□ 莫春峰

廣西賀州市位于南嶺山系之中段南部，屬南嶺山地丘陵范疇，山多平地少；地貌類型以構(gòu)造侵蝕中低山為主，巖溶地貌和巖溶化地貌次之。巖溶地貌亦稱喀斯特地貌，主要有溶洞、溶槽、溶溝、石芽、石筍、裂隙、暗河、漏斗及落水洞等形態(tài)，是可溶性巖長久以來受水的化學(xué)和物理作用的結(jié)果。在目前可利用土地相對較少的情況下，在巖溶地區(qū)實施工程項目則需要克服各種困難，特別是巖溶地區(qū)工程基礎(chǔ)的設(shè)計及施工。本文通過賀州市農(nóng)產(chǎn)品商貿(mào)園果蔬交易區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)處治方案及施工工藝的選擇，從幾個方面對巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)施工進(jìn)行分析。

1 ??項目概況

賀州市農(nóng)產(chǎn)品商貿(mào)園果蔬交易區(qū)位于賀州市平桂區(qū)黃田鎮(zhèn)境內(nèi)，主要建設(shè)集水果、副食、干貨、糧油等食品農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)交易與農(nóng)產(chǎn)品集配、分級包裝、果蔬安全檢驗檢測以及農(nóng)產(chǎn)品會展中心、信息中心、服務(wù)中心等功能于一體的現(xiàn)代化大型農(nóng)產(chǎn)品集散綜合服務(wù)平臺，總建筑面積25萬m2。其中包括1棟4層冷庫、2棟4層立體倉庫、21棟2層農(nóng)副食品交易行、4層配套住宅及6層酒店等，屬多層公共建筑，為框架結(jié)構(gòu)。項目所處地質(zhì)為典型喀斯特地貌，巖溶發(fā)育、巖溶裂隙水較豐富，鉆探期間具有一定的微承壓性，場地勘探實測發(fā)現(xiàn)有地下水，根據(jù)含水層的性質(zhì)、地下水的賦存特征、埋藏條件和水力特點，場地地下水類型為上層滯水和巖溶裂隙水，施工前需對地表水進(jìn)行截排，同時四周修建排水溝進(jìn)行集水和明排水。鑒于該場地，設(shè)計單位采用石灰?guī)r作為持力層，根據(jù)勘察報告建議優(yōu)先采用墩（樁）基礎(chǔ)施工，以確保結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定。施工過程進(jìn)行施工勘察（超前鉆），采用鉆探取芯方式，根據(jù)施工勘察結(jié)果采用相應(yīng)的處理措施。在確保工程質(zhì)量的前提下，為有效節(jié)省投資，創(chuàng)造效益最大化，在該項目設(shè)計時對基礎(chǔ)設(shè)計進(jìn)行充分論證，優(yōu)化工程方案。

2 ??巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)處治方案及施工工藝

2.1 鋼護(hù)筒跟進(jìn)法

巖溶強發(fā)育地段墩（樁）基礎(chǔ)施工， 由于地層基巖受侵蝕不均勻而起伏較大，溶洞大小、形狀等各式各樣；當(dāng)洞內(nèi)無充填物或有少量流塑狀充填物且漏水嚴(yán)重，即使采用片石和黏土回填后反復(fù)沖擊打密仍然無法形成泥石護(hù)壁的，需采取鋼護(hù)筒跟進(jìn)法處理溶洞。鋼護(hù)筒跟進(jìn)法在鉆孔灌注樁工藝的基礎(chǔ)上增加邊沖孔邊接護(hù)筒工藝，將鋼護(hù)筒下沉并貫穿溶洞，以隔絕溶洞內(nèi)流塑填充物或水，便于樁基成樁。當(dāng)巖層地下水豐富，人工挖孔墩（樁）孔內(nèi)的水不易抽干；當(dāng)巖層地質(zhì)不理想、易坍塌時，一般采用沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工。在施工過程中，充分利用鉆頭的擴孔作用及控制鉆孔豎直度，確保鋼護(hù)筒順利下沉和護(hù)筒垂直度[1]。鋼護(hù)筒直徑宜選用大于樁徑（鉆頭）5cm～10cm，鉆頭太小容易卡護(hù)筒而影響施工進(jìn)度，鉆頭太大則造成混凝土浪費而增加施工成本。護(hù)筒跟進(jìn)可采用振錘法、搓管法、旋挖驅(qū)動法等。鋼護(hù)筒安裝時可利用四周護(hù)樁返測出孔位中心點，再使用吊機安裝鋼護(hù)筒，保證鋼護(hù)筒安裝順直，在連接處進(jìn)行滿焊處理，防止漏漿。

