摘要:本文結(jié)合工程實例，介紹了在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行嵌巖灌注樁施工易遇到的幾個問題，并提出了針對性的經(jīng)驗措施。
　　關(guān)鍵詞:巖溶,嵌巖,巖面勘探,入巖深度,鉆進(jìn),漏失
　　
　　1前言
　　巖溶洞隙是一種形態(tài)奇特的地質(zhì)現(xiàn)象，它在宏觀上雖有特定的發(fā)育分布規(guī)律，但在范圍不大的施工地區(qū)，其分布與生成則常顯現(xiàn)復(fù)雜多變的情況。在巖溶發(fā)育地區(qū)施工圖設(shè)計階段勘察仍不可能無一漏失地查清巖溶洞隙的發(fā)育情況，有時即使進(jìn)行一樁一孔勘察也難于完全控制，施工時應(yīng)保持高度警覺性。
　　2巖面判定與入巖深度確認(rèn)
　　2.1巖面勘探
　　對嵌巖樁巖面的勘探在《巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)》（GB50021-2001）4.9.1-2條規(guī)定“當(dāng)采用基巖作為樁的持力層時，應(yīng)查明基巖的巖性、構(gòu)造、巖面變化、風(fēng)化程度、確定其堅硬程度、完整程度、基本質(zhì)量等級；判定有無洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層”；第4.9.1-3條規(guī)定“復(fù)雜地基的一柱一樁工程，宜每柱設(shè)置勘探點”。而對勘探孔的深度則在第4.9.4-4條規(guī)定“對嵌巖樁，應(yīng)鉆入預(yù)計嵌巖面以下3～5d，并穿過溶洞、破碎帶，到達(dá)穩(wěn)定地基”。《火力發(fā)電廠巖土工程勘測技術(shù)規(guī)程》（DL/T5074-1997）中6.3節(jié)對巖溶勘探提出了詳細(xì)要求，對每個勘察階段均進(jìn)行規(guī)定，其中施工勘測階段第6.3.7-3條規(guī)定“當(dāng)需對大直徑嵌巖樁或墩的地基進(jìn)一步勘查核實時，每個樁或墩基位應(yīng)布置1～2個勘探孔。勘探深度應(yīng)大于基底面下三倍樁或墩徑，且不小于5m。對相鄰樁、墩位下的基巖面起伏較大時，應(yīng)適當(dāng)加深勘探孔。”
　　實際上在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行嵌巖灌注樁施工宜進(jìn)行一樁一孔勘探，原因如下：

                    
　　⑴巖面起伏變化較大，無規(guī)律可言。
　　我公司在進(jìn)行廣西桂林某電廠嵌巖樁施工時，其基巖面起伏變化很大，無任何變化規(guī)律。
　　例如主廠房區(qū)B1承臺，施工圖勘察過程中對B1承臺的中心進(jìn)行勘察，探得中等風(fēng)化巖面埋深為-7.0m，處于設(shè)計天然基礎(chǔ)范圍內(nèi)。但在基坑開挖過程中，B1承臺中心位置向南0.3m開挖到-12.0m仍未見到中等風(fēng)化巖面，無法繼續(xù)作為天然基礎(chǔ)進(jìn)行施工，后改為樁基礎(chǔ)。
　　又如D6承臺為6樁承臺，其布樁圖如圖1所示，各樁實際巖面標(biāo)高如表1所示，D6-1樁和D6-3樁間距3.4m，而巖面高差竟達(dá)13.66m。
　　D6墩巖面深度統(tǒng)計表表1

                        
　　⑵巖溶發(fā)育地區(qū)的巖溶形態(tài)主要有溶溝、溶槽、溶蝕裂隙、石芽及巖石陡坎、溶洞等，洞隙間一般連通性良好。
