□ 徐麗麗 韋 捷

廣西壯族自治區(qū)桂林市是桂湘黔粵交界區(qū)域中心城市，屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候型溶蝕侵蝕區(qū)，是典型的喀斯特巖溶地貌[1]。場(chǎng)地地基的喀斯特地貌特征主要包括地表存在溶溝、喀斯特漏斗、土洞、溶蝕洼地、地下有溶洞與地下河、暗湖等，給道路、橋梁及高層建筑的地基處理帶來挑戰(zhàn)。前人或圍繞旋挖成孔中溶洞的處理方法，或圍繞巖溶地區(qū)旋挖樁施工操作要點(diǎn)，或圍繞旋挖樁施工常見問題進(jìn)行各自探討。包長(zhǎng)泰[2]以南寧申龍新能源汽車生產(chǎn)項(xiàng)目的樁基施工為例，總結(jié)不同的溶洞處理方法；湯偉等[3]研究了在規(guī)范要求的樁端影響范圍內(nèi)灌注C30微膨脹水泥漿處理串珠洞的方法；賓善標(biāo)[4]則通過對(duì)地下水位較高的溶洞無法成孔進(jìn)行分析，研究“水泥漿—硅酸鈉”雙液注漿的工藝原理及材料制備，揭示其處理地下水位高的溶洞的有效性和經(jīng)濟(jì)性；劉城[5]通過分析膨潤(rùn)土泥漿的物理性能和作用原理，并結(jié)合工程案例，研究不同配比的泥漿性能，揭示膨潤(rùn)土泥漿在巖溶區(qū)旋挖樁施工工藝中的應(yīng)用效果；王迎軍[6]對(duì)在巖溶地區(qū)旋挖樁的鉆孔成孔要點(diǎn)進(jìn)行了高度概括和總結(jié)；王家全[7]通過對(duì)巖溶區(qū)旋挖樁施工質(zhì)量進(jìn)行分析，研究巖溶地質(zhì)條件下旋挖樁的施工工藝改進(jìn)，并結(jié)合巖溶場(chǎng)地不同旋挖成孔施工工藝下基樁質(zhì)量的差異對(duì)比，揭示了旋挖控制工藝是影響巖溶地區(qū)旋挖灌注樁成樁質(zhì)量的主要因素。本文以桂林市某旋挖樁工程為研究對(duì)象，結(jié)合前人的研究成果，分析闡述巖溶場(chǎng)地內(nèi)，旋挖樁遇溶洞鉆進(jìn)的施工控制要點(diǎn)。

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程概況

桂林某商品住宅項(xiàng)目位于桂林市靈川縣大圩鎮(zhèn)X113縣道旁，設(shè)計(jì)樓高14層，部分地段設(shè)地下室一層，采用框架結(jié)構(gòu)，該建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選用樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)安全等級(jí)為二級(jí)，樁直徑采用1200mm、1400mm、1600mm、1800mm，以較完整石灰?guī)r作為樁端持力層，設(shè)計(jì)選用旋挖成孔灌注樁，樁身混凝土為C30。

1.2 工程地質(zhì)情況

根據(jù)地勘報(bào)告及區(qū)域施工經(jīng)驗(yàn)，場(chǎng)地位于碳酸鹽巖溶發(fā)育強(qiáng)烈區(qū)，淺層地下溶洞及溶蝕裂隙強(qiáng)烈發(fā)育，場(chǎng)地內(nèi)地下水位位于巖土界面以上，且豐富活躍，具備形成土洞和巖溶塌陷的條件。場(chǎng)地鉆探所揭露溶洞大部分卵礫石、砂及黏性土充填，基巖面普遍埋深較淺，局部較深，淺層巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，屬典型的喀斯特地貌特征。

2 項(xiàng)目施工難點(diǎn)分析及防治措施

2.1 溶洞壁硬度高，旋挖樁施工鉆進(jìn)困難

（1）難點(diǎn)：在整個(gè)樁基工程中，大于4m的溶洞率高達(dá)56%，最高的溶洞有13.6m，并且場(chǎng)地內(nèi)地下水位高，旋挖成孔較為不利的因素主要有半邊巖及溶洞，個(gè)別需要穿過兩個(gè)溶洞以及溶洞中間厚達(dá)6m的較完整灰?guī)r。溶洞壁、串珠溶洞中間層的灰?guī)r硬度高，極易引起旋挖樁鉆錐跳動(dòng)，一旦鉆進(jìn)速度控制不當(dāng)，鉆桿擺動(dòng)，導(dǎo)致鉆錐偏斜，施工質(zhì)量難以保證。