采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)法處理高大溶洞時，施工速度快是保證施工安全和施工質(zhì)量、縮短工期的一種可靠的施工方案及施工工藝；缺點則是施工成本較高，不利于投資控制。

2.2 巖溶注漿預(yù)處理法

經(jīng)詳細(xì)勘察揭露地質(zhì)為巖溶地區(qū)地質(zhì)后，針對具體情況進(jìn)行施工勘察（超前鉆），在完善地質(zhì)調(diào)查條件下，墩（樁）基礎(chǔ)鉆孔施工前，使用水泥漿灌注對裂隙、溶洞、溶槽、溶腔等進(jìn)行填充，以提高墩（樁）周圍巖層的完整性，避免鉆孔時發(fā)生漏漿、塌孔、縮孔等現(xiàn)象。當(dāng)溶洞層數(shù)較多或溶洞較大，且土層中有較厚的砂層或松土層時，可采用地質(zhì)鉆機鉆孔，預(yù)先壓注水泥漿，注漿壓力控制在0.4Mpa以內(nèi)，待穩(wěn)定后再進(jìn)行下一個孔洞的注漿。對樁底3倍樁徑深度范圍內(nèi)的溶洞進(jìn)行充分壓漿，將溶洞完全填滿、充實，巖溶注漿14d后，再進(jìn)行墩（樁）基礎(chǔ)施工。

2.3 沖擊鉆成孔灌注樁

沖擊鉆成孔灌注樁是利用沖擊鉆機上下往復(fù)沖擊，將土體、巖石破碎成孔，部分碎渣和土體擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出成孔，再灌注混凝土[2]。工藝流程：平整場地→樁位放樣→埋設(shè)護(hù)筒→泥漿制備→鉆機安裝并定位→沖孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→樁基質(zhì)量檢查。在沖孔過程中如遇到巖溶出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，則需回填片石及黃黏土重新沖孔，將片石擠入巖溶中充填密實，從而形成保水護(hù)壁。其主要優(yōu)點：設(shè)備構(gòu)造簡單，適用范圍廣，操作簡便，所成孔壁堅實、穩(wěn)定、不易坍孔，不受施工場地的限制，無振動和噪音影響等；對樁基混凝土澆筑超方偏離較小，主要缺點：成孔速度慢、孔底沉渣不易掏盡、成樁后單樁承載力不夠穩(wěn)定、沖孔灌注樁成孔工藝較復(fù)雜、操作要求較嚴(yán)格、易發(fā)生質(zhì)量缺陷等。因此，在成孔過程中要觀察孔內(nèi)泥漿情況，以便及時補充漿液；成孔后根據(jù)需要檢測泥漿稠度機含砂率，漫出相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)后方可進(jìn)行混凝土灌注。

2.4 旋挖鉆孔灌注墩（樁）

旋挖鉆孔灌注墩（樁）利用旋挖鉆機成孔后灌注成樁，先通過鉆頭回轉(zhuǎn)破碎土體及巖石，再通過回旋鉆筒裝土提出孔外卸土，循環(huán)重復(fù)以上步驟程序，直到鉆至設(shè)計深度的施工工藝[3]。鉆孔時根據(jù)巖層情況選用干式、清水鉆進(jìn)或泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝。工藝流程：平整場地→測量放線定位→埋設(shè)護(hù)筒→檢查墩（樁）中心軸線→泥漿制備（如需）→鉆機就位→鉆孔→清孔→吊放鋼筋籠→安裝混凝土導(dǎo)管→灌注混凝土→拔出護(hù)筒→樁基質(zhì)量檢查。與傳統(tǒng)的沖孔灌注樁相比，旋挖鉆機具有成孔速度快的特點，施工精度高，移位方便，自動化程度高，噪音小、環(huán)保特點突出，施工現(xiàn)場干凈[4]。缺點是旋挖鉆機重量大，施工地面需處理；需及時保持孔內(nèi)水壓平衡，維持孔壁穩(wěn)定，防止塌孔埋鉆事故的發(fā)生；鉆機價格較貴，維修費用高、時間長。當(dāng)遇到巖溶地質(zhì)時，溶洞需在墩（樁）混凝土澆筑時填充飽滿，而淤泥性孔底沉渣則難以清理干凈，造成墩（樁）基礎(chǔ)單樁承載力下降或墩（樁）基不均勻沉降。

