巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文3.2.3溶洞填充物性質(zhì)的影響 3.2.4施工環(huán)境影響 3.2.5巖溶地貌的影響 3.3巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工的特點(diǎn) 3.4巖溶地區(qū)樁基施工的處理措施 3.4.1巖溶地區(qū)樁基施工的處理原則 3.4.2巖溶地區(qū)樁基施工常用的處理方法 3.5巖溶地區(qū)穿越溶洞技術(shù)施工 3.5.1沖擊鉆孔穿越技術(shù)要點(diǎn) 3.5.2回轉(zhuǎn)鉆孔穿越技術(shù)要點(diǎn) 243.5.3旋挖鉆孔穿越技術(shù)要點(diǎn) 3.6本章小結(jié) 26第4章巖溶地區(qū)樁基質(zhì)量事故及檢測(cè) 4.1施工過(guò)程中常見(jiàn)事故的起因、預(yù)防和補(bǔ)救措施 4.1.1漏漿、塌孔 4.1.2偏孔 4.1.3卡鉆、掉鉆、埋鉆 4.1.4混凝土流失 4.1.5鋼筋籠被卡住 4.1.6其他 4.2成樁后巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)檢測(cè)方法 4.2.1樁身完整性檢測(cè) 4.2.2單樁承載力檢測(cè) 4.2.3常用檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn) 4.2.4多種檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合 4.3巖溶地區(qū)常見(jiàn)樁基質(zhì)量事故 4.3.1常見(jiàn)的樁基質(zhì)量問(wèn)題 4.3.2常見(jiàn)樁基處理方法 4.4本章小結(jié) 第5章鉆孔灌注樁工程施工案例 395.1工程概況 5.1.1擬建項(xiàng)目總體情況 長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文V5.1.2工程地質(zhì)條件 5.2鉆孔灌注樁施工 5.2.1施工難點(diǎn) 5.2.2施工技術(shù)準(zhǔn)備 5.2.3施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備 5.2.4鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工 5.2.5穿越溶洞 5.3巖溶地區(qū)樁基施工質(zhì)量控制 5.3.1樁身垂直度控制 5.3.2進(jìn)入持力層的控制 5.3.3樁底持力層完整控制 5.3.4清孔質(zhì)量控制 5.3.5澆筑混凝土的控制 5.4缺陷樁基的處理 5.5工程實(shí)施效果 第6章研究成果及展望 6.1研究成果 6.2展望 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果 在學(xué)期間參加專(zhuān)業(yè)實(shí)踐及工程項(xiàng)目研究工作 長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文1巖溶，主要是指地下水和地表水對(duì)可溶性巖石的化學(xué)溶解和機(jī)械破壞的地質(zhì)作用。由這一地質(zhì)作用所形成的地貌，在國(guó)際上又稱(chēng)喀斯特地貌[1]。地表水及地下水通常情況下會(huì)對(duì)可溶性巖石產(chǎn)生溶蝕的影響，此時(shí)就會(huì)引起一系列不同形狀及大小巖溶地貌現(xiàn)象，包括地下河、巖溶裂隙、落水洞、漏斗、巖溶洼地等地貌現(xiàn)象。我國(guó)巖溶分布的相當(dāng)廣泛，其中貴州、四川、廣西、云南最為突出，隨著我國(guó)中部地區(qū)的崛起戰(zhàn)略和西部的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，基礎(chǔ)設(shè)施在喀斯特地區(qū)不斷建。由于喀斯特現(xiàn)象作為一個(gè)典型的不良地質(zhì)現(xiàn)象，廣泛存在這些工程建設(shè)中，對(duì)建筑施工造成極大危害，如施工中的處理不當(dāng)，往往會(huì)發(fā)生掉鉆、卡鉆、埋鉆、塌陷等施工現(xiàn)象，甚至?xí)?dǎo)致樁基承載力降低和地基的不均勻沉降。而在喀斯特地區(qū)的建筑工程，都必須滿足上層建筑物(構(gòu)筑物)的承載能力和在施工中存在的變形。因此，巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工對(duì)建筑物的質(zhì)量和產(chǎn)量有很大的影響。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，由于喀斯特地區(qū)地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巖面起伏不定呈波浪形，溶洞內(nèi)存在軟、流塑填充或者無(wú)填充等情況，施工中存在許多不可預(yù)見(jiàn)的因素，巖溶的勘察誤判率較高，因此在喀斯特地質(zhì)條件下樁基礎(chǔ)施工具有周期長(zhǎng)、成本高、事故頻發(fā)等特點(diǎn)，一直是困擾工程施工建設(shè)的難題。樁基施工不當(dāng)導(dǎo)致地面塌陷、斷樁等質(zhì)量事故不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會(huì)危及現(xiàn)場(chǎng)施工工人的生命安全。如何有效減輕巖溶危害、保證巖溶地區(qū)的樁基工程順利進(jìn)行，成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。[2]對(duì)這一問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展了一定的研究，但大多局限于案例分析，研究手段相對(duì)單一，缺少對(duì)灌注樁施工所涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi)分析以及對(duì)存在的問(wèn)題從機(jī)理上的揭示，更未提出系統(tǒng)性的解決方案。鑒于這種現(xiàn)狀，本文以施工工藝為核心，針對(duì)巖溶地區(qū)灌注樁施工的全過(guò)程，系統(tǒng)地從巖溶地質(zhì)特點(diǎn)、施工工藝及質(zhì)量控制、施工事故處理三個(gè)方面進(jìn)行全方位的總結(jié)、研究，提出綜合性的切實(shí)可行的解決方案，確保施工安全，保障施工質(zhì)量。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文21.2.1巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁的研究現(xiàn)狀根據(jù)成孔技術(shù)，灌注樁的施工方法有鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁和沉管灌注樁，其中鉆孔灌注樁的施工器械主要有螺旋鉆機(jī)、正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)等。在1940年，美國(guó)首次在建筑樁基礎(chǔ)施工中采用鉆孔機(jī)械作為主要成孔方法。隨著社會(huì)的日益發(fā)展、逐步涌現(xiàn)出大批的高層建筑物，而鉆孔灌注樁自然而然地在世界范圍內(nèi)被普遍使用。隨著城市進(jìn)一步發(fā)展和建筑工程基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，對(duì)巖溶發(fā)育這一復(fù)雜地形的施工場(chǎng)地，學(xué)術(shù)界并沒(méi)有給出具體規(guī)范的施工方案，對(duì)灌注樁的設(shè)計(jì)和施工方案選擇、施工工藝的優(yōu)化、質(zhì)量控制措施等系統(tǒng)研究相對(duì)較少，需更進(jìn)一步研究。QubainBS,seksinskyEJ和LiJ[3]提出了喀斯特地形可分為三類(lèi)：無(wú)空洞陡峭的、巨穴型的、帶空洞和漂石的，以及對(duì)應(yīng)這三類(lèi)進(jìn)行不同基礎(chǔ)形式的設(shè)計(jì)，然后根據(jù)這些基本類(lèi)型給出了不同的設(shè)計(jì)方案。在二十一世紀(jì)初，英國(guó)學(xué)者TonyWaltham和其他組織來(lái)自世界各地的20多名專(zhuān)家編寫(xiě)的《SINKHOLESand降一巖溶與洞穴巖體中的工程與建設(shè))》一書(shū)，書(shū)中圍繞在實(shí)際工程中巖溶對(duì)施工存在的隱患和具體措施這兩點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。[4]目前，張效文[5]針對(duì)巖溶發(fā)育地區(qū)采用的沖擊成孔灌注樁的施工方法，從施工前準(zhǔn)備、施工中控制以及樁基事故這三個(gè)方面，論述了在施工中有效避免或者降低巖溶地區(qū)常見(jiàn)的塌孔、漏漿、卡鉆、偏孔等施工事故，并對(duì)巖溶地區(qū)沖擊鉆施工在成孔質(zhì)量、成樁質(zhì)量這兩個(gè)方面介紹了詳細(xì)的缺陷樁處理措施。蒙曉紅[1等對(duì)樁基礎(chǔ)的選取采用多目標(biāo)模糊數(shù)學(xué)優(yōu)選理論，針對(duì)這一理論介紹了原理模型和應(yīng)用步驟。張格飛和錢(qián)斌7提出了在巖溶地區(qū)沖擊鉆機(jī)施工的具體要求和溶洞處理措施，并對(duì)巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工機(jī)械的選擇原則和方法做出了分析。姜明和在具體工程中介紹了鉆孔灌注樁在巖溶地層下的處理方法?；葜腥A提出了樁基礎(chǔ)施工在巖溶地區(qū)做好勘察的嚴(yán)格要求：鉆探必須一樁一鉆，個(gè)別特殊的樁位還要一樁多鉆，地質(zhì)的勘察資料應(yīng)做到詳細(xì)。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文31.2.2巖溶地區(qū)溶洞處理技術(shù)巖溶地貌對(duì)樁基施工的影響是多方面的，伍四明等[9]針對(duì)巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、施工及質(zhì)量這三個(gè)方面通過(guò)具體工程分析了巖溶對(duì)樁基礎(chǔ)的影響。何春林等[9]利用有限元分析的方法，探討了溶洞對(duì)樁基承載力的影響。另外，由于巖溶地貌在不同工程表現(xiàn)出差異性，在不同的地質(zhì)上進(jìn)行樁基施工時(shí)處理的方法也各有千秋，如彭勇鋒[10]根據(jù)郴寧高速公路水龍互通主線橋右幅32號(hào)墩1號(hào)樁基溶洞處理，介紹了“鋼護(hù)筒跟進(jìn)+分級(jí)注漿”的施工方案；程永忠等[11]以寧道高速公路第六合同段桐油坪大橋0-4號(hào)樁施工溶洞處理為例，闡述了“鋼護(hù)筒跟進(jìn)法”的施工方案和注意事項(xiàng)；李陸平等[12]通過(guò)蔡家灣漢江特大橋167號(hào)墩樁基施工溶洞處理，提出了“回填片石+黏土”的處理方案；胡擁軍[13]針對(duì)多安大橋樁基施工溶洞處理，介紹了“鋼護(hù)筒+片石黃泥回填”的施工方法，遲立梅[14]以武江公路大橋18號(hào)墩4號(hào)樁和14號(hào)墩號(hào)樁為例，提出了“鋼護(hù)筒+片石黃泥回填+注漿”綜合使用法。1.2.3巖溶地區(qū)樁基質(zhì)量事故分析及處理的研究現(xiàn)狀SimonM和LacroixM(1990)介紹了土工織物接近崩塌的路基工程實(shí)例和石灰?guī)r溶洞，用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)防止喀斯特塌陷的土工織物的使用，對(duì)國(guó)內(nèi)的相關(guān)項(xiàng)目有很大的意義。