　　2.2巖面判定與入巖深度確認(rèn)程序
　　2.2.1入巖深度確認(rèn)
　　嵌巖樁入巖深度應(yīng)滿足設(shè)計要求，控制入巖深度按照以下程序進(jìn)行：
　　⑴準(zhǔn)確判斷持力層巖面
　　是否已經(jīng)鉆入持力層巖面可通過鉆進(jìn)感覺和撈渣樣來判斷。具體判斷時應(yīng)重點注意以下三方面，一是鉆機(jī)震動程度，鉆機(jī)震動相對軟地層大些；二是鉆進(jìn)速度明顯降低；三是通過撈取渣樣最終確定，鉆孔施工時及時撈取渣樣，判斷持力層巖面埋深，與巖土工程勘察資料提供的巖面埋深對比。如果兩者一致，即可準(zhǔn)確判定持力層巖面埋深，如果兩者相差較大，應(yīng)及時通知業(yè)主和監(jiān)理與勘察單位聯(lián)系，同時該孔暫停施工，待確認(rèn)巖面后再進(jìn)行施工。
　　⑵巖石風(fēng)化程度的判斷
　　巖石風(fēng)化程度主要通過撈取渣樣判定。未進(jìn)入中風(fēng)化的渣樣，含有較多雜色巖屑，單片巖屑顏色不一，有較明顯的風(fēng)化痕跡。雜色巖屑一般含量30％～50％。當(dāng)鉆入中風(fēng)化巖后，所取巖屑顏色基本一致且新鮮，棱角較明顯、鋒利。
　　⑶進(jìn)入巖面完整程度的判斷
　　沒有鉆入完整巖面時，渣樣中含有少量強(qiáng)風(fēng)化顆粒。但也有例外，例如所鉆巖層存在裂隙或巖脈，同樣會有不同顏色巖屑存在，這要結(jié)合工勘資料進(jìn)行對照判定。
　　⑷確定達(dá)到設(shè)計入巖深度
　　根據(jù)取出來的巖屑來判定是否已進(jìn)入中風(fēng)化巖層，巖屑的判定工作需由豐富經(jīng)驗的地質(zhì)工程師完成，由業(yè)主代表、監(jiān)理工程師及施工方等相關(guān)方組成巖質(zhì)鑒定小組，共同對取出來的巖屑進(jìn)行判定，經(jīng)判定已到達(dá)基巖面時，量測此時孔深。
　　確定了基巖面以后，根據(jù)設(shè)計圖紙的入巖深度和持力層巖層的埋深，計算出設(shè)計終孔孔深，加以控制，實際終孔孔深不小于設(shè)計值。
　　然后繼續(xù)鉆進(jìn)，直至孔深滿足設(shè)計要求，然后再次取樣證實孔底確實在中風(fēng)化巖層中，方可終孔。
　　⑸撈取渣樣方法

                              
　　巖面判定時撈取渣樣應(yīng)在監(jiān)理工程師的監(jiān)督下進(jìn)行。將撈取的渣樣與標(biāo)準(zhǔn)巖樣進(jìn)行對比，以準(zhǔn)確判斷鉆孔是否進(jìn)入持力層基巖。
　　撈取渣樣方法很多，常用的有：將直徑120mm左右，長度250mm左右的鋼管牢固固定于鉆頭下部的間隙內(nèi)（如圖2所示），在鉆進(jìn)過程隨時撈取鉆渣。另一種方法是在進(jìn)行掏渣時，將鉆渣從泥漿中濾出。另外還可以采用專用撈渣筒或反循環(huán)方法撈取鉆渣。
　　采用鉆頭上焊接的撈渣筒取樣時，應(yīng)首先將鉆頭提出地面，將筒內(nèi)的雜物清理干凈，然后下放鉆頭至取樣位置進(jìn)行沖擊取樣，沖擊時間一般為5～10分鐘，此后將鉆頭提出，取出筒內(nèi)巖屑，用清水沖洗干凈供巖性鑒定用。
　　⑹每個鉆孔均須留置持力層巖面渣樣和終孔渣樣。
　　⑺確定是否入巖和入巖深度可按上述方法確定，由于基巖面起伏較大，實際施工時每一步都要及時與現(xiàn)場監(jiān)理工程師或業(yè)主委派的地質(zhì)工代聯(lián)系，當(dāng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師或地質(zhì)工代確認(rèn)后方可進(jìn)行下一步的施工。
