工方法是核工业柳州 工程勘察院技术人员及笔者在岩 溶地区多个桩基项 目施工 中积累 的一些实践经验， 仅供参考 。诚 然， 岩溶地 区嵌岩灌注桩 的施工 难题尚有待岩土工程界研究出更 先进的设备 、 更科学的技术并进 行更深入的总结后才能得到真正 的解决。 参考文献 【 l 】 G B 5 0 0 2 1 - 2 0 0 1 ， 岩 土 工 程 勘 察规 范[ s 】 ． [ 2 ] G B 5 0 0 0 7 - 2 0 0 2 ， 建 筑 地 基 基础设计规 范[ s ] ． [ 3 ] J G J 9 4 - 9 4 ， 建 筑桩 基技 术 规 范【 s 】 ． 【 4 ] J G J 8 7 - 9 2 ， 建 筑 工程 地质 钻探技 术标 准[ s ] ． 作 者 单 位 核 工 业 柳 州- T程 勘 察 院 ， 广 西 柳 州 5 4 5 0 0 5
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