3 ??項目墩（樁）基礎(chǔ)施工方案應(yīng)用

根據(jù)廣西力誠勘察設(shè)計有限公司出具的《賀州市農(nóng)產(chǎn)品商貿(mào)園果蔬交易區(qū)項目巖土工程勘察報告》，該工程采用旋挖墩，持力層為微風(fēng)化石灰?guī)r，承載力特征值為5500KPa，墩端全截面進(jìn)入該層深度不小于0.5m。所有墩孔應(yīng)進(jìn)行超前鉆，以確保墩底下3d且不小于5m深度范圍內(nèi)無空洞、破碎帶、軟弱夾層等不良地質(zhì)條件。

旋挖墩成孔施工。當(dāng)旱季無地下水或地下水位較低時，采用干式鉆進(jìn)工藝。對于易坍塌松散的土層，或地下水位較高、孔壁不穩(wěn)定時，則采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝。鉆孔時要控制泥漿黏度和鉆進(jìn)速度，保證孔壁光滑、垂直，避免產(chǎn)生縮頸及塌孔現(xiàn)象。鉆機就位后，需保證墩身的垂直度，做到機前、機后高差小于5mm，橫向小于2mm。在成孔過程中，采用泥漿護(hù)壁，泥漿比重控制由施工單位根據(jù)地質(zhì)實際情況和現(xiàn)行規(guī)范調(diào)配或者泥漿置換，待泥漿滿足護(hù)壁要求后，在確保成孔安全情況下，進(jìn)行繼續(xù)鉆孔或下一道工序。待終孔后進(jìn)行泥漿循環(huán)清孔，及時補足泥漿，保證孔內(nèi)壓力平衡及漿面穩(wěn)定。

墩基成孔后按設(shè)計及規(guī)范要求進(jìn)行鋼筋籠制作及安裝。鋼筋籠在沉放過程中要確?；\體的垂直度、保護(hù)層厚度以及鋼筋籠搭接后的垂直度，確保受力主筋應(yīng)在同一軸線上[5]。待沉放鋼筋籠及灌注導(dǎo)管后，利用導(dǎo)管進(jìn)行二次循環(huán)清孔，需適時檢測泥漿稠度及含砂率。混凝土灌注前應(yīng)通知監(jiān)理工程師、質(zhì)量監(jiān)督部門及其他有關(guān)單位，檢查驗收孔深、孔徑、孔底沉渣厚度及鋼筋籠位置等，各項指標(biāo)驗收合格后方能進(jìn)入下一道工序；混凝土灌注時，先將導(dǎo)管下至離孔底30cm～50cm處，灌料斗安裝后，安放隔水球及隔水板，待灌料斗內(nèi)盛滿混凝土后拉起隔水板，混凝土落入孔底，壓出導(dǎo)管中的泥漿，并使導(dǎo)管下端能埋入混凝土中2m以上。在灌注過程中，要勤測量混凝土高度，防止導(dǎo)管埋太深或拔脫，邊灌邊拔導(dǎo)管，導(dǎo)管埋管深度應(yīng)控制在2m～6m，嚴(yán)格按施工方案進(jìn)行每道工序，確?；炷凉嘧①|(zhì)量。

