维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７ Ｎｏ．３ 桩基研究与地基基础 １２３ 岩溶使区柄落旋工技术 折 吴跃梓 ，丁自林２ ｆ１．安徽交通职业技术学院，安徽施工、监理参考。 关键词：岩溶地区；钻孔灌注桩施工；控制措施 中图分类号：ＴＵ４７３．１＂４；ＴＶ２２３．３＂３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７—７３５９（２００７）０３一Ｏ１２３—０２ 合肥２３００５１；２．繁昌县公路分局安徽芜湖２４１０００） 摘要：文章通过分析岩溶地区的地质特点。阐述了岩溶地区钻孔灌注桩施工中通常遇见的质量问题以及采取的处理措施。供桥梁工程设计、 Ｏｎ Ｐｉｌｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ Ｋａｒｓｔ Ｒｅｇｉｏｎ Ｗｕ Ｙｕｅｚｉ ，Ｄｉｎｇ Ｚｉｌｉｎ ｆ１．Ａｎｈｕｉ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｈｅｆｅｉ ２３００５１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆａｎｃｈａｎｇ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｂｕｒｅａｕ，Ｗｕｈｕ ２４１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｒｅｇｉｏｎ，ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｈｅｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｔｏ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ｕｎｉｔｓ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｋａｒｓｔ ｒｅｇｉｏｎ；ｃａｓｔ－ｉｎ－ｐｌａｃｅ ｐｉｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ １ 概述 易发生混凝土流失现象。大孔径溶洞和溶蚀裂隙较发育的岩 层，钻孔中容易发生漏浆和在向桩孔中灌注混凝土时容易发生 混凝土流失现象。 石灰岩等可溶性的岩层，由于流水的长期化学作用和机械 作用。以及由这些作用所产生的特殊地貌形态和水文地质现象 等，统称为岩溶，亦名喀斯特。这种不良的地质现象表现的类型 很多，对桥梁桩基施工影响较大。岩溶形态主要有溶洞、暗河、天 生桥等，岩溶发育程度不同，施工时的难易程度也不一样。 ４穿过溶洞的施工方法 当钻进速度明显加快确有偏孔现象时（一般情况下在弱风 化岩层钻进每小时３ｃｍ～５ｃｍ），表明已进入岩洞，进入岩洞后， ２岩溶地区桩基础施工主要指导思想 主要指导思想有两方面：一方面钻孔前必须首先探明岩溶 出露情况、发育情况以及分布规律，特别对隐蔽型岩溶大致延 根据溶洞大小及填充物情况采取相应的处理措施。 ４．１发育轻微的岩溶 岩溶发育轻微，或有较大的裂隙，施工时往往发生漏浆现 象，此时可采取填加片石、黄土包、水泥包堵漏，并及时补浆。 ４．２孔径小于１．Ｏｍ的小溶洞 伸方向、覆盖层的厚度、岩层的倾斜方向、岩溶的形态等情况， 掌握可靠的地质资料，为桩基施工选择专用的机械提供依据， 便于日后科学分析事故的原因，做到有目的预防，有针对性的 处治；另一方面岩溶发育强烈地区桩基施工，成孔比较困难，成 在钻进前采用砾石和粘土的混合物回填至洞顶以上 ０．５ｍ～１．２ｍ左右后开钻，但在钻进过程中，保持泥浆合适的稠度 孔过程中主要解决护壁、造壁、斜面钻孔和穿越等问题。 （泥浆比重１．１５～１．２５为宜）。若一次加填的混合料不能完全填 充溶洞时，可再行回填（一般需要回填３～５次），使混合物完全 填充溶洞。 ４．３孔径较大且无填充物或填充物呈软塑状的溶洞 ３岩溶地区桩基施工常见的工程事故 在石灰岩地区施工钻孔灌注桩一般采用冲击成孔，这是比 较有效的施工方法。施工中常见的事故可分为３类：成孔质量 问题、冲击设备问题和桩身质量问题。成孔质量方面主要有漏 浆、坍塌和偏孔事故；冲击锤头方面主要有卡钻、脱落、断裂３ 种事故；桩身质量方面主要有混凝土离析、夹泥、断桩，最严重 的事故就是断桩。 先钻进至溶洞底板，然后采用片石、砾石加粘土等混合物 回填溶洞，回填高度根据溶洞大小和实际情况的需要确定。 ４．４孔径较大且填充物为软塑一流塑状溶洞 如按先前采取的处理措施是回填片石、砾石加粘土等混合 物，但因溶洞较高，溶洞侧向压力较大，自稳性差，在回填片石、 砾石加粘土等混合物后，混合物会经常随流塑状填充物再次涌 向桩孔，抛填数量难以估计，清孔困难，在施工混凝土灌注桩时 质量也无法保证，且因泥浆大量涌人桩孔或混凝土的大量流失 溶洞是岩溶地区桩基施工中常见岩溶类型，当岩层厚度不 一，强度不均，有些溶洞仅仅侧壁深入桩孔位置，在钻孔过程 中，极易出现偏孔和卡孔情况。溶洞填充物为软塑状的大孔径 溶洞，钻孔中易发生坍塌；填充物为流塑状的大孔径的溶洞，在 施工中会因涌浆（填充物回流孔中）而发生堵孔和孔底沉淀层 而导致断桩。因此目前的措施是往孔内灌注素混凝土，把溶洞 填满，然后冲击成孔。 加厚现象，清孔困难；没有填充物的大尺寸溶洞，虽然混凝土灌 注前无漏浆现象或漏浆相对少，但在向桩孔中灌注混凝土时容 收稿日期：２００７—０３—１６ ５岩溶地区桩基施工质量控制 ①对溶洞洞顶和洞底岩层倾斜、岩石厚度不一或强度不均 匀的钻孔施工，关键是要解决防偏和纠偏问题。采取回填片石 冲击成孔的方法是一项即经济又简单可行的技术措施。 （下转第１２５页） 作者简介：昊跃梓（１９６８一），男。安徽六安人，合肥工业大学在读研究 生；讲师，主要从事土木工程方面的教学工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com —————２００７ Ｎｏ．３ 桩基研究与地基基础 １２５ ③坑内排水开挖应与基底清除浮土同步进行，从而保证基 底原状土不被扰动，也不被水浸泡。 ②低膨胀区混凝土中掺入水泥用量１０％Ｕ型膨胀剂，膨胀 加强带混凝土中渗入水泥用量１４％Ｕ型膨胀剂。 ③增加布置与膨胀加强带垂直的水平加强钢筋，单根长度 ２．３．２砂垫层铺筑 当基底经监理验槽合格后，应立即进行砂垫层铺筑，避免 长时间暴露。 ①为保证砂垫层周边的稳定和密实度，在砂垫层的外缘砌 ８ｍ，其与原结构设计的同位置水平钢筋等直径，间隔交替分布。 ④低膨胀区与膨胀加强带混凝土采用铁丝网（孔径５ｍｍ、 丝径０．１ｍｍ）分隔。膨胀加强带平面定位最大允许偏差５０ｍｍ， 带宽最大允许偏差３０ｍｍ。 ⑤膨胀加强带混凝土强度较两侧混凝土提高５ＭＰａ。 ⑥铁丝网固定必须牢靠；混凝土浇筑时，应严禁低膨胀混 筑砖挡墙，其高度比垫层高０．１ｍ。 ②选用级配良好质地坚硬的“中粗砂”，且不含草根、垃圾 等杂物，颗粒不均匀系数不小于１０，含泥量不超过５％。 ③砂垫层施工的关键是将砂加密到设计要求的密实度，为 凝土误浇入膨胀加强带区。 此采取以下措施： ⑦浇筑混凝土ＪＩ 序：从加强带—侧的低膨胀区开始分段分层 分层铺筑，每层厚０．２５ｍ；施工时含水量１５％；加密方法采 逐步浇至加强带；当接近加强带时，应先改浇加强带内混凝土，并 用平振法，加密设备为平板振动器，振动不少于５遍。 超出低膨胀区本次分段、分层的一定长度和高度，然后返回该低膨 ④施工时，只有下层的密实度合格后，方可进行上层施工。 胀区补足混凝土，再转入加强带另—侧的低膨胀区施工。 当顶层经“环刀压入法”检查，干密度达到１６ｋＮ￣，，并采用 ⑧严格按照泵送施工方案浇筑混凝土，防止产生混凝土施 “标准贯入试验”进行全面复核，经监理确认砂垫层整体合格 工冷缝。 后，便进行０．１ｍ厚Ｃ１０混凝土垫层浇筑工序，以便封闭砂垫 ⑨采用最佳的养护方法，实行专人分区负责制，以强化养 层，防止雨水透过砂垫层浸泡基底。 