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泥漿護(hù)壁沖擊成孔灌注樁因其可嵌巖深度大,單樁承載力高,成樁質(zhì)量好而被廣泛應(yīng)用在各種基樁工程中。但在巖溶地區(qū),由于巖溶發(fā)育廣泛,地下空洞、暗河、裂隙發(fā)育發(fā)達(dá),使得在該地區(qū)應(yīng)用沖孔灌注樁施工時(shí)常遇到如漏漿、塌陷、卡錘、斜巖、澆注時(shí)堵管、鋼筋籠上浮、斷樁等一系列問(wèn)題,本文就上述問(wèn)題進(jìn)行分析,提出應(yīng)對(duì)措施。
在巖溶地區(qū)成孔過(guò)程中常會(huì)發(fā)生泥漿漏漿,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生塌孔甚至地面塌陷。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的主要原因有:成孔位置存在溶洞、裂隙,當(dāng)重錘穿越溶洞頂部巖石時(shí),若溶洞屬于未填充溶洞,則大量泥漿流入溶洞,造成泥漿液面下降甚至樁孔見(jiàn)底。當(dāng)樁孔沒(méi)有泥漿護(hù)壁支撐時(shí),就容易發(fā)生塌孔事故。若溶洞上部巖石發(fā)生塌落,則有可能造成地面塌陷。
預(yù)防措施:(1)在施工前應(yīng)仔細(xì)研究地勘報(bào)告及樁孔柱狀圖,了解溶洞位置。如報(bào)告上顯示溶洞較大,則可考慮在樁孔周?chē)贾脦讉€(gè)超前鉆,以充分了解溶洞情況。(2)當(dāng)樁錘進(jìn)尺到巖溶頂部附近時(shí)應(yīng)嚴(yán)密觀察泥漿液面是否存在異常。(3)備足制造泥漿所需粘土,水泥等材料,當(dāng)遇到泥漿液面突然下降時(shí)應(yīng)立即補(bǔ)足泥漿以防塌孔。
處理措施:(1)立即回灌泥漿,盡力維持泥漿面高度。(2)回填粘土、水泥,直至泥漿不在流失為止。(3)如果泥漿流失量很大,上述方法沒(méi)有效果時(shí)則考慮拋填片石、粘土,袋裝水泥等,通過(guò)樁錘擊打?qū)⑸鲜霾牧蠑D入裂隙或溶洞內(nèi),使樁壁穩(wěn)定。
卡錘產(chǎn)生的原因多見(jiàn)于在穿越溶洞時(shí)發(fā)生,當(dāng)重錘擊穿溶洞頂部巖石后錘頂被洞口周?chē)鷰r石阻擋,造成樁錘無(wú)法拉起。埋錘則多見(jiàn)于塌孔時(shí)提錘不及時(shí)或孔底沉渣過(guò)厚造成提錘困難,如施工單位對(duì)于打撈埋錘、卡錘沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)則很有可能造成該樁孔報(bào)廢,造成重大損失。
對(duì)于卡錘及埋錘的打撈方法主要有以下幾種:(1)提錘沖頂法:當(dāng)樁錘卡在樁孔中間某個(gè)位置時(shí),可先將樁錘下落30~50cm,然后反復(fù)提錘、落錘,利用錘頂沖擊卡阻部位,同時(shí),應(yīng)保證泥漿循環(huán)正常進(jìn)行,比重控制在1.2~1.5范圍內(nèi)。(2)小孔沉渣法:當(dāng)樁錘被樁底砂、碎石等掩埋時(shí),可采用在樁孔內(nèi)側(cè)重新沖進(jìn)一個(gè)樁孔,該樁孔應(yīng)比原樁孔深0.5~1m,通過(guò)用大導(dǎo)管進(jìn)行泥漿循環(huán),將孔底內(nèi)沉渣至泥漿池內(nèi)。