對于可預(yù)見性溶洞、穿越溶洞墩，為了防止大量混凝土超灌，節(jié)約投資成本，可在原鋼筋籠外增加鍍鋅碳鋼編織網(wǎng)，沿墩全長布置，做法大樣見圖1所示。每一條主筋對外設(shè)置1條同墩長Φ10的鋼筋，使用1根Φ14的鋼筋與主筋焊接固定。外圍使用雙層鍍鋅碳鋼編織網(wǎng)（5mm×5mm×1mm）搭接緊包墩身鋼筋籠，搭接長度不小于250mm，采用扎絲與外圈Φ10鋼筋綁扎固定。根據(jù)墩長及壓力情況適當(dāng)在網(wǎng)外圈使用鐵線螺旋綁扎加固，工程應(yīng)用如圖2所示。下籠時控制下籠速度，避免鋼編織網(wǎng)受損壞。采取有效措施固定鋼筋籠，防止?jié)仓^程中鋼筋籠上浮。在澆筑混凝土過程中，需注意控制拔導(dǎo)管的高度和速度，避免壓力過大致使鋼編織網(wǎng)破裂。澆筑完成后觀察一段時間，確定混凝土不下沉、無漏漿情況后方可拔出導(dǎo)管。

圖1 穿越溶洞墩綁鋼絲網(wǎng)大樣

圖2 穿越溶洞墩綁鋼絲網(wǎng)應(yīng)用

4 ??巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)施工問題的解決方案

4.1 加強地基設(shè)計前的勘察工作

為提高施工圖設(shè)計的合理性和準(zhǔn)確性，采用綜合法進(jìn)行設(shè)計前地質(zhì)調(diào)查工作。如選用鉆探與物探結(jié)合，或地質(zhì)雷達(dá)、地震波反射、紅外探測等組合勘察方案，以提高巖層性狀、夾層、溶洞、水文等地質(zhì)解析的準(zhǔn)確度和精度；使用新技術(shù)并借助電子信息系統(tǒng)實現(xiàn)對巖溶地基土洞、溶洞形態(tài)及地下水的三維立體成像，為設(shè)計人員提供準(zhǔn)確清晰的地質(zhì)基礎(chǔ)資料。

4.2 創(chuàng)新適應(yīng)巖溶地區(qū)的地基基礎(chǔ)型式

根據(jù)巖溶地區(qū)受力特點及基礎(chǔ)力學(xué)分析，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上研究更能適應(yīng)巖溶地區(qū)的新型基礎(chǔ)型式。目前，巖溶地區(qū)的地基基礎(chǔ)型式相對較為傳統(tǒng)，現(xiàn)行的規(guī)范及安全儲備取值相對安全，設(shè)計創(chuàng)新方法有待進(jìn)一步提升。樁基設(shè)計時地基承載力、最佳嵌巖深度和巖溶頂板安全厚度、力學(xué)特性及其對樁基特性的影響、工程應(yīng)用案例分析等需結(jié)合材料和科技信息的發(fā)展融合分析。

4.3 優(yōu)化并規(guī)范巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)施工工藝

在現(xiàn)有的樁基施工工藝基礎(chǔ)上，創(chuàng)新巖溶地區(qū)地基處理的施工工藝，研發(fā)新型施工機械。同時，改進(jìn)樁端噴漿技術(shù)、后注漿技術(shù)；優(yōu)化改進(jìn)沖孔樁巖溶樁基施工方法，降低孔底沉渣，加強樁頭的嵌固能力；創(chuàng)新剛性樁、半剛性樁等復(fù)合地基工藝等。

5 ??結(jié)語

樁基鉆孔因地質(zhì)條件的“不可預(yù)見性”而面臨不小的不確定性，在樁基鉆孔過程中因某些技術(shù)問題處理不當(dāng)，則會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至可能對工程設(shè)備和人員安全構(gòu)成威脅。掌握巖溶地區(qū)翔實的地質(zhì)勘查資料對巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)施工非常重要，地勘能否準(zhǔn)確地揭露巖溶發(fā)育情況，直接影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。因此，在巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)施工前，必須進(jìn)行全面準(zhǔn)確地進(jìn)行墩（樁）位地質(zhì)勘查。結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況，有針對性地編制巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)施工方案，細(xì)化工藝方案及保障措施；輔以施工缺陷應(yīng)急處治預(yù)案，是確保巖溶地區(qū)墩（樁）基礎(chǔ)施工順利的技術(shù)保證。此外，還要重視現(xiàn)場施工的管理，過程管理的缺失將會降低樁基質(zhì)量控制措施的效果。因此，采用創(chuàng)新施工工藝及施工精細(xì)化管理是墩（樁）基礎(chǔ)施工進(jìn)度和質(zhì)量優(yōu)良的有效保障。