（2）采取措施：在鉆進(jìn)溶洞、半邊巖、孤石或進(jìn)入灰?guī)r層時(shí)，提前預(yù)判，選擇低擋慢速鉆進(jìn)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速參數(shù)取值為13v/min～40v/min。為防止在遇較硬巖層時(shí)發(fā)生卡鉆、偏斜等事故，在距離溶洞頂板0.5m處采用研磨鉆進(jìn)的方法穿越溶洞[3]。串珠溶洞間隔中的較完整灰?guī)r因厚度不足需要穿越，可通過采用研磨慢速鉆進(jìn)方式，取得較好效果。鉆孔施工過程中如遇糾偏、塌孔無法持續(xù)成孔，可采用孔內(nèi)回填低標(biāo)號(hào)混凝土，從塌（偏）孔部位的底部，回填至未發(fā)生塌（偏）孔區(qū)段的臨界面或以上，待回填的低標(biāo)號(hào)混凝土達(dá)到終凝后再進(jìn)行二次成孔。

2.2 溶洞內(nèi)充填卵石層，易導(dǎo)致孔壁塌落

（1）難點(diǎn)：根據(jù)超前鉆地勘資料，顯示部分溶洞內(nèi)充填卵石、粗砂層，而卵石、粗砂層黏性不足，普通的泥漿護(hù)壁極易塌落，樁身范圍內(nèi)圓礫、中粗砂層的孔壁塌落、清底工作極其重要。

（2）采取措施：對(duì)于樁身范圍內(nèi)圓礫、中粗砂層，采用振動(dòng)錘打入長(zhǎng)鋼套筒穿越易塌地層，直至巖面，并對(duì)清底斗進(jìn)行清孔作業(yè)。首先通過定位的控制樁放樣，把鉆孔位置標(biāo)于坑底，鉆尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)旋挖至一定深度取出土（巖）后下放護(hù)筒；再把護(hù)筒吊放進(jìn)坑內(nèi)，找出護(hù)筒的圓心位置，用十字線在護(hù)筒頂部或底部，移動(dòng)護(hù)筒使護(hù)筒中心與鉆孔中心位置重合，同時(shí)用水平尺或垂球檢查，保證護(hù)筒豎直。此后在護(hù)筒周圍對(duì)稱、均勻回填最佳含水量的黏土，需分層夯實(shí)，以達(dá)到最佳密實(shí)度，夯填時(shí)要防止護(hù)筒偏斜。待樁成孔澆筑完畢，采用振動(dòng)錘拔出鋼套筒，可循環(huán)使用，如圖1所示。

圖1 振動(dòng)錘打拔長(zhǎng)護(hù)筒：鋼護(hù)筒全斷面跟進(jìn)

2.3 過大溶洞易致樁身偏斜，孔底沉渣過多

（1）難點(diǎn)：溶洞過大，一方面旋挖鉆進(jìn)容易偏斜，導(dǎo)致樁身傾斜，另一方面孔底沉渣過多，不易控制。

（2）處理措施：樁身范圍內(nèi)單層溶洞不超過2m高度的樁，采用定位護(hù)筒，且控制護(hù)筒頂部高出地面0.3m左右，埋深2m～3m；而對(duì)于樁身范圍內(nèi)單層溶洞超過2m高度且溶洞貫通范圍較大的樁，應(yīng)用鋼套筒全程跟進(jìn)避免偏斜，邊鉆邊接，穿越溶洞內(nèi)易塌地層，直至設(shè)計(jì)基巖面。當(dāng)鉆進(jìn)設(shè)計(jì)要求的入巖深度后，利用專業(yè)清底鉆頭進(jìn)行清底，同時(shí)專人測(cè)量樁深度，待清底完成后，立即安放鋼筋籠，澆筑樁身混凝土。

2.4 露天溶洞附近區(qū)域承載力低，機(jī)械進(jìn)場(chǎng)困難

（1）難點(diǎn)：對(duì)于尺寸較大的露天溶洞，當(dāng)溶洞表面周邊分布的巖石為破碎帶巖層時(shí)，其承載力較差，而一般的旋挖鉆機(jī)整機(jī)作業(yè)狀態(tài)重量約為128t，露天溶洞對(duì)機(jī)械作業(yè)和人員活動(dòng)造成威脅。