　　3鉆進(jìn)過程中泥漿漏失
　　巖溶發(fā)育地區(qū)的巖溶形態(tài)多種多樣，如果洞隙間連通性較好，在鉆進(jìn)過程中易造成泥漿漏失，甚至塌孔。因此在施工過程中應(yīng)采取合理的預(yù)防和處理措施。
　　3.1預(yù)防措施
　　⑴控制注入鉆孔的泥漿比重，一般沖擊鉆機(jī)泥漿比重≥1.15。由于回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在遇到突發(fā)漏漿事件時無法將鉆具迅速從鉆孔撤出，因此在易出現(xiàn)漏漿地層鉆孔時泥漿比重應(yīng)控制在1.20以上。
　　⑵選擇合理的機(jī)型，在易發(fā)生漏漿地區(qū)，宜選擇沖擊型鉆機(jī)。
　　⑶確保護(hù)筒埋設(shè)長度，護(hù)筒應(yīng)座于密實土層上，護(hù)筒壁周圍及接縫處回填密實。
　　⑷儲備泥漿，至少保證2倍樁孔泥漿量。
　　⑸儲備回填用的粘土和塊石，粘土要揉壓均勻，成粘土球，加大其粘結(jié)力，粘土要求和塊石粒徑均小于30㎝，不帶棱角或少帶棱角。
　　⑹保持泥漿液面，孔內(nèi)泥漿面與孔口距離不大于0.5m，保證鉆孔內(nèi)的水頭壓力。
　　3.2處理措施
　　⑴遇到漏漿時，應(yīng)迅速提起鉆頭，向孔內(nèi)填入粘土球，每次填入量不少于4m，并加入稠泥漿，然后復(fù)鉆。
　　再次鉆進(jìn)時如果仍然出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，要再次加入粘土球，直至滲漏停止為止。
　　⑵在基巖破碎帶鉆進(jìn)時，在鉆進(jìn)至破碎帶面以及每鉆進(jìn)2.5m時均要向孔內(nèi)填入粘土球，每次填入量不得少于4m，然后復(fù)鉆，將粘土擠入基巖破碎帶中。
　　⑶鉆孔中如果遇到溶洞，出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，迅速提出鉆具，并填入粘土球及時補(bǔ)充泥漿，防止鉆孔坍塌。為了將溶洞堵實，減少超灌量，一般應(yīng)全孔回填，在填粘土球時，可適量拋入一部分塊石。回填后12～24小時，待回填粘土沉積密實后，再進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時須適當(dāng)加大泥漿比重至1.20～1.25，以確保孔壁穩(wěn)定。鉆進(jìn)到溶洞上方時，采用小沖程輕錘快擊，放慢鉆進(jìn)速度，盡量將回填的塊石擠入溶洞，同時減少鉆頭對溶洞區(qū)回填土層的擾動。
　　第二次鉆進(jìn)至第一次成孔深度時，進(jìn)行掏渣，以檢驗回填堵洞的效果，若掏出的鉆渣量較大，則說明回填堵洞效果不好，仍需進(jìn)一步回填堵洞；若掏出的鉆渣量較小，則說明回填堵洞效果較好，可以繼續(xù)向下鉆進(jìn)。
　　⑷采用以上方法處理后，為了進(jìn)一步鞏固處理效果，在距設(shè)計孔底20㎝時，再次用粘土球回填鉆孔至巖面上4～5m，然后復(fù)鉆到孔底。
　　在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行灌注樁施工出現(xiàn)漏漿是經(jīng)常遇到的，只要處理方法得當(dāng)，就不會造成施工事故，否則就有可能造成埋鉆、塌孔等事故發(fā)生。
　　4石芽、石筍與巖石陡坎的鉆進(jìn)