(1)造成樁孔偏斜的主要原因有:①灰?guī)r基面起伏經(jīng)常很大,基巖面傾角過(guò)大,至使樁錘在進(jìn)尺過(guò)程中順基巖下滑,造成樁孔偏斜。②土層中夾雜斜巖或孤石。當(dāng)樁錘在土層中遇到斜巖及孤石時(shí),貫入度突然變小,樁錘偏移,造成樁孔偏移。
(2)處理措施:①掌握地勘報(bào)告及超前鉆等資料,判斷該孔的地質(zhì)特征。②在進(jìn)尺到斜巖或基巖面上0.5~1m時(shí),應(yīng)將樁錘行程縮短,采用低錘密打的方法在基巖面上擊打出臺(tái)階面。③當(dāng)上述方法效果不佳時(shí)應(yīng)向孔底拋填部分片石,孔底處于同一平面,然后采用低錘密打的方式緩慢進(jìn)尺,直至將樁孔偏斜糾正。
(1)孔壁坍塌的原因:①在成孔過(guò)程中因溶洞坍塌等地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生造成孔壁坍塌。②由于在成孔或成孔后泥漿密度太小,無(wú)法平衡孔壁土壓力,造成孔壁坍塌。
(2)孔壁坍塌的預(yù)防和處理:①控制泥漿密度,使其比重在1.2~1.5的范圍內(nèi)。②嚴(yán)密觀察泥漿液面高度,避免泥漿大量流失后未及時(shí)采取措施補(bǔ)足泥漿。③當(dāng)孔壁坍塌嚴(yán)重時(shí),應(yīng)立即采取回填粘土,片石,泥沙等材料至孔口,待觀察10~15d后再重新定位沖孔。
巖溶地區(qū)進(jìn)行水下砼的灌注時(shí)常遇到的問(wèn)題有串孔跑漿及第一斗砼灌注時(shí)不能將孔底泥漿及沉渣上翻,使得導(dǎo)管在砼內(nèi)埋置深度不足造成樁身夾泥甚至斷樁等現(xiàn)象。
由于巖溶地區(qū)溶洞、裂隙等發(fā)育發(fā)達(dá),同一區(qū)域內(nèi)常見(jiàn)到溶洞串連的現(xiàn)象。當(dāng)在澆注一根樁的樁身砼時(shí),有可能在附近未灌注砼的樁孔出現(xiàn)泥漿面抬升,甚至有砼冒出的現(xiàn)象。主要原因是由于砼密度大于泥漿,其作用在溶洞附近孔壁的壓力大于其所能承受的壓力造成砼流失。
預(yù)防措施:應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求合理安排施工順序,避免相鄰樁孔同時(shí)施工,以減少串孔跑漿的發(fā)生。
處理措施:當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí),應(yīng)立即對(duì)冒漿的樁孔進(jìn)行封堵,采用粘土、泥沙、水泥混合回填的方式堵住串漿的孔壁,并加快正在澆注砼的速度,避免泥漿進(jìn)入導(dǎo)管造成斷樁。
斷樁的原因有很多,但在巖溶地區(qū)造成斷樁的原因除了設(shè)備、人員操作、砼質(zhì)量等問(wèn)題外,還有樁孔內(nèi)溶洞的影響。當(dāng)樁孔內(nèi)溶洞屬于串聯(lián)式或存在地下暗河等情況時(shí),由于澆注的砼對(duì)溶洞周?chē)妆谛纬傻膲毫^(guò)大,導(dǎo)致孔壁局部崩塌,從而使砼大量流失,造成導(dǎo)管埋置在砼下深度不足而造成斷樁。如果無(wú)法對(duì)該溶洞或地下暗河進(jìn)行封堵,則可考慮采用放置鋼套筒的形式對(duì)砼進(jìn)行約束。鋼套筒的高度應(yīng)高于實(shí)測(cè)溶洞頂標(biāo)高1~2m。
本文僅是筆者對(duì)在巖溶地區(qū)進(jìn)行沖孔灌注樁施工時(shí)所遇問(wèn)題進(jìn)行的有限分析,可能并不全面,文中的預(yù)防及處理措施也僅是我們的初步實(shí)踐,仍有待完善和提高。
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