常洪德[15]和其他研究人員經(jīng)常開(kāi)展通過(guò)喀斯特地區(qū)鉆孔灌注樁工程事故分析，對(duì)事故處理措施加以總結(jié)，得出認(rèn)為樁身完整性和建設(shè)單位驗(yàn)收運(yùn)行驗(yàn)收單位是保證鉆孔灌注樁的質(zhì)量是非常重要的因素。張志策[16]和其他研究人員認(rèn)為澆筑混凝土水下灌注樁是最重要的一步，必須嚴(yán)格按照規(guī)范和施工操作規(guī)程的技術(shù)操作，只有這樣才能更有效地減少由于混凝土質(zhì)量可導(dǎo)致事故發(fā)生的概率。程萬(wàn)祥[18]研究人員表示，鉆孔灌注樁在鉆孔中技術(shù)管理、機(jī)械因素等引發(fā)事故，并對(duì)斷樁事故的各種原因加以分析，總結(jié)了預(yù)防缺陷樁基礎(chǔ)事故的預(yù)防措施，特別注意在預(yù)防事故措施中必須嚴(yán)格管理工作。鉆鉆孔灌注樁具有的施工噪音小、樁身直徑自由控制、適用各種底層、承載力高、建造費(fèi)用低、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越適應(yīng)現(xiàn)在快速發(fā)展的高層建筑、甚至是超高層建筑中，在我國(guó)的中西部等巖溶地區(qū)等不良地質(zhì)下廣泛使用，但是鉆孔灌注樁施工也存在著不可忽視的缺點(diǎn)，通過(guò)導(dǎo)管法水下灌注混凝土，樁身質(zhì)量一般都低于預(yù)制混凝土樁，更由于巖溶發(fā)育地區(qū)水資源豐富，溶溝、溶槽和溶洞等強(qiáng)烈發(fā)育，不僅在施工前地質(zhì)勘察中難以準(zhǔn)確描述，還在施工過(guò)程中由于鉆孔灌長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文4注的不規(guī)范的操作，一旦出現(xiàn)問(wèn)題很容易出現(xiàn)浮漿、夾泥、蜂窩、離析等樁基質(zhì)Cameron通過(guò)非喀斯特地質(zhì)下隨機(jī)大量鉆孔灌注樁檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)近15%含有各種各樣類(lèi)型缺陷的樁基[19]。那么巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁中存在的問(wèn)題更為嚴(yán)重，所以對(duì)鉆孔灌注樁在巖溶地區(qū)的檢測(cè)和問(wèn)題樁基處理舉足輕重。吳輝琴等[20]在樁基檢測(cè)中提出采用了低應(yīng)變法、鉆芯法和超聲波聯(lián)合檢測(cè)的模式，不僅可以檢測(cè)樁身完整性和承載力，還可以評(píng)估場(chǎng)地所有樁基的承載力情況。曹凈等[21]對(duì)鉆孔灌注樁的樁端后注漿和樁側(cè)后注漿進(jìn)行了分別探討。段剛等對(duì)樁端后注漿的機(jī)理與實(shí)際工程的應(yīng)用進(jìn)行討論。針對(duì)樁基缺陷情況，虞子平等[24]利用半定量的理論分析樁身缺陷，用低應(yīng)變檢測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證。于憶驊等[25]通過(guò)具體工程檢測(cè)，驗(yàn)證聲波投射法能有效的判斷鉆孔灌注樁中存在的缺陷。趙佩勝等[26]對(duì)鉆孔灌注樁的樁底沉渣采用后注漿處理進(jìn)行研究。李典慶等[27]利用貝葉斯理論著重討論分析了的相同缺陷的灌注樁。顧業(yè)軍等[28]只針對(duì)巖溶地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工問(wèn)題進(jìn)行分析，目前的研究討論只是對(duì)一般的地質(zhì)情況下鉆孔灌注樁問(wèn)題樁的處理，在巖溶地質(zhì)條件下，對(duì)鉆孔灌注樁施工中成孔、成樁、常見(jiàn)問(wèn)題研究的比較多，而對(duì)于鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測(cè)及缺陷處理的研究還比較少。本文以施工工藝為核心，針對(duì)巖溶地區(qū)灌注樁施工的全過(guò)程，系統(tǒng)地從巖溶地質(zhì)特、施工工藝及質(zhì)量控制、施工事故處理三個(gè)方面進(jìn)行全方位的總結(jié)、研究，提出綜合性的切實(shí)可行的解決方案，確保施工安全，保障施工質(zhì)量。本文從以下四個(gè)方面開(kāi)展巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工的綜合技術(shù)研究：1.3.1巖溶地質(zhì)特點(diǎn)在巖溶地區(qū)，其發(fā)育的深度、規(guī)模碎然后有一定的規(guī)律，但對(duì)相同巖溶地質(zhì)條件下，其發(fā)育又存在較大的差異，這就必須了解巖溶發(fā)育的特點(diǎn)，包括巖溶發(fā)育形態(tài)、規(guī)模、貫通等情況，以便更好的施工。1.3.2施工工藝及質(zhì)量控制巖溶地區(qū)的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，對(duì)于一些特殊地質(zhì)條件，往往還需要采取附長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文5加的施工措施保證正常施工，穿越溶洞施工即是巖溶地區(qū)灌注樁施工的一大特點(diǎn)。因此，本項(xiàng)目對(duì)需要穿過(guò)巖洞、水下澆注混凝土等特殊條件施工的方法進(jìn)行研究，提出合理的解決方案，避免并發(fā)性的施工事故發(fā)生。此外，施工工藝的好壞不僅取決于技術(shù)參數(shù)的選擇，還與施工過(guò)程中的管理有重要的關(guān)系。在巖溶地區(qū)樁孔施工中，不確定因素很多，因此，本文針對(duì)巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工，就施工前準(zhǔn)備、鋼護(hù)筒跟進(jìn)、鉆進(jìn)控制、清孔及灌注混凝土這5個(gè)方面總結(jié)了一套控制質(zhì)量要點(diǎn)。由于巖溶地貌有各種各樣、大小一部的形態(tài)，宏觀上雖然有一定的發(fā)育規(guī)律，但在小范圍內(nèi)其分布與埋藏往往是變化無(wú)常的，在勘察階段要完全查明情況幾乎是不可能的，因此在施工過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題幾乎不可避免。巖溶地區(qū)灌注樁基的施工事故主要可以分為兩類(lèi)：一是成孔、成樁過(guò)程中，出現(xiàn)的諸如漏漿、塌孔、孔斜、卡鉆等事故；二是在成樁后，質(zhì)檢發(fā)現(xiàn)樁基質(zhì)量不合格，如斷樁等必須采取補(bǔ)救措施甚至必須報(bào)廢的事故。因此，本文通過(guò)調(diào)查、研究各種施工事故的起因，提出預(yù)防措施，總結(jié)完善事故發(fā)生后的處理措施，將施工事故的危害降低到最小的程度。1.4研究的技術(shù)路線首先闡述巖溶的成因機(jī)理、發(fā)育規(guī)律以及常見(jiàn)的地貌類(lèi)型，接著通過(guò)實(shí)地調(diào)研和參考大量的文獻(xiàn)資料，分析巖溶地質(zhì)特點(diǎn)對(duì)鉆孔灌注樁的影響、施工特點(diǎn)以及施工處理原則和常用處理方法，對(duì)巖溶地區(qū)常用鉆孔灌注樁的施工機(jī)械樁，如沖擊鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在施工過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題都做了較為深入的分析研究；然后探討了巖溶地區(qū)橋樁基礎(chǔ)可能出現(xiàn)的質(zhì)量事故；最后，通過(guò)對(duì)以上幾方面的綜合，建立了一套系統(tǒng)的巖溶地區(qū)橋樁基礎(chǔ)施工方法。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文6第2章巖溶地質(zhì)的特點(diǎn)及危害2.1巖溶發(fā)育的基本條件喀斯特的發(fā)育必須具備四個(gè)基本條件：巖石的可溶性、巖石的透水性、水的溶蝕性和水的流動(dòng)性。(1)巖石的可溶性巖石的可溶性是巖石在溶蝕作用下的溶解度和溶解速度。包含三類(lèi)：鹵素鹽類(lèi)(如巖鹽)、硫酸鹽類(lèi)(如石膏、硬石膏、芒硝)和碳酸鹽類(lèi)(如石灰?guī)r、白云巖)。其中鹵素鹽類(lèi)和硫酸鹽類(lèi)雖然溶解度高，但其在我國(guó)含量少，覆蓋面積有限，而碳酸鹽類(lèi)因其面積分布廣，我國(guó)大部分巖溶地貌均由其產(chǎn)生。(2)巖石的透水性巖石構(gòu)造裂隙節(jié)理越發(fā)育，如褶皺軸部、斷層破碎帶等，其巖石內(nèi)部在地下水的滲透下，會(huì)慢慢溶蝕形成裂隙網(wǎng)，加速巖溶的發(fā)育。而完整的巖石或者節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石，其地下水就不容易滲透進(jìn)巖石內(nèi)部，溶蝕作用只發(fā)生在巖石的表面，因此巖溶發(fā)育速度較低。(3)水的溶蝕性水對(duì)巖溶的溶蝕作用是巖溶發(fā)育的主要原因。一般情況下，地下水中CO?與方解石內(nèi)的碳酸鈣反應(yīng)形成鈣離子，碳酸鹽可溶于水，加速了喀斯特地貌的發(fā)展，因此，地下水中二氧化碳的含量越高，巖溶越容易發(fā)育。水中的CO?含量和空氣中CO?含量是成正比的，如地殼淺層的CO?含量比地殼深層的CO?含量就要高得多，所以地殼淺層的巖溶發(fā)育比地殼深層的巖溶發(fā)育就要速度快。(4)水的流動(dòng)性水的溶蝕性也關(guān)聯(lián)到水的流動(dòng)性。在水流停止的條件下，地下水中CO?消耗會(huì)到某一定值從而達(dá)到平衡的狀態(tài)，使水喪失溶蝕的能力。而在水流流通的條件下，地下水中CO?會(huì)源源不斷的得到供給，將溶解入地下水中的碳酸鹽類(lèi)帶走，使溶蝕不斷進(jìn)行，從而巖溶得以快速發(fā)育。2.2巖溶地貌的形態(tài)(1)溶溝：地表水會(huì)沿著巖石發(fā)育的節(jié)理裂隙進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間侵蝕，節(jié)理裂隙逐長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文7漸發(fā)育成溝槽，也就是溶溝，其寬度十幾公分至幾百公分，深度幾厘米至數(shù)米，長(zhǎng)度一般不到深度的5倍，溝槽底部通常填充泥土或碎屑。(2)石芽：為在溝槽間突起的石脊，在地表水的侵蝕下為裸漏型，在地下水的侵蝕下為埋藏型，又稱(chēng)石筍。(3)落水洞：地表水垂向下運(yùn)動(dòng)，侵蝕可溶性巖石內(nèi)部存在的一些節(jié)理裂隙，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期作用，其節(jié)理裂隙的尺寸由原來(lái)的幾公分?jǐn)U展到幾百公分，從而形成落水洞，這也是地表水流向地下潛水的主要排泄通道。(4)豎井：又稱(chēng)天坑，是落水洞的裂隙尺寸發(fā)育達(dá)到數(shù)百米時(shí)的結(jié)果。(5)漏斗：地表水沿垂直裂縫向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，裂隙不斷擴(kuò)展，首先在地面淺層處溶蝕出一個(gè)小型隱藏的孔洞，隨著孔洞的不斷發(fā)育，其上部土層從開(kāi)裂到最后塌落，而形成一個(gè)喀斯特漏斗。通常直徑在100米以內(nèi)，深度從幾十米到幾百米(6)溶蝕洼地：是巖溶侵蝕漏斗形成洼地的結(jié)果，將周?chē)穆┒钒l(fā)育連通便形成范圍廣，不規(guī)則圓形的封閉性巖溶洼地，直徑超過(guò)100米，最大可達(dá)到1-2(7)溶蝕盆地：是面積寬廣的溶蝕洼地，寬度幾百米至幾千米，長(zhǎng)度可達(dá)幾(8)溶蝕平原：是溶蝕盆地面積再次擴(kuò)大化形成的，呈現(xiàn)出比較平坦的平原地形，散布著一些孤峰和殘丘，地表由紅土覆蓋。