护工作。严格控制拆模时间，尤其是池壁、墙体、梁、板等结构部 ３消除主体结构渗漏隐患的措施——无缝法施工 位。 对于膨胀土条件下的地基处理能否达到预期效果，与盛水 ⑩池体达到满水试验条件时，应及时向池内注水、试验。试 构筑物能否不渗不漏是密切相关的。这就要求主体施工措施必 验合格后，及时回填基坑土方。如果不影响其它工序施工，池内 须科学合理，方能消除渗漏隐患，从而保证膨胀土地基的稳定。 水应留作继续养护，但至少应保证池内有０．５ｍ深水，严禁空池 盛水构筑物为避免渗漏，多采用抗渗混凝土，其标号不小 暴晒。 于Ｐ６，水灰比不大于０．５５。结构尺寸比较大的构筑物，为避免混 ４结语 凝土在温度、干缩、徐变等作用下引起开裂，多在混凝土中加入 该工程于１９９６年５月２０日开工，一期工程于１９９８年５ 水泥用量的１０％～１４％的“ＵＥＡ”膨胀剂，用以补偿混凝土的收 月３０日竣工。投入运营后，污水处理效果明显，ＢＯＤ去除率高 缩变形，同时还可以提高混凝土的密度和抗渗性能。然而对于 达９７％。使用以来一直正常运转，各项指标均已达到设计要求。 超长超宽的大体积盛水构筑物——氧化沟，只单一添加膨胀 该工程曾荣获原安徽省市政工程质量最高奖——银路奖及 剂，已达不到防开裂的目的。为此，设计规范规定，每２０ｍ～４０ｍ ２０００年度中国建筑工程鲁班奖（国家优质工程）。 设置一道“后浇带”，带宽不小于１．０ｍ，浇筑混凝土间隔时间≥ １个月。该措施在理论上固然能消除混凝土在凝固过程中的各 参考文献 种弊端，可是此举不但给施工带来不便，而且延长了工期，并留 ［１］ 龚晓南．地基处理手册（第２版）【Ｍ］．北京：中国建筑工业出版 社；２０００． 下了渗漏水隐患。所以，我们除考虑到沉降要求设置变形缝外， ［２］林宗元．岩土工程试验监测手册【Ｍ］．沈阳：辽宁科学技术出版社， 依托ＵＥＡ补偿收缩混凝土技术，以膨胀加强带取代后浇带，实 ｌ９９４． 现一次连续浇筑超长结构，即无缝法施工。其施工要点如下。 ［３］龚洛书．混凝土实用手册【Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９３． ①在后浇带位置上设置４ｍ宽的膨胀加强带，遇底板、池 ［４］ＪＧＪ７９—２ｏ０２，建筑地基处理技术规范【ｓ］．北京：中国建筑工业出 壁、墙体、梁、板时均须按膨胀加强带施工。 版社，２ｏ０２． ・＋”＋”＋－＋”＋”＋－＋”＋－＋－＋“＋”＋”＋”＋”＋”＋－＋”＋”＋”＋”＋”＋”＋”＋”＋”＋”＋一＋一＋一＋一＋一＋”＋”＋”＋”＋－＋”＋－＋－＋－＋”＋－＋ｗ— —＋”＋”＋ （上接第１２３页） ②在复杂的岩溶地质钻孔施工中，不确定因素较多，经常有 孔施工过程中溶洞的处理效果和成桩质量进行事后监控非常 新问题出现，因此对地质情况进行全过程监控是十分必要的。加 有必要。 强施工过程观察和检测，监控地质变化情况，重点监控泥浆稠 度、洞顶和洞底岩层倾斜、溶洞侧壁伸入桩孔、溶洞层数和大小 及填充物岩性特征等情况，及时分析和反馈地质信息，以便对不 参考文献 同的地质情况采取对症有效的技术措施，确保桩孔质量。 ［１］ ＪＴＪ ｏ４ｌ一２０ｏ０，公路桥涵施工技术规范『ｓ］．北京：人民交通出版 ③在满足超声波桩检频率的情况下，尽量在发育溶洞层的 社．２０００． 桩基埋设超声波测管，以对桩基成桩质量进行检测。 ［２］ ＪＴＧ Ｄ６ｏ一２００４，公路桥涵设计通用规范【ｓ］．北京：人民交通出版 ④对施工全过程加强监控，切实执行设计和规范要求，不 社，２００４． 因桩基含施工场地发育有溶洞难以施工而降低规范标准，对穿 ［３］ ＪＴＪ ０２４—８５，公路桥涵桥涵地基与基础设计规范『ｓ］．北京：人民 过溶洞桩的成桩质量能起到非常好的保障作用。 交通出版社，１９８５． ⑤桩基混凝土灌注完成后，需对桩基进行沉降观测，对钻 ［４］李斌．公路工程地质【Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９８９．