　　石芽、石筍是“喀斯特”地貌特有的地質(zhì)現(xiàn)象，如果施工場區(qū)內(nèi)石芽、石筍分布較多，將給嵌巖灌注樁的施工造成一定困難，導(dǎo)致巖面高低不平，相鄰樁巖面高差變化很大，由于石芽、石筍、陡坎的存在，可能導(dǎo)致勘察確定的巖面與樁孔施工巖面不一致。
　　在鉆進(jìn)過程中如遇到石芽、石筍及巖石陡坎等情況時，由于巖面傾斜造成，鉆頭向軟弱地層傾斜，若發(fā)現(xiàn)不及時或處理不當(dāng)，極易造成斜孔。在鉆孔中遇到石芽、石筍與巖石陡坎時，可采取以下處理措施：
　　⑴當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆孔中有石芽、石筍及巖石陡坎時，應(yīng)及時向孔內(nèi)投入片石，宜采用小沖程低頻率鉆進(jìn)，保證鉆具垂直平穩(wěn)，防止斜孔發(fā)生。
　　⑵出現(xiàn)鉆頭（鋼絲繩）擺動較嚴(yán)重時，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，待鉆頭平穩(wěn)后再重新鉆進(jìn)。特別是初遇巖面時，更應(yīng)嚴(yán)格控制。
　　⑶更換鉆頭。使用管靴較短的鉆頭，管靴長度為100～150㎜。盡量使鉆頭保徑圈靠下，從而減少鉆頭的擺動幅度。
　　5灌注過程中混凝土漏失
　　由于溶洞及溶蝕裂隙的廣泛存在，在灌注過程中，隨著灌注方量的增加，孔內(nèi)混凝土對于孔底和孔壁的壓力也逐漸增大，當(dāng)溶洞頂板或側(cè)壁不能承受混凝土的壓力而被穿破，就會造成混凝土漏失。
　　如A6-1樁，在灌注過程中發(fā)生混凝土漏失現(xiàn)象，隨著灌注方量的增加，混凝土面反而下降，最后灌注方量為105m3，充盈系數(shù)為7.016。D14-5樁，灌注完畢后準(zhǔn)備提拔導(dǎo)管時發(fā)現(xiàn)泥漿面突然下降，只好繼續(xù)灌注，最后灌注方量為45m3，充盈系數(shù)為6.390。
　　針對混凝土漏失現(xiàn)象，尤其對于在鉆孔過程中發(fā)生泥漿漏失或遇溶洞的特殊孔，在灌注前的準(zhǔn)備工作必須做充分。
　　⑴原材料尤其是水泥的供應(yīng)量必須能夠滿足需要，要考慮可能發(fā)生的混凝土量；
　　⑵泥漿必須有一定的儲備量，在發(fā)生砼漏失后孔內(nèi)泥漿也要跟隨下降，必須及時向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，以免造成因上部孔口失去泥漿襯托造成塌孔，那勢必造成斷樁。
　　⑶在灌注過程中，要保證導(dǎo)管埋深，不能低于4～5m，在發(fā)生砼漏失時還留有一定余量，但同時亦不能大于7.5m，以免因為埋管過深或?qū)Ч芘鰭熹摻罨\而造成導(dǎo)管提拔不動形成斷樁。
　　⑷在灌注過程中若發(fā)生混凝土漏失嚴(yán)重，首先要檢查導(dǎo)管埋深，必要時接長導(dǎo)管，加大導(dǎo)管埋深，同時應(yīng)注意上、下活動導(dǎo)管，以免導(dǎo)管提拔不動，形成斷樁。
　　⑸灌注完畢后還要隨時監(jiān)控孔內(nèi)砼面高度，看砼面高度是否下沉，做到心中有數(shù)。
　　以上是我們在巖溶地區(qū)總結(jié)摸索出的幾點較有針對性的經(jīng)驗措施，若有不妥之處，還請各位讀者批評指正。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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