(1)溶洞：地下水沿可溶性巖石內(nèi)部的節(jié)理裂隙、豎井、漏斗、層面或者斷層不斷進(jìn)行溶蝕和侵蝕從而形成的形態(tài)各異、大小不一、彼此之間相互獨(dú)立的地下洞穴稱(chēng)為溶洞。隨著巖溶的不斷發(fā)育，洞穴面積持續(xù)擴(kuò)大，密集單個(gè)的洞穴會(huì)相互連通，溶洞便形成了一個(gè)溶洞體系。溶洞可分為兩類(lèi)：1)水平型溶洞，也就是處在地下水面鄰近飽水帶內(nèi)的溶洞；2)垂直型溶洞，主要沿著傾斜的可溶性巖石層面或者垂直的裂隙發(fā)育的溶洞，包含(2)地下河：是地下水沿著裂隙溶蝕形成的地下水匯集和排泄通道，位于統(tǒng)一的地下水面附近的水平溶洞內(nèi)。(3)暗湖：與暗河連通，存在于空間較大的溶洞內(nèi)部，相當(dāng)于地下湖。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文8根據(jù)水的流動(dòng)性及地下水所處的流動(dòng)位置，可分為地下水補(bǔ)給區(qū)、地下水徑流區(qū)和地下水排泄區(qū)，分別這3個(gè)方面來(lái)描述巖溶發(fā)育的特點(diǎn)。(1)地下水補(bǔ)給區(qū)巖溶發(fā)育的特點(diǎn)地下水補(bǔ)給區(qū)，因?yàn)榻邓暗孛嫠谴怪鼻颐芗南蛳逻\(yùn)動(dòng)，隨著水的溶蝕作用，多發(fā)育喀斯特的地表形態(tài)，如喀斯特溝、石芽、漏斗、落水洞等，并且發(fā)育的巖溶地貌具有埋藏淺、規(guī)模小等特點(diǎn)。較為常見(jiàn)的為土層覆蓋的溶溝、落水洞以及巖溶洞隙頂部的土洞。(2)地下水徑流區(qū)巖溶發(fā)育特點(diǎn)地下水徑流區(qū)是水的補(bǔ)給區(qū)至排泄區(qū)的地下通道，水量具有大且多的特點(diǎn)，一般多是水平徑流，在水的侵蝕作用下，主要是水平發(fā)育溶洞、地下暗河等，局部也會(huì)發(fā)育落水洞等垂直巖溶地貌，但大多都被土層覆蓋，在潛蝕或滲壓作用下上部的土層會(huì)逐漸移動(dòng)形成土洞。在水平方向發(fā)育的單個(gè)小溶洞逐漸發(fā)育彼此會(huì)相互連通形成大溶洞。一般深層發(fā)育的溶洞、暗河等不會(huì)對(duì)地面工程造成危害，但是對(duì)于地下工程，如樁基礎(chǔ)、隧道地鐵等則會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重危害，主要會(huì)造成地層(3)地下水排泄區(qū)巖溶發(fā)育特點(diǎn)作為地下水的排泄點(diǎn)，巖溶基本發(fā)育成溶洞、暗河、溶蝕盆地，并且?guī)r溶發(fā)育規(guī)模大，溶洞之間相互貫通，由于地下水流通量增大，會(huì)形成富水性很好的含水層。地下水排泄區(qū)巖溶在施工過(guò)程中，主要出現(xiàn)的是溶洞上部土層的局部失穩(wěn)，一般巖溶通道內(nèi)填充物較少，土層覆蓋較薄，易產(chǎn)生塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，并且在實(shí)際勘察過(guò)程中對(duì)溶洞出口位置的判斷并不準(zhǔn)確，對(duì)造成對(duì)施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的塌陷位置也不易判斷，這在工程建設(shè)中存在較大的危險(xiǎn)。2.4巖溶地質(zhì)的危害一般地表裸露巖溶地貌容易處理，不易對(duì)工程施工及工程建筑構(gòu)成危害。但對(duì)地下隱伏的巖溶和土層覆蓋型巖溶，比如有地表土覆蓋的落水洞、土洞、溶洞等，不僅對(duì)勘察要求較高，并且勘察的資料可能會(huì)與實(shí)際有一定的差距，因此會(huì)在施上中常遇到以下幾種病害：(1)巖溶地區(qū)基巖面起伏不定，導(dǎo)致其上覆土層地基受力壓縮變形較大。在水平方向上，在同一距離(如1～2m)的兩個(gè)點(diǎn)上，土層厚度可達(dá)4～6m,甚至超長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文9過(guò)十米。較厚土層的底部普遍存在軟弱土，加劇了地基的不均勻性，并且在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工進(jìn)入持力層時(shí)造成偏孔現(xiàn)象。(2)溶洞頂板變形引起的地基失穩(wěn)。巖溶地區(qū)一些埋藏淺、跨度大、扁平狀的溶洞，由于施工過(guò)程中對(duì)土層的擾動(dòng)較大，使上部土層不穩(wěn)定或坍塌，或在工程施工后，由于建筑改變地層的荷載應(yīng)力，有可能塌落造成地基的局部破壞。(3)巖溶水的動(dòng)態(tài)變化對(duì)建筑物的建設(shè)和使用造成不良影響。雨季巖溶地層深處的水通過(guò)垂直通道(如漏斗、天坑等)涌出地面，如果由于各種原因，將巖溶的垂直通道堵塞而阻止消耗的地下水，會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)淹沒(méi)。巖溶水在裂隙洞水位分布不均勻會(huì)使水含量突然變化。在枯水期內(nèi)，一定深度的巖體可能處于干燥狀態(tài)，雨季可能出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，使樁基礎(chǔ)施工措手不及。如果補(bǔ)給源位置較高，管形裂隙水在巨大的動(dòng)水壓力下會(huì)破壞建筑物的底板和地下室底板。[31](4)土洞坍落造成地表塌陷。由于地基土洞發(fā)育，形成后亦可保持相對(duì)穩(wěn)定，但人為因素會(huì)誘發(fā)巖溶塌陷，其因承載力低，在鉆孔穿過(guò)地下土溶洞時(shí)，造成一系列施工困難，比如漏漿、卡鉆、掉鉆，甚至?xí)?dǎo)致塌孔引起塌陷。巖溶地質(zhì)成因復(fù)雜，地貌形態(tài)各異，都不同程度地影響著甚至決定了在巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)的施工工藝和方法。本章先后揭示了巖溶發(fā)育的基本條件、巖溶的地貌、巖溶發(fā)育的特點(diǎn)和對(duì)工程的危害，為后文進(jìn)行巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的研究工作做了鋪墊。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文第3章巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工由于巖溶地區(qū)土溶洞容易發(fā)育并且含有豐富的地下潛水，所以建筑物的基礎(chǔ)一般選取樁基礎(chǔ)，而在巖溶地區(qū)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工時(shí)，施工機(jī)械的選擇、成孔和成樁工藝是一個(gè)難點(diǎn)，施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不可避免的各種困難，難以保證樁基成孔和成樁的質(zhì)量和承載力，所以在巖溶地區(qū)采用樁基施工是整個(gè)建筑施工過(guò)程中決定性的一環(huán)，巖溶地質(zhì)下建筑物樁基礎(chǔ)多采用鉆孔灌注樁的成孔方式，本章就如何保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量進(jìn)行探討。3.1巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工工藝查閱相關(guān)資料和文獻(xiàn)可知，適用于巖溶地區(qū)的施工工藝有：沖擊鉆孔灌注樁、旋挖成孔灌注樁和回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁，其用到的施工機(jī)械分別為：沖擊鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。(1)施工原理沖孔灌注樁是采用沖擊鉆機(jī)上卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)沖擊鉆頭利用沖擊錘的自由下落的動(dòng)能破壞土層或巖層的結(jié)構(gòu)，使土形成泥，使巖石破碎成巖渣，接著通過(guò)帶護(hù)壁作用的泥漿將泥土和巖渣攜帶出孔內(nèi)，從而成孔的施工工藝。如圖3-1。圖3-1沖擊鉆施工示意圖長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文(2)施工特點(diǎn)目前，沖擊鉆機(jī)在巖溶地區(qū)施工應(yīng)用最為廣泛，一方面是沖擊鉆機(jī)適用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層、沙土層和碎石土層等各個(gè)土層，由于巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，地層各不相同，正好適用與沖擊鉆機(jī)；另一方面，并且-沖擊鉆機(jī)機(jī)械拆裝簡(jiǎn)便、造價(jià)低、成孔速度快、能夠自主造漿，在處理溶洞時(shí)能夠不受地下水影響、沖擊力大，易穿透溶洞頂板，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。但是缺點(diǎn)也很明顯，巖溶地區(qū)巖面多呈波形狀且軟硬不均，在沖孔過(guò)程中，造成沖擊錘的錘面傾斜，發(fā)生偏孔，屢偏屢修，不易修正，一旦錯(cuò)過(guò)修正深度，不僅無(wú)法糾正，還會(huì)造成彎樁、斜樁，甚至沖擊錘掉入溶洞中。(3)施工原則樁基施工前應(yīng)準(zhǔn)備一系列的準(zhǔn)備工作，每個(gè)技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真研究圖紙、地質(zhì)剖面圖，通過(guò)勘察報(bào)告分析溶洞類(lèi)型，對(duì)可能出現(xiàn)的隱患采取安全應(yīng)急方案，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)工作人員進(jìn)行技術(shù)和安全交底。巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工宜采取先鉆進(jìn)長(zhǎng)樁后短樁、先鉆進(jìn)外圍樁、后中間樁的方法防止土體位移，按照先易后難的總體施工原則，先對(duì)無(wú)溶洞和較小的溶洞進(jìn)行樁基施工，摸清相鄰地層的工程地質(zhì)情況和巖溶地層下溶洞填充物的性質(zhì)后，采取合理處理較大溶洞的方案。在巖溶地區(qū)，采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆成孔工藝同時(shí)對(duì)回轉(zhuǎn)鉆頭進(jìn)行改進(jìn)，來(lái)保證樁基質(zhì)量。(1)施工原理回轉(zhuǎn)鉆是用高壓將泥漿通過(guò)鉆機(jī)的空心鉆桿從鉆桿底部射出，底部的鉆頭在回轉(zhuǎn)時(shí)，將土層攪松成鉆渣，被泥漿浮懸，隨著泥漿上升而溢出流到孔外，并將鉆渣攜帶至泥漿槽，經(jīng)沉淀池凈化，再循環(huán)使用。