（2）處理措施：為保證旋挖鉆機(jī)及施工人員的安全，施工前對(duì)露天溶洞回填物料，可利用低標(biāo)號(hào)水下混凝土結(jié)合少量片石回填，直至溶洞表面填充完整，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)穩(wěn)定。待所填混凝土達(dá)到終凝后，再開展樁基施工。如本工程場(chǎng)地內(nèi)有一處露天溶洞，初步測(cè)量其尺寸為：長(zhǎng)6m×寬6m，深度為2m～4m，經(jīng)測(cè)量放樣，發(fā)現(xiàn)露天溶洞的范圍內(nèi)有一根獨(dú)立基礎(chǔ)樁，該樁未做超前鉆，所揭露的溶洞為空洞，溶洞表面周邊分布的巖石為破碎帶巖層，承載力較差，通過回填低標(biāo)號(hào)混凝土，再行施工，效果良好。

2.5 地下水豐富，泥漿護(hù)壁難控制

（1）難點(diǎn)：巖溶區(qū)域地下水豐富，暗河、暗溝交錯(cuò)，而旋挖樁的護(hù)壁有賴于質(zhì)量好、黏度高的泥漿，因此巖溶場(chǎng)地旋挖樁泥漿的制備和指標(biāo)控制要采取一定措施。

（2）處理措施：在鉆進(jìn)過程中及時(shí)查看地下水情況，根據(jù)水量及時(shí)調(diào)整泥漿黏度，利用地層黏工心中有數(shù)土自然造漿，也可采用化合物泥漿[5]或膨潤(rùn)土泥漿[2]。自然泥漿性能指標(biāo)見表1，當(dāng)其稠度不能滿足要求時(shí)，選擇膨潤(rùn)土造漿，確保稠度，同時(shí)派專人隨時(shí)查看孔壁，及時(shí)調(diào)整，保證不塌孔、不縮孔。樁孔施工采用一次性全面不間斷作業(yè)，施工中根據(jù)出渣情況判斷土層結(jié)構(gòu)，及時(shí)合理調(diào)整泥漿性能指標(biāo)，遇松散地層時(shí)適當(dāng)增大泥漿相對(duì)密度和黏度，盡量減輕沖液對(duì)孔壁的影響，同時(shí)降低轉(zhuǎn)速和鉆壓以滿足施工質(zhì)量控制要求。

表1 泥漿性能指標(biāo)

2.6 溶洞分布廣而雜，導(dǎo)致施工工藝復(fù)雜

旋挖控制工藝是影響巖溶地區(qū)旋挖灌注樁成樁質(zhì)量的主要因素[6]。一是選擇有巖溶地區(qū)挖樁經(jīng)驗(yàn)以及責(zé)任心強(qiáng)的施工隊(duì)伍，編制更具有針對(duì)性的施工方案，做好施工工藝培訓(xùn)和安全教育，對(duì)巖溶場(chǎng)地地勘資料及超前鉆資料進(jìn)行深入研究，提前判斷溶洞情況，調(diào)配更合適的旋挖樁機(jī)及鉆頭，做到對(duì)整個(gè)旋挖樁施工心中有數(shù)。二是在施工中對(duì)溶洞區(qū)域鉆孔內(nèi)的水頭高度，密切關(guān)注鉆孔排渣、提錐除土以及鉆機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，做到能預(yù)測(cè)問題、及時(shí)排查和解決問題；非溶洞區(qū)的泥漿相對(duì)密度和黏度，也要保證觀察和檢測(cè)，因故停鉆時(shí)，應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和要求的泥漿性能指標(biāo)，以防塌孔。三是溶洞處的鉆孔作業(yè)應(yīng)提前預(yù)判，開始后應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)做好交接，確保不會(huì)盲目鉆進(jìn)；通過排渣隨時(shí)注意土層變化情況，在土層變化處撈取渣樣，進(jìn)行地勘圖紙與實(shí)際的對(duì)比，若有重大出入，應(yīng)及時(shí)調(diào)整措施，保證施工質(zhì)量。四是操作人員升降鉆錐應(yīng)平穩(wěn)，切忌晃動(dòng)，鉆錐出井口時(shí)，做好保護(hù)防止碰撞護(hù)筒、孔壁，同時(shí)防止鉤掛護(hù)筒底部，迅速拆裝鉆桿。

3 結(jié)論

廣西的喀斯特地貌分布范圍較廣，而絕大多數(shù)巖溶對(duì)工程地基影響較大，適合巖溶地區(qū)的樁基形式主要是灌注樁[1]，而旋挖灌注樁因高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在巖溶地區(qū)的樁基應(yīng)用中也越來越多。但遇溶洞的施工技術(shù)、成孔質(zhì)量控制與普通地基不一樣，施工單位應(yīng)結(jié)合超前鉆資料，編制更具有針對(duì)性的巖溶地區(qū)旋挖樁施工方案、質(zhì)量控制措施及事故預(yù)防措施，發(fā)揮旋挖樁的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，克服巖溶影響，為工程項(xiàng)目的順利實(shí)施打下良好基礎(chǔ)。