對(duì)多級(jí)合金超前牙輪鉆頭[32]的傾角進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，是指根據(jù)勘察報(bào)告提供的巖層特性，對(duì)每個(gè)場(chǎng)地的多級(jí)合金超前牙輪鉆頭的傾角進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)巖土力學(xué)的基本理論，要使鉆進(jìn)效率最高，多級(jí)合金超前牙輪鉆頭的傾角應(yīng)滿足如下式中θ—多級(jí)合金超前牙輪鉆頭的傾角(°)長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文—巖土材料和鉆頭界面之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，一般取值在0.2～1.0之間(半邊巖取0.2～0.4,串珠狀溶洞且上下不同心取0.3～0.6,碎石土取0.5～0.8,礦渣多級(jí)合金超前牙輪鉆頭的傾角的最優(yōu)值在45°~60°之間，考慮將鉆頭實(shí)際形狀簡(jiǎn)化為圓錐型的影響，實(shí)際取值與理論分析的傾角相比偏大，因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，傾角可稍稍偏大；鉆孔樁施工采用多級(jí)合金超前牙輪鉆頭回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔的優(yōu)越性也主要體現(xiàn)于采用了多級(jí)合金超前牙輪鉆頭。(2)施工特點(diǎn)傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)能夠快速成孔，有效清理孔內(nèi)的雜質(zhì)，對(duì)內(nèi)壁起很好的保護(hù)作用，正因如此，在巖溶地區(qū)穿過(guò)溶洞容易偏孔，漏漿后容易埋鉆。為此對(duì)回轉(zhuǎn)鉆孔改進(jìn)，采用新型多級(jí)合金超前牙輪鉆頭，其結(jié)構(gòu)為：鉆頭總長(zhǎng)約2m,一般為樁徑1.5~2.5倍。上部圓筒主要起導(dǎo)正作用，下部根據(jù)情況分多級(jí)或N級(jí)，從大到小各層的直徑，容易在硬巖鉆進(jìn)，兩相鄰的區(qū)間長(zhǎng)度為15cm,水平之間的環(huán)形空間的寬度約為10cm;鉆頭最底部采用組合牙輪鉆頭，其大小、尺寸、個(gè)數(shù)根據(jù)不同孔徑而定，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。1—鉆具連接器；2—外筒；3—連接盤(pán)；4—錐形支撐筒；5—牙輪鉆頭；6—多層圓筒；7—出水口；8—合金鉆頭；9—支撐板；10—三個(gè)牙輪掌；11—合金墊片圖3-1鉆頭的結(jié)構(gòu)示意圖該鉆頭在施工中的主要特點(diǎn)有：1)利用牙輪的滾動(dòng)鉆進(jìn)減小阻力，多級(jí)破碎，切割巖石，保證進(jìn)尺；2)利用多級(jí)合金段上半部導(dǎo)正并修正孔壁，而且使孔壁容易切割成臺(tái)階，防止長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文“順層跑”,從而減少孔偏；3)能夠在不同心“葫蘆串”溶洞的鉆進(jìn)過(guò)程中由偏向變?yōu)橥模瑴p少孔偏；4)能夠準(zhǔn)確高效地找到持力層，而上部的多級(jí)鋼圓筒既能輔助導(dǎo)正又能收集巖石屑料，以利于技術(shù)人員判斷地層巖性；5)設(shè)備地盤(pán)的寬大穩(wěn)當(dāng)，鉆具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使鉆進(jìn)過(guò)程運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，良好的導(dǎo)正性又能保證復(fù)雜巖層鉆孔樁的垂直度要求，自然成孔擴(kuò)徑率小，充盈系數(shù)低；6)利用孔內(nèi)循環(huán)泥漿作為冷卻液和沖洗液，避免牙輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度過(guò)高而破壞牙輪掌結(jié)構(gòu)，通過(guò)泥漿循環(huán)沖洗破碎面，將破碎下來(lái)的巖石顆粒帶走，避免重復(fù)破碎，增強(qiáng)了破碎巖石的效果；7)可適用于普通回轉(zhuǎn)鉆機(jī)正反循環(huán)工藝，鉆頭加工簡(jiǎn)單，起落鉆方便；8)成孔垂直度好，持力層可靠，樁基工程質(zhì)量可靠度高。3.1.3旋挖灌注樁(1)施工原理旋挖鉆機(jī)是通過(guò)長(zhǎng)鉆桿帶動(dòng)鉆頭的旋轉(zhuǎn)剪切，將土體直接裝入鉆頭，然后通過(guò)鉆桿的提升將鉆頭提出孔外卸土，然后再將孔鉆頭沉入孔底旋轉(zhuǎn)剪切，如此往復(fù)循環(huán)直至設(shè)計(jì)深度從而成孔。如圖3-2為旋挖成孔施工圖例圖3-2旋挖成孔施工圖例(2)施工特點(diǎn)旋挖鉆機(jī)是一種現(xiàn)代化的新型機(jī)械，具有很廣闊的應(yīng)用前景。旋挖鉆機(jī)不管長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文是土層，還是巖層，施工速度大大提高，對(duì)環(huán)境污染小。但也存在一些問(wèn)題，該施工工藝對(duì)穿破復(fù)雜溶洞的效果不理想，進(jìn)入持力層較難，對(duì)鉆頭的損害較大；旋挖鉆機(jī)無(wú)法自主造漿，需要人為供應(yīng)，一旦出現(xiàn)快速漏漿，若回填不及時(shí)或無(wú)法補(bǔ)給，在旋挖鉆機(jī)自重的作用下，造成孔口塌落，從而引發(fā)大面積塌陷，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人生安全、機(jī)械設(shè)備造成嚴(yán)重危害。根據(jù)旋挖鉆頭是否用泥漿進(jìn)行護(hù)壁，可分為旋挖干法作業(yè)和旋挖濕法作業(yè)。(1)工藝特點(diǎn)工藝上不需要泥漿護(hù)壁，為直接取土工藝，在施工過(guò)程中，大大減少了泥漿的需求和排放，取出的鉆渣直接可以送出，具有節(jié)省空間、操作方便、施工方便、節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)、水電費(fèi)、降低施工成本等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)施工時(shí)，還有一最大優(yōu)勢(shì)就是噪音低、振動(dòng)小，現(xiàn)場(chǎng)整潔，減少了環(huán)境污染。同時(shí)成孔質(zhì)量?jī)?yōu)良，適用于各種透水性弱—中等，粉質(zhì)粘土、沙類(lèi)土以及強(qiáng)風(fēng)化砂巖層地質(zhì)條件下的巖溶地區(qū)，有著較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。用旋挖鉆機(jī)干法成孔進(jìn)行樁基施工，較沖擊鉆泥漿護(hù)壁具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)采用旋挖鉆進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，施工簡(jiǎn)單，操作性強(qiáng)，造孔速度快，效率高，施工精度高，可極大地縮短施工周期。2)巖溶地區(qū)樁基施工通常易發(fā)生漏漿情況，泥漿需求量較大。采用旋挖鉆機(jī)干法施工，不需要進(jìn)行泥漿循環(huán)護(hù)壁，有利于施工場(chǎng)地布置(不需要設(shè)置泥漿池),對(duì)施工周邊環(huán)境污染影響較小。3)對(duì)巖溶地區(qū)溶洞、裂隙處理效果好，有利于控制樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。(2)質(zhì)量控制1)施工前應(yīng)仔細(xì)復(fù)核圖紙精確放樣，埋設(shè)好護(hù)樁，施工過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查樁基垂直度、復(fù)核平面位置，確保成樁質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。2)施工過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)做好鉆孔地質(zhì)記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)實(shí)際地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)地勘資料不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)向有關(guān)單位報(bào)告，提出處理意見(jiàn)后，方能繼續(xù)鉆進(jìn)。3)樁基施工過(guò)程中，遇巖面不平時(shí)極易造成偏孔，一定量的C15混凝土回填會(huì)整平施工面可繼續(xù)施工。4)鉆孔后用專(zhuān)用清洗鉆頭(平底鉆頭)清洗孔洞?？椎闹睆綉?yīng)與孔的直徑相同，孔的底部厚度必須符合設(shè)計(jì)和規(guī)格的要求。5)在驗(yàn)收孔后，應(yīng)及時(shí)安裝鋼筋籠，并將注漿管固定在鋼籠上，在降低鋼籠的過(guò)程中，應(yīng)控制鋼筋籠的垂直度和速度，嚴(yán)禁撞擊孔壁。當(dāng)鋼筋籠與孔壁巖體或長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文土體的影響將落入孔底，長(zhǎng)時(shí)間停放或孔底沉渣超出規(guī)格后，應(yīng)立即進(jìn)行二次清孔，二次清孔采用大噸位起重機(jī)直接將鋼筋籠提出孔外，利用旋挖鉆機(jī)專(zhuān)用清孔鉆頭將沉渣清理合格。6)清孔合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土的澆筑工作，避免長(zhǎng)時(shí)間暴露導(dǎo)致孔壁塌落，澆筑前檢查混凝土坍落度，應(yīng)隨時(shí)檢查混凝土液面上升情況和導(dǎo)管埋設(shè)深度，避免出現(xiàn)夾層或斷樁。澆筑進(jìn)溶時(shí)，注意埋管深度應(yīng)保持較深，混凝土澆筑速度要慢，同時(shí)對(duì)混凝土面進(jìn)行測(cè)量，實(shí)時(shí)掌握混凝土上升情況。[33]混凝土澆筑過(guò)程中，可適當(dāng)插拔導(dǎo)管，以保證混凝土澆筑的密實(shí)效果，但須保證導(dǎo)管始終埋入混凝土液面下一定深度，施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格控制混凝土澆筑高度，混凝土澆筑頂面宜高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高約1m。(1)鉆具改進(jìn)巖溶地質(zhì)下工程建設(shè)的首選直筒式鉆頭，在條件允許的前提下，盡可能提高鉆筒高度：由于溶洞超過(guò)鉆斗高度，為了提高鉆孔導(dǎo)向防止偏孔變形能力，鉆頭應(yīng)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用螺旋鉆頭在硬巖地層，螺旋鉆頭增加最大邊齒齒數(shù)必須滿足比普通型鉆頭多的要求，螺旋鉆頭比普通型加強(qiáng)效應(yīng)達(dá)到實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向性的作用：1)改進(jìn)筒鉆：通過(guò)增加導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和合理的鉆孔作業(yè)模式在一定程度上可以防止偏孔，如圖3-3。圖3-3旋挖鉆機(jī)增加導(dǎo)向結(jié)構(gòu)2)改進(jìn)螺旋鉆頭：增加鉆齒的最大直徑，可以防止卡鉆，如圖3-4。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文圖3-4旋挖鉆機(jī)增加外徑鉆齒3)在鉆具上開(kāi)排漿孔：現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備足夠的泥漿和水，一旦出現(xiàn)漏漿嚴(yán)重，及時(shí)補(bǔ)漿，為了提高鉆孔時(shí)帶走泥漿過(guò)多，需要鉆具上開(kāi)排漿口，如圖3-5。圖3-5鉆頭處補(bǔ)開(kāi)排漿孔(2)操作要點(diǎn)長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文1)對(duì)有勘察資料的溶洞，在距溶洞頂板500mm開(kāi)始換筒鉆采取研磨方式鉆進(jìn)，直至穿越溶洞頂板，以預(yù)防卡鉆，對(duì)施工中隱藏的溶洞，實(shí)際操作時(shí)還需要通過(guò)仔細(xì)觀察鉆渣、泥漿顏色、漏漿水位以及旋挖鉆機(jī)的振動(dòng)情況來(lái)判斷。2)進(jìn)入巖溶洞穴后，選用改進(jìn)筒鉆，采用輕壓鉆孔進(jìn)行操作，避免壓力鉆孔，3)溶洞底部的鉆進(jìn)為三類(lèi)：一是高度小于筒鉆的洞穴，鉆進(jìn)底部時(shí)，鉆孔應(yīng)該減小壓力，穿過(guò)斜層后可以用常規(guī)鉆進(jìn)方法；二是高度大于鉆頭高度且小于3m的洞穴，因?yàn)榈撞靠赡苡龅降氖?、邊坡巖、半巖半土等情況，向洞內(nèi)拋投片石、粘土或混凝土充填溶洞至頂板以上1m,然后采用特制的改進(jìn)筒鉆；三是高度大于3m的溶洞，將穿越溶洞的鋼護(hù)筒下放至溶洞底部后鉆進(jìn)。3.2巖溶地區(qū)影響樁基施工因素3.2.1巖溶水位的影響巖溶水位高低是影響樁基施工的選擇的一個(gè)重要因素。雨季巖溶地層深處的水通過(guò)垂直通道(如漏斗、天坑等)涌出地面，如果由于各種原因，將巖溶的垂直通道堵塞而阻止消耗的地下水，會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)淹沒(méi)。巖溶水在裂隙洞水位分布不均勻會(huì)使水含量突然變化。在枯水期內(nèi)，一定深度的巖體可能處于干燥狀態(tài)，雨季可能出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，使樁基礎(chǔ)施工措手不及。如果補(bǔ)給源位置較高，管形裂隙水在巨大的動(dòng)水壓力下會(huì)破壞建筑物的底板和地下室底板。巖溶強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)，溶洞、土洞、溶槽等發(fā)育密集，到一定值，單獨(dú)封閉的巖溶會(huì)逐漸連通形成一個(gè)四通八達(dá)的巖溶系統(tǒng)。在進(jìn)行施工時(shí)，孔內(nèi)泥漿會(huì)出現(xiàn)流失現(xiàn)象，形成漏漿，嚴(yán)重時(shí)孔內(nèi)液面會(huì)快速降低或持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而孔內(nèi)、3.2.3溶洞填充物性質(zhì)的影響溶洞內(nèi)一般可分為：有填充物和無(wú)填充物。填充物多為軟塑～流塑狀態(tài)，填充滿的一般為封閉型巖溶，在鉆進(jìn)成孔中，雖然不會(huì)出現(xiàn)漏漿等問(wèn)題，但在澆筑混凝土?xí)r，混凝土壓力會(huì)將填充物擠出，造成混凝凝土液面下降，會(huì)形成樁身頸長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文縮、斷樁和夾泥的情況。無(wú)填充物或者填充物不多，可能是大型或者超大型溶洞等，此起需要增加勘察手段，已獲得更多的溶洞的具體情況，對(duì)填充物進(jìn)行土工試驗(yàn)，分析填充物的性質(zhì)。3.2.4施工環(huán)境影響一般在進(jìn)行樁基設(shè)計(jì)時(shí)，因盡量避開(kāi)巖溶發(fā)育的地段。如果施工場(chǎng)地有限，大型機(jī)械無(wú)法展開(kāi)工作面，可以考慮使用沖擊鉆機(jī)或者回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，如果場(chǎng)地面積足夠使用，則可以旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工。3.2.5巖溶地貌的影響裸漏在地面的巖溶地貌，對(duì)樁基礎(chǔ)施工沒(méi)有影響。其土層埋藏下的巖溶，需(1)地表形態(tài)的影響溶溝屬于巖溶剛剛發(fā)育，地表的溶溝可以直接處理掉，對(duì)樁基的施工影響不大，埋藏型溶溝在施工中，可以直接回填片石、黏土，將其填充滿后繼續(xù)鉆進(jìn)。埋藏型石芽在施工中不僅易造成偏孔，還有可能在成孔驗(yàn)收時(shí)對(duì)持力層認(rèn)識(shí)不清，誤以為已到穩(wěn)定持力層。落水洞和豎井是地面水向地下深處流通的主要通道，因其尺寸過(guò)大，裂隙過(guò)寬，所以在落水洞及其周?chē)ㄔ鞓痘A(chǔ)是行不通的。旱季地面水會(huì)流入其中，雨季地下水可能會(huì)涌出地表，對(duì)建筑物影響特別大。巖溶漏斗特點(diǎn)是深度遠(yuǎn)大于其寬度，且漏斗底部存在一些碎石塊和流水所帶入的泥土。所以在該地施工前，可以直接注漿將漏斗施工部位進(jìn)行填充，如果條件允許，可以將整個(gè)漏斗填充滿。洼地屬于封閉性并向下凹陷，是巖溶漏斗繼續(xù)發(fā)育后被填充的地貌。整個(gè)場(chǎng)地平坦，其表面多覆蓋松散的堆積物，對(duì)該地因做足施工勘察，避開(kāi)不利地段。(2)地下形態(tài)的影響溶洞是巖溶地區(qū)影響樁基施工的主要危害，根據(jù)溶洞大小的影響，可以分為小型溶洞、一般型溶洞、大型溶洞和超大型溶洞；根據(jù)溶洞發(fā)育的情況，可能存在單層封閉溶洞、多層封閉溶洞、連通性串珠狀溶洞；根據(jù)填充物的多少可以分為充滿填充物溶洞、部分填充物溶洞和無(wú)填充溶洞。因此在施工中要綜合考慮各種因素，選取最優(yōu)處理措施。暗河根據(jù)其面積劃分，可分為面積小于10km的小型暗河，面積在10～100km的一般暗河，面積在100～1000km的大型暗河和大于1000km的超大型暗河，其中只有小型和一般型暗河在枯水期內(nèi)可以施工，選擇回長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文填水泥砂漿的措施，也可以在回填水玻璃和水泥漿的混合漿液。對(duì)大型暗河、超大型暗河和暗湖，這類(lèi)地區(qū)基本不能進(jìn)行樁基施工，因水流量大，不僅不易成孔，而且在成樁后澆筑混凝土是一大難題，即使成樁，其樁身也存在諸多缺陷。3.3巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工的特點(diǎn)在巖溶地區(qū)采用鉆孔灌注樁施工不同于一般地區(qū)，施工特點(diǎn)如下：(1)根據(jù)巖溶自身的特點(diǎn)，由于巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，如：溶洞、漏斗、巖溶裂隙等，會(huì)給施工帶來(lái)漏漿、彎孔、掉鉆等情況，引起工程事故。(2)密集的溶洞、溶溝進(jìn)一步發(fā)育，會(huì)相互連通，在施工中，為防止?jié){液流失所引起孔壁塌落而出現(xiàn)塌孔，施工前應(yīng)備足黏土和片石，袋裝水泥和碎石。詳讀勘察報(bào)告，了解土層工程性質(zhì)，特別是沙土、黃土等易使地面塌陷的土層。(3)巖溶地區(qū)地下水異常豐富，鉆機(jī)成孔過(guò)程中易造成鉆孔結(jié)構(gòu)和形狀發(fā)生變化，易出現(xiàn)斜孔、彎孔現(xiàn)象，也會(huì)引發(fā)施工過(guò)程中漏水、漏漿的后果，需特別注意地下水是否為承壓水。(4)鉆孔完成后及時(shí)清孔，鉆孔過(guò)程要對(duì)泥漿性能指標(biāo)進(jìn)行控制，保證成孔后質(zhì)量高，防止出現(xiàn)塌孔。(5)土洞、巖洞坍落形成地表塌陷。巖溶地貌由于樁基施工會(huì)改變其外界條件，造成地下水位的突然變化，極有可能發(fā)生瞬時(shí)塌落。3.4巖溶地區(qū)樁基施工的處理措施3.4.1巖溶地區(qū)樁基施工的處理原則在巖溶地區(qū)對(duì)溶洞進(jìn)行處理，通常根據(jù)其埋藏深度、位置、規(guī)模、基巖穩(wěn)定性和水文地質(zhì)條件等因素，處理應(yīng)遵循以下原則：在充分勘察的基礎(chǔ)上，樁基施工應(yīng)盡可能避開(kāi)溶洞發(fā)育強(qiáng)烈區(qū)域，如：天坑、落水洞、較大的漏斗等地貌，還有在巖溶塌陷經(jīng)常發(fā)生、嚴(yán)重漏水的地段，暗河發(fā)育強(qiáng)烈并四通八達(dá)的地段以及環(huán)境保護(hù)的地段等。[36]在巖溶地區(qū)，要及時(shí)收集相關(guān)的地質(zhì)資料、鉆孔記錄表，通過(guò)運(yùn)用彈塑性力長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文學(xué)對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行分析，其中影響穩(wěn)定性的因素主要有：一是內(nèi)部因素，包括工程地質(zhì)條件、頂板厚度、基巖形態(tài)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)、施工現(xiàn)場(chǎng)地形等。二是外在因素，包括外加荷載大小、荷載時(shí)間、荷載類(lèi)型、底層含水量等。3.4.1.3土工試驗(yàn)通過(guò)實(shí)際勘察進(jìn)行分析巖層中是否產(chǎn)生溶洞，把現(xiàn)場(chǎng)巖土層帶入到實(shí)驗(yàn)室分析其物理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)喀斯特溶洞充填材料進(jìn)行了分析，為喀斯特溶洞充填的后續(xù)設(shè)計(jì)計(jì)算提供了依據(jù)。具體溶洞處理的方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理選擇，達(dá)到合理經(jīng)濟(jì)、安全施工的原則。3.4.2巖溶地區(qū)樁基施工常用的處理方法巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工常用的處理方法有回填法、注漿法和鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。當(dāng)溶洞較完整，溶洞內(nèi)無(wú)填充物，地下水流通較小，要求工期較短可采用回填法。回填法首先要鉆機(jī)成孔，將材料填充在溶洞內(nèi)，然后回填夯實(shí)直至滿足設(shè)計(jì)要求。在采用回填法處理溶洞過(guò)程中，采用從上至下的步驟，回填材料根據(jù)實(shí)際溶洞的情況選擇合適的材料進(jìn)行回填。如圖3-6所示。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文①先回填上層溶洞①在回填下層溶洞圖3-6回填法施工示意圖當(dāng)溶洞巖體破碎，溶洞內(nèi)充滿流塑狀填充物，應(yīng)采用注漿方法。注漿法應(yīng)先將注漿管插入喀斯特溶洞底部，通過(guò)壓力注漿讓漿液到達(dá)孔口，且孔口飽滿不再下降。在采用注漿處理溶洞過(guò)程中，采用從下至上的步驟，注漿完成后通過(guò)取芯進(jìn)行填充效果檢測(cè)，直至溶洞完全填充滿足其設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可施工。如圖3-7。①先注下層溶洞②先注上層溶洞圖3-7注漿法施工示意圖長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文當(dāng)溶洞易發(fā)生漏漿，會(huì)與周?chē)芏催B通，為了防止鉆孔過(guò)程中鉆孔傾斜，宜采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。鋼護(hù)筒跟進(jìn)法又有單層護(hù)筒和多層護(hù)筒、全跟進(jìn)和部分跟進(jìn)等。當(dāng)采用鋼護(hù)筒跟法應(yīng)結(jié)合具體工程地質(zhì)條件及溶洞分布情況進(jìn)行。此外，實(shí)際過(guò)程中鋼護(hù)筒跟進(jìn)法一般和注漿法或回填法結(jié)合使用。采用不同直徑的鉆頭與不同直徑的鋼筒，采用振動(dòng)錘保護(hù)管底的溶洞施工方法。該方法解決了巖溶溶洞頂蓋在成孔過(guò)程中的坍塌問(wèn)題，保證了樁的安全性和質(zhì)量。護(hù)筒由優(yōu)質(zhì)鋼板制成，并根據(jù)地層性質(zhì)的不同而不同，具體工藝如下：(1)用振動(dòng)打樁機(jī)插入外層鋼套管鉆至溶洞頂板1.0m的頂部，保護(hù)筒外壁的厚度一般不小于10mm,筒內(nèi)直徑大于樁直徑的0.5m,鉆頭大于孔直徑的0.35m。鋼護(hù)筒嚴(yán)格把關(guān)垂直度和中心偏差，避免后續(xù)工序的麻煩；(2)提出鉆頭，用吊車(chē)設(shè)備的將用鋼管逐段接長(zhǎng)放入孔底，然后用振動(dòng)錘將護(hù)桶下沉到溶洞頂部，同時(shí)將內(nèi)外套管之間空隙填滿砂會(huì)同時(shí)進(jìn)行受力，可以適當(dāng)密封并固結(jié)灌漿。(3)換用小鉆頭小沖擊力沖穿過(guò)溶洞頂板，此時(shí)即發(fā)生漏漿，有鋼護(hù)筒的防護(hù)，孔頂部也不會(huì)發(fā)生塌孔?？蓲佁钫惩?、片石和袋裝水泥或灌素混凝土等回填方法，繼續(xù)鉆進(jìn)溶洞，直至鉆至溶洞底板以下約50cm。(4)再次提出鉆頭，將內(nèi)層的鋼管繼續(xù)接長(zhǎng)，直通到約50cm距離底部的孔的位置，向孔灌注低標(biāo)號(hào)素混凝土填充，將鉆了大約50厘米深的孔填充后，鋼管的內(nèi)層護(hù)桶插入混凝土與巖石固結(jié)，待穩(wěn)固后用與直徑相同的鉆頭鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)，清孔驗(yàn)收后直接灌注混凝土。內(nèi)層鋼護(hù)筒比樁徑大10cm,護(hù)桶本身厚度為6mm。這種方法使用溶洞有無(wú)填洞，如果大型溶洞下還存在有較大的溶洞，則根據(jù)實(shí)際情況，需要使用多層套管和多種鉆頭進(jìn)行施工。如圖3-8所示。覆蓋層覆蓋層覆蓋層穩(wěn)定層穩(wěn)定層穩(wěn)定層穩(wěn)定層穩(wěn)定層穩(wěn)定層①埋設(shè)鋼擴(kuò)筒②鉆進(jìn)后鋼擴(kuò)筒跟進(jìn)③繼續(xù)下鉆圖3-8鋼護(hù)筒跟進(jìn)法示意圖3.5巖溶地區(qū)穿越溶洞技術(shù)施工3.5.1沖擊鉆孔穿越技術(shù)要點(diǎn)(1)高度小于1.0m的處理方法對(duì)小溶洞，且溶洞內(nèi)多存在填充物，為此，在穿越溶洞前拋投粘土、碎石等，并反復(fù)采用小沖擊力將回填物擠入溶洞內(nèi)，可以防止穿越溶洞后出現(xiàn)漏漿，一般回填至溶洞頂部0.5～1m,這樣反復(fù)拋投，直到鉆出溶洞后正常鉆進(jìn)即可。(2)高度在1.0m～3.0m的處理方法對(duì)大溶洞，除了要拋入一些粘土、片石，同時(shí)還要加入袋裝水泥，用沖擊鉆機(jī)對(duì)溶洞鉆孔，然后將其填充物填入溶洞，反復(fù)沖鉆，將填充物填到整個(gè)溶洞后即可正常鉆進(jìn)。填充物因摻入了水泥而形成一定強(qiáng)度，反復(fù)操作后會(huì)讓孔壁的能力增強(qiáng)，一來(lái)可以防止孔內(nèi)部坍塌，二來(lái)防止?jié)仓炷梁螅捎趬毫^(guò)大，壓垮孔壁造成的斷樁和混凝土漏失嚴(yán)重等問(wèn)題。(3)高度在3.0m～6.0m的處理方法對(duì)于這樣一個(gè)大溶洞，一般都是先填粘土、碎石和袋裝水泥混合填筑過(guò)程。在鉆井過(guò)程中發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，首先應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿，同時(shí)反復(fù)填孔內(nèi)拋粘土、塊石，當(dāng)長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文泥漿泄漏嚴(yán)重，應(yīng)向孔內(nèi)大量?jī)?nèi)拋粘土、石頭和水泥混合填料和泥漿，可順利通過(guò)溶洞。然而，由于此類(lèi)溶洞基本為強(qiáng)烈發(fā)育洞穴，采取上述措施很可能仍難以即使成孔，但孔壁停滯周期太長(zhǎng)或混合填料的構(gòu)筑不足以支撐混凝土澆筑時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)壓力，造成混凝土流失現(xiàn)象，出現(xiàn)斷樁和混凝土嚴(yán)重超灌的問(wèn)題，為此應(yīng)向孔灌注C15混凝土直至灌注至溶洞頂部表面1～2m位置的混凝土達(dá)到強(qiáng)度繼續(xù)鉆。為了節(jié)省混凝土用量，在灌注混凝土中填充粘土，可用粘土、碎石和袋裝水泥混合填料在一定程度上反復(fù)沖擊擠壓，然后澆注混凝土。無(wú)論是否填充，(4)高度大于6.0m的處理方法對(duì)于這樣的一個(gè)超大溶洞，一般位于深且橫向發(fā)展，還可能連通隱藏的地下河，鉆孔肯定會(huì)有嚴(yán)重的泄漏，漏漿時(shí)沒(méi)有時(shí)間來(lái)充填料漿，會(huì)造成大范圍的塌陷，危及設(shè)備和人員安全；即便能及時(shí)充填料漿，孔不會(huì)出現(xiàn)坍塌，但只填滿了粘土、石頭和水泥混合填料反復(fù)沖擠措施，因溶洞高度很高，很難完成樁施工，如果選用溶洞充填混凝土的處理方法，因溶洞的大小未知，灌注混凝土也將一個(gè)未知量，因此從安全的、建設(shè)成本等方面的考慮，對(duì)此類(lèi)超大溶洞的鉆進(jìn)施工方法的保證，應(yīng)選擇鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。3.5.2回轉(zhuǎn)鉆孔穿越技術(shù)要點(diǎn)(1)在穿越溶洞頂板前，小心操作鉆機(jī)，保持鉆頭穩(wěn)定，盡可能少碰孔壁，嚴(yán)格控制泥漿比重，土層保持在1.2～1.3之間，巖層保持在1.35～1.45之間，鉆頭穿破洞頂，特別要控制進(jìn)尺速度，可以提前投放粘土、片石，防止過(guò)度偏孔。(2)當(dāng)鉆進(jìn)到溶洞頂板時(shí)，鉆頭操作要平穩(wěn)，,采并按終孔原則適時(shí)終孔。(3)對(duì)于小溶洞或者一般型溶洞，直接回填粘土、片石即可，對(duì)于面積大或連通性好的溶洞，回填粘土、片石效果不理想，只能采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。(4)深層溶洞，情況特殊，可以采用多層鋼護(hù)筒跟進(jìn)的方法，如果樁徑為1m,先使用1.3m的鉆頭開(kāi)始鉆孔，穿破溶洞后，埋置1.3m的鋼護(hù)筒，深入溶洞底部，然后再埋置1.2m的鋼護(hù)筒，選用1.0m的鉆頭鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，兩層鋼護(hù)筒之間(5)對(duì)澆筑混凝土可能發(fā)生的漏失現(xiàn)象，可以在鋼筋籠上焊接一層鋼護(hù)筒，用鋼護(hù)筒將溶洞漏失處保護(hù)起來(lái)。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文穿越溶洞具體措施：(1)在鉆孔樁施工前，應(yīng)根據(jù)地勘報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙要求，對(duì)較大溶洞或連通性溶洞，深度大于0.5m和小于3m,可采用由靜壓化學(xué)灌漿法進(jìn)行先處理。待巖溶溶洞加固體達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行開(kāi)鉆施工。(2)對(duì)于裂隙處、設(shè)計(jì)圖紙或方案中未采取注漿方式處理溶洞以及施工中新發(fā)現(xiàn)的溶洞或裂隙，采取正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞或通過(guò)裂隙部位時(shí)，填充低標(biāo)號(hào)混凝土，在一定間隔后再鉆入洞內(nèi)。宜采用C15混凝土回填，為了提高混凝土的強(qiáng)度和節(jié)省施工時(shí)間，在混凝土中加入一定的早強(qiáng)劑可以提高混凝土的早期強(qiáng)度。混凝土回填高度應(yīng)穿過(guò)溶洞及裂隙部位，上下部位宜超出50cm。為保證回填充填效果，利于旋挖鉆成孔，混凝土或砂漿回填后，待混凝土穩(wěn)固后可直接鉆進(jìn)成孔。(3)當(dāng)溶洞發(fā)育時(shí)，出現(xiàn)大量的大型溶洞樁，在施工中采用毛石多層嵌套管。在工程鉆柱的基礎(chǔ)上，在施工前鉆孔，確定埋設(shè)位置和數(shù)量的鋼套管，然后根據(jù)埋鋼套管的數(shù)量進(jìn)一步確定孔的直徑。通常情況下，內(nèi)、外護(hù)筒內(nèi)徑為15cm之間的差異，和內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑與設(shè)計(jì)樁徑之間的誤差0.15m。穿越溶洞的處理措施：(1)溶洞高度小于1m的處理措施當(dāng)鉆頭鉆穿溶洞頂板時(shí)，馬上提升鉆頭，對(duì)沒(méi)有明顯漏漿的樁孔，要保持泥漿水位，防止鉆頭在鉆進(jìn)溶洞底部時(shí)被填充物掩埋，造成埋鉆，對(duì)有明顯漏漿的樁孔，向孔內(nèi)投拋片石和粘土塊，回填至溶洞頂部0.5～1m,下鉆頭反復(fù)擠壓使孔(2)溶洞高度在1m～3m的處理措施由于溶洞高度較高，僅采用拋填法難以獲得很好的護(hù)壁條件，故需采用回填法，對(duì)于有填充物的溶洞向孔內(nèi)拋投碎石、沙混合料和低等級(jí)的水泥漿，反復(fù)擠壓，使水泥砂漿將片石空隙填充，停鉆后待水泥強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa繼續(xù)鉆進(jìn)，對(duì)于沒(méi)有填充物的溶洞，可以先拋入塊石，然后用素混凝土灌滿，待混凝土穩(wěn)固后穿過(guò)溶洞。(3)溶洞高度大于3m的處理措施長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文首先利用旋挖鉆機(jī)到一定深度，其距離溶洞頂板上0.5～1m為最佳，將鋼管振動(dòng)下沉到鉆孔底部位置，繼續(xù)鉆孔，穿過(guò)洞穴頂部是，應(yīng)及時(shí)將鋼管沉到洞穴的本章通過(guò)對(duì)巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行研究，主要得到成果有：經(jīng)過(guò)工地調(diào)研和資料分析，總結(jié)適宜于巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁的施工機(jī)械主要有三種：沖擊鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，并分別在巖溶地質(zhì)條件下的容的穿越技術(shù)、施工工藝改進(jìn)及施工要點(diǎn)做了總結(jié)。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文第4章巖溶地區(qū)樁基質(zhì)量事故及檢測(cè)在巖溶地區(qū)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，一是由于溶洞、溶溝、石芽等復(fù)雜的地質(zhì)條件，地層含有豐富的地下水，以及樁基持力層的基巖面起伏不定，對(duì)樁基礎(chǔ)質(zhì)量影響嚴(yán)重；而是由于鉆孔灌注樁的施工工藝繁瑣，對(duì)施工的機(jī)械和技術(shù)人員的要求較高，并且樁基礎(chǔ)本身屬于地下隱蔽工程，質(zhì)量問(wèn)題始終存在，常見(jiàn)的樁身缺陷有樁頭浮漿、夾泥、蜂窩、離析等，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量，因此，對(duì)樁基礎(chǔ)的檢測(cè)判斷和缺陷樁的處理必不可少，本章結(jié)合巖溶區(qū)灌注樁檢測(cè)技術(shù)和樁身缺陷，巖溶區(qū)鉆孔灌注樁樁身缺陷處理及檢測(cè)的判定方法。4.1施工過(guò)程中常見(jiàn)事故的起因、預(yù)防和補(bǔ)救措施鉆孔過(guò)程中施工至土洞溶洞時(shí)，若土洞溶洞內(nèi)未填充密實(shí)，則孔內(nèi)泥漿會(huì)迅速流失，形成漏漿，嚴(yán)重時(shí)孔內(nèi)液面會(huì)快速降低或持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而孔內(nèi)、外壓力差過(guò)大造成塌孔現(xiàn)象。如圖4-1、4-2所示。圖4-1漏漿長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文圖4-2塌孔預(yù)防及處理措施：對(duì)易出現(xiàn)孔壁坍塌的地層，應(yīng)預(yù)備好供加長(zhǎng)用的鋼護(hù)筒，必要時(shí)可選用雙套筒，第一套護(hù)筒外徑比樁徑大2~3級(jí)，下到粘土層內(nèi)，護(hù)筒底部周?chē)盟嗌皾{固結(jié)止水；第二套護(hù)筒比樁徑大1級(jí)，下到巖溶裂隙強(qiáng)發(fā)育帶中較完整的基巖上，防止孔壁坍塌；對(duì)隱藏的土溶洞，在施工中要準(zhǔn)備好足量的片石、粘土和水源，防止出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象時(shí)無(wú)法及時(shí)補(bǔ)漿。針對(duì)塌孔現(xiàn)象，施工之前在沖孔鉆機(jī)底部鋪上鋼板，增加鉆機(jī)底部承載面積，確保出現(xiàn)塌孔時(shí)能夠及時(shí)轉(zhuǎn)移鉆機(jī)，從而保證現(xiàn)場(chǎng)施工人員與機(jī)械的安全。根據(jù)超前鉆探資料顯示孔內(nèi)出現(xiàn)巖面傾斜、起伏較大或溶洞內(nèi)“半巖半空”預(yù)防及處理措施：預(yù)防及處理措施：偏孔一般在鉆進(jìn)溶洞頂部或者傾斜基巖時(shí)出現(xiàn)，所以現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員必須熟記超前鉆探資中可能出現(xiàn)偏孔的位置，做好十字線隨時(shí)注意沖擊錘的鋼繩擺動(dòng)情況，一旦出現(xiàn)偏孔馬上回填塊石及時(shí)糾正，回填深度比偏孔深度多1米即可；在施工至溶洞頂部時(shí)，采用小沖程鉆進(jìn)，時(shí)刻注意進(jìn)尺速度，若溶洞內(nèi)為“半巖半空”狀態(tài)，盡量在施工前先進(jìn)行注漿處理，若鉆進(jìn)中出現(xiàn)嚴(yán)重偏孔，則可以選擇澆筑混凝土填充，待混凝土強(qiáng)度滿足要求后繼續(xù)鉆進(jìn)成孔卡鉆多出現(xiàn)在偏孔、孔壁內(nèi)凹凸孤石、擊穿溶洞頂部處以及拋填片石處理溶洞不當(dāng)?shù)炔涣记闆r；主繩斷裂或繩松，使鉆頭突然脫落，落入孔內(nèi)，不及時(shí)處理，長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文則會(huì)使鉆頭被沉渣或片石掩埋，造成埋鉆。預(yù)防及處理措施：現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員以及鉆機(jī)操作人員要隨時(shí)注意主繩的牢固情況，對(duì)有破損的主繩一律更換，繩卡和保險(xiǎn)繩均要按規(guī)范固定，鉆頭裝上保險(xiǎn)繩是出現(xiàn)掉錘時(shí)方便打撈鉆頭，及時(shí)更換或補(bǔ)焊鉆頭；注意用小沖擊力鉆進(jìn)，將片石擠密穩(wěn)固后方可正常鉆進(jìn)，防止鉆頭進(jìn)尺過(guò)多而被片石掩埋。在澆筑混凝土過(guò)程中，混凝土側(cè)向壓力大于泥漿的側(cè)向壓力，將泥漿混凝土擠入溶洞，造成混凝土現(xiàn)象的喪失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成斷樁。預(yù)防和治療措施：第一，確?；炷辽a(chǎn)和運(yùn)輸能力，及時(shí)供應(yīng)混凝土；第二，增加灌注過(guò)程中導(dǎo)管的深度，埋深一般不小于3米的深度，并測(cè)量在灌注混凝土面標(biāo)高，防止混凝土產(chǎn)生流失突然下降到左導(dǎo)管下方造成斷樁導(dǎo)管；第三，混凝土澆筑成功后，在1～3小時(shí)內(nèi)還需反復(fù)測(cè)量樁頂標(biāo)高，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土液面下沉，馬上采取二次澆筑方法補(bǔ)充混凝土，避免出現(xiàn)短樁現(xiàn)象。4.1.5鋼筋籠被卡住終孔驗(yàn)收合格后方可下放鋼筋籠，一般卡籠多是鋼筋籠插入土溶洞區(qū)，強(qiáng)行下方甚至?xí)斐伤?。下放鋼筋籠時(shí)一旦被卡住，可反復(fù)嘗試提起后緩慢下放，切勿強(qiáng)行下放造成鋼筋籠被卡死，若仍放不下去，應(yīng)將鋼筋籠緩慢提升，測(cè)量被卡住深度，分析原因，采取相應(yīng)措施處理，對(duì)該孔位再次驗(yàn)收合格后可重新下放鋼筋籠。對(duì)溶巖強(qiáng)烈發(fā)育地區(qū)，地下土溶洞極其復(fù)雜，一些隱藏的土溶洞沒(méi)有探測(cè)出來(lái)，但在施工中由于機(jī)械對(duì)土層的擾動(dòng)作用，容易將其貫穿，形成連通性溶洞，因此，針對(duì)施工過(guò)程中，及時(shí)調(diào)整處理方案，使穿越溶洞效果最佳。[38]4.2成樁后巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)檢測(cè)方法巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)多為端承嵌巖樁，根據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106--2014規(guī)定工程樁的質(zhì)量檢測(cè)包含2個(gè)方面：?jiǎn)螛冻休d力和樁身完整性。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文4.2.1樁身完整性檢測(cè)目前樁身完整性檢測(cè)應(yīng)用最廣泛的主要是低應(yīng)變檢測(cè)法和超聲波檢測(cè)法。(1)低應(yīng)變檢測(cè)法通過(guò)對(duì)樁頭施加一個(gè)小的震動(dòng)力產(chǎn)生應(yīng)力波，當(dāng)遇到樁身和樁身內(nèi)部的缺陷時(shí)，應(yīng)力波在樁體內(nèi)傳播經(jīng)過(guò)反射形成反射波，反射波被檢測(cè)儀器接受后分析其幅值、傳播時(shí)間和波形特征值，以此來(lái)判斷樁身結(jié)構(gòu)的完整性，低應(yīng)變法能夠很好的預(yù)測(cè)樁基缺陷位置、樁長(zhǎng)和混凝土強(qiáng)度等級(jí)評(píng)估等。低應(yīng)變法的優(yōu)勢(shì)有設(shè)備簡(jiǎn)單，方便攜帶和使用，檢測(cè)快速、費(fèi)用底，能夠很好的普遍檢測(cè)樁身質(zhì)量的方法，應(yīng)用廣泛。如圖4-3所示。圖4-3低應(yīng)變檢測(cè)儀器(2)超聲波檢測(cè)法超聲波檢測(cè)法的運(yùn)用非常廣泛。成孔后下放鋼筋籠上綁扎若干聲測(cè)管，作為超聲波接受和發(fā)射的通道，在其中一根管內(nèi)發(fā)射超聲波，超聲波會(huì)在聲測(cè)管內(nèi)傳播和反射到另一個(gè)管內(nèi)，然后由探頭接受超聲波，儀器會(huì)記錄超聲波在混凝土樁內(nèi)的傳播特征，根據(jù)傳播時(shí)間、幅度大小以及頻率的變化程度，來(lái)分析判斷樁基的完整性，并能夠檢測(cè)出缺陷的大小、位置和性質(zhì)。由于施工中需要預(yù)埋聲測(cè)管，所以該檢測(cè)方法成本較高，對(duì)樁身直徑有要求。如圖4-4。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文圖4-4超聲波檢測(cè)儀4.2.2單樁承載力檢測(cè)樁基承載力的測(cè)定是在確定上部荷載和工程設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，樁基礎(chǔ)必須能夠承受整個(gè)建筑物的荷載，目前最常用的主要是豎向靜載試驗(yàn)法，因?yàn)樵摲ń咏跇痘恼５氖芰顟B(tài)。依據(jù)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)端承樁測(cè)定單樁承載力試驗(yàn)時(shí)，由于設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，可用于樁底沉渣厚度和鉆孔樁承載層的測(cè)定。對(duì)于硬巖區(qū)的嵌巖樁，當(dāng)樁底的巖體完整性達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，由于基巖的強(qiáng)度大于混凝土強(qiáng)度，樁身強(qiáng)度及質(zhì)量成為決定基樁承載力的(1)靜載試驗(yàn)法垂直壓力和樁頂縱向或橫向的推力拉力下，樁頂沉降觀測(cè)在時(shí)間、位移或位移，試驗(yàn)確定樁承載力的承載能力和相應(yīng)的單樁豎向抗拔或單樁水平的方法。[39]該方法對(duì)其他樁基檢測(cè)結(jié)果具有參考價(jià)值，該方法穩(wěn)定、準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況最接近。由于靜荷載作用，需要提供更寬的工作面來(lái)承載施工現(xiàn)場(chǎng)，而且許多情況下現(xiàn)場(chǎng)條件可以滿足要求。另外，在檢測(cè)過(guò)程中，主觀或理論上的局限性、樁的選擇往往缺乏表征和檢測(cè)周期費(fèi)用的增加，人工壓縮試驗(yàn)，也影響檢測(cè)的正確性和客觀性。如圖4-5。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文圖4-5靜載試驗(yàn)法(2)鉆芯法檢測(cè)樁身完整性最直接的方法，不僅可看出灌注樁的完整性，檢查樁底沉渣和持力層性狀，也是檢測(cè)鉆孔灌注樁混凝土強(qiáng)度唯一可靠的方法。它具有科學(xué)性、直觀性、實(shí)用性等特點(diǎn)，它通常適用于直徑不小于800mm的混凝土灌注樁，鉆芯確定大體積混凝土離析、孔隙度、泥洞更有效，以及缺陷和裂紋在地方一級(jí)的判斷是不準(zhǔn)確的，樁的長(zhǎng)徑比，容易偏離核心鉆孔樁，無(wú)法鉆到樁底，和測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)鉆芯檢測(cè)方法的高成本。如圖4-6。圖4-6現(xiàn)場(chǎng)鉆芯法4.2.3常用檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)常用檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)如表4-1。表4-1常見(jiàn)檢測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)檢測(cè)方法檢測(cè)目的優(yōu)缺點(diǎn)超聲波檢測(cè)法判斷樁基的完整性，檢測(cè)樁身缺陷大小、位置和性質(zhì)需提前埋設(shè)聲測(cè)管，費(fèi)用高，對(duì)樁徑有要求，不能定量判斷；檢測(cè)細(xì)致，效果明顯低應(yīng)變法判斷樁身的完整性，檢測(cè)樁身缺陷大小、位置和性質(zhì)設(shè)備簡(jiǎn)單，方便攜帶和使用，檢測(cè)快速、費(fèi)用底；缺點(diǎn)明顯：當(dāng)樁身缺陷多、不明顯時(shí)，檢測(cè)結(jié)果并不準(zhǔn)確也不靈敏，對(duì)缺陷只定性分析而不能定量分析鉆芯法檢測(cè)灌注樁樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度，判斷樁身完整性類(lèi)別直觀、可靠的反映樁身質(zhì)量完整性；試件可進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，但只反映部分混凝土質(zhì)量，存在盲區(qū)，且設(shè)備大、費(fèi)工費(fèi)時(shí)、價(jià)格高昂靜載試驗(yàn)確定單樁極限承載力，判斷樁基承載力是否符合設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定、準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)與實(shí)際情況最接近；試驗(yàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)錢(qián)，用數(shù)量較少的樁作靜載試驗(yàn)所得出的結(jié)果難以代表全體樁基的質(zhì)量情況4.2.4多種檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合當(dāng)使用一種檢測(cè)方法有可能會(huì)對(duì)樁身質(zhì)量做出不正確判斷，此時(shí)可選用多種方法進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)比分析補(bǔ)充、驗(yàn)證，使測(cè)試的結(jié)果具有可靠性。事實(shí)上，由于各種檢測(cè)方法都有不同的局限性，由于各種方法有一定的靈活性，因此應(yīng)根據(jù)檢測(cè)的適用范圍選擇聯(lián)合檢測(cè)方法，考慮各種因素，如地質(zhì)條件、施工因素以及具有代表性的試驗(yàn)樁，檢測(cè)方法的合理選擇和采樣數(shù)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。(1)超聲波透射法和鉆芯法相結(jié)合檢測(cè)超聲波透射法和鉆孔抽芯相結(jié)合檢測(cè)，首先是成孔后在鋼筋籠上綁扎聲波管，成樁后用超聲波檢測(cè)法檢測(cè)，若發(fā)現(xiàn)樁有樁身質(zhì)量缺陷，再進(jìn)行鉆芯法驗(yàn)證，降(2)超聲波檢測(cè)法、低應(yīng)變法和鉆芯法相結(jié)合檢測(cè)鉆孔灌注樁的超聲波檢測(cè)法測(cè)試過(guò)程中，由于施工中會(huì)遇到的聲管堵塞的各種原因，因此無(wú)法檢測(cè)鉆孔灌注樁，在樁基超聲波檢測(cè)法測(cè)試用的聲測(cè)管堵塞，長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文這種情況需要低應(yīng)變法檢測(cè)該樁的使用。[41]根據(jù)低應(yīng)變法檢測(cè)的結(jié)果，如果波形正常，確認(rèn)檢測(cè)異常則懷疑有樁身質(zhì)量缺陷，則必須通過(guò)鉆芯確認(rèn)并給予相應(yīng)處4.3巖溶地區(qū)常見(jiàn)樁基質(zhì)量事故4.3.1常見(jiàn)的樁基質(zhì)量問(wèn)題巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工中，常見(jiàn)的撞擊缺陷有：樁頭浮漿、斜樁彎樁、樁徑改變、夾泥、樁基承載力不足和樁身混凝土缺陷。在成孔過(guò)程中，孔內(nèi)的濃泥漿和破碎的巖體都在孔底沉淀導(dǎo)致沉渣過(guò)厚，在澆筑中懸浮的沉渣越來(lái)越厚，灌注混凝土至樁頭時(shí)，由于灌注速度減慢，來(lái)回抖動(dòng)導(dǎo)管造成混凝土里沙石和水泥分層，上層的水泥和沉渣混合不均勻會(huì)形成樁頂?shù)蛷?qiáng)度段，導(dǎo)致樁頭浮漿。當(dāng)混凝土灌注到樁頂時(shí)，及時(shí)測(cè)定混凝土液面深度，保持導(dǎo)管插入混凝土液面下3米以上，不必將導(dǎo)管過(guò)多埋入混凝土下，一是可以防止混凝土澆筑慢，二是防止來(lái)回抽動(dòng)導(dǎo)管，過(guò)多振搗混凝土，造成分層離析。4.3.1.2.斜樁彎樁由于巖溶地質(zhì)下基巖中存在石芽、漏斗、溶溝、溶槽等波浪形巖面，造成鉆頭受力不均，在成孔過(guò)程中出現(xiàn)孔斜，沒(méi)有第一時(shí)間修正導(dǎo)致偏孔過(guò)多，混凝土灌注以后出現(xiàn)斜樁或彎樁。鉆孔中發(fā)生密切注意鋼絲繩擺動(dòng)情況，擺動(dòng)偏向一側(cè)時(shí)，及時(shí)確認(rèn)是不是出現(xiàn)偏孔，若出現(xiàn)孔斜，回填片石找平后，在偏斜部位反復(fù)掃孔，修正斜孔。在孔內(nèi)存在地層軟硬不均勻從而產(chǎn)生的斜孔，可以直接回填素混凝土，待混凝土穩(wěn)固后控制進(jìn)尺，低速鉆進(jìn)。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文鉆孔到土溶洞時(shí)，由于鉆機(jī)對(duì)樁孔周?chē)馏w的產(chǎn)生影響力，破壞了土體的穩(wěn)定性，將土溶洞、巖溶裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大，從而使樁身某一部位尺寸過(guò)大，改變了樁徑。在成孔過(guò)程中，處理過(guò)的溶洞或者隱藏的溶洞在澆筑混凝土?xí)r，隨著混凝土的澆筑，混凝土的壓力會(huì)大于溶洞處的側(cè)壓力，從而破壞了孔壁的穩(wěn)定性，使混凝土流入溶洞中，甚至孔壁的泥土也混入混凝土中，導(dǎo)致擴(kuò)孔、夾泥、縮孔，①在巖溶地區(qū)不良地質(zhì)下施工，開(kāi)孔后應(yīng)盡快成孔，在施工過(guò)程中，隨時(shí)檢查成孔的情況，條件允許的，成孔驗(yàn)收合格后，沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題，立即下放鋼筋籠，快速澆筑混凝土，加快成樁速度，不僅可以有效的減少孔徑的變化，還能保證工期。對(duì)多次遇到碎石土回填洞、樁孔或塌孔的施工趨勢(shì)，可以選擇跟進(jìn)護(hù)筒來(lái)有效護(hù)壁，進(jìn)而避免改變樁徑，防止?jié)沧⒒炷涟l(fā)生流動(dòng)，造成斷樁、樁身泥等事故。在巖溶地質(zhì)下，混凝土樁身內(nèi)部出現(xiàn)夾泥，除了是混凝土原料配合比發(fā)生變化，比如摻入了泥土、大石料等混凝土自身問(wèn)題，使得樁身材料不均；還由于軟容土層和溶洞中的一些填充物，在澆筑過(guò)程與混凝土混為一起，而且混凝土的側(cè)壓力會(huì)逐步大于溶洞護(hù)壁能力，在孔中部造成部分塌孔，塌孔的泥層會(huì)混入混凝在清孔中，為避免樁身混凝土夾泥，必須嚴(yán)格測(cè)定泥漿的性能，其中含砂率：小于8%,泥漿比重：1.15～1.20(沙層中比重為：1.2～1.4),粘度：一般底層16~25s,松散底層19～28s,驗(yàn)收后及時(shí)澆筑混凝土。為準(zhǔn)確計(jì)算注漿孔混凝土要求的技術(shù)人員，確保有足夠的深度，提升導(dǎo)管后澆混凝土同時(shí)對(duì)管道埋深測(cè)量，合不良地質(zhì)條件。開(kāi)發(fā)區(qū)和地下溶洞和裂隙承壓喀斯特富水的隱蔽性，復(fù)雜性和地下喀斯特溶洞壓力將樁基礎(chǔ)施工帶來(lái)許多困難問(wèn)題，斷樁就是經(jīng)常發(fā)生且難以處理的病害之一，而暗河的存在是斷樁出現(xiàn)的主要因素。在灌注混凝土過(guò)程中，長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文地下水不斷對(duì)未凝固的樁體混凝土進(jìn)行沖刷，導(dǎo)致新澆注的混凝土中砂漿被沖刷掉，只留下比重較大的粗顆粒，從而形成了斷樁，它很難滿足設(shè)計(jì)的基本要求。由于喀斯特的發(fā)展，樁基的施工影響很大。因此，偵查人員必須做好調(diào)查工作，應(yīng)盡可能詳細(xì)地為設(shè)計(jì)者提供詳細(xì)準(zhǔn)確的調(diào)查數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量避免大溶洞、裂隙水壓力和豐富的設(shè)計(jì)，它不能避免頂板必須驗(yàn)證是否滿足承壓層厚度的4.3.1.6.樁身混凝土缺陷由于喀斯特的洞穴中，普遍存在的差距，在澆筑混凝土樁能導(dǎo)致泄漏，泄漏的混凝土，樁基混凝土離析和空樁成樁質(zhì)量，并對(duì)喀斯特地區(qū)地下水連通性通常是好的，容易造成水灰比的變化或漿體沖蝕在澆注過(guò)程中，可導(dǎo)致局部偏析減小，樁身混凝土質(zhì)量?；炷翝仓霸趹?yīng)用防水封閉滲漏的部位，大量的水從口楔打入，然后關(guān)閉周?chē)姆浪牧希蚵┧呐潘苤械那度氩糠?，樁孔世凱閥施工安裝閥門(mén)讓水流出，澆筑混凝土?xí)r閥門(mén)關(guān)閉。[42]鉆孔灌注樁在使用管道前必須進(jìn)行密封試驗(yàn)，在澆注前檢查管道是否漏水，如有問(wèn)題，及時(shí)更換。在澆注過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)加速泄漏速度，使管道內(nèi)的混凝土超出滲漏部位。4.3.2常見(jiàn)樁基處理方法鉆孔樁灌注樁樁身質(zhì)量事故的處理方法主要有：接樁法、高壓注漿法、補(bǔ)樁法和重新成樁法等。(1)適用范圍當(dāng)缺陷位置在地下水位以上時(shí)，可以處理鉆孔灌注樁在淺層位置出現(xiàn)的夾泥、樁頭浮漿、混凝土離析和斷樁等質(zhì)量缺陷。①去除樁身缺陷部位以上的混凝土包括缺陷處混凝土。②將樁身缺陷處清洗干凈。③支護(hù)模板、綁扎鋼筋，若為承臺(tái)樁則可與承臺(tái)一起澆筑混凝土，若單樁樁徑長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文與接柱直徑相同的可直接澆注混凝土。④澆注混凝土，使用比原標(biāo)號(hào)高一級(jí)的混凝土澆筑。⑤養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后拆模。(1)適用范圍高壓注漿法可直接處理沉渣、夾泥、蜂窩面和斷樁等缺陷樁基，一般缺陷樁都會(huì)由鉆孔取芯法直接抽芯，該法檢測(cè)留下的孔道，可直接用來(lái)進(jìn)行高壓注漿法。①鉆孔灌注樁在鉆井過(guò)程中必須保持身體的平衡，在鉆機(jī)的過(guò)程中應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行垂直和水平的傾斜校正，以免鉆到無(wú)法到達(dá)的缺陷位置。注漿前不應(yīng)堵孔。③開(kāi)始利用壓力注漿，為保證成功。在配制水泥漿時(shí)，盡可能按高標(biāo)號(hào)配制。④在注射過(guò)程中，要注意堵孔壁，灌漿過(guò)程中只能有少許泥甚至水流出來(lái)，直到壓力不能停止為止。當(dāng)樁身缺陷較深，出現(xiàn)斷樁、斜樁彎樁不符合設(shè)計(jì)要求的單樁承臺(tái)、多樁承臺(tái)和群樁承臺(tái)。①成樁后，其承載力不能達(dá)到原設(shè)計(jì)承載能力時(shí)，由設(shè)計(jì)單位在該樁周?chē)谶M(jìn)行補(bǔ)樁，即原單樁改為二樁承臺(tái)、二樁承臺(tái)改為三樁承臺(tái)。②施工中，由于巖溶地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水豐富，造成原樁位垮塌，出現(xiàn)埋鉆或其他特殊情況，無(wú)法在該樁位繼續(xù)施工，可重新補(bǔ)樁。4.3.2.4重新成樁法樁身缺陷嚴(yán)重，樁身位移和傾斜嚴(yán)重，客觀條件下樁基不能采用其他方法處沖樁成樁法。沖孔樁可用于沖孔廢樁，與樁可以去除直徑大于5～10cm,以防止廢物堆貼籠貼鉆。當(dāng)錘片質(zhì)量不低于5000公斤，6翼錘頭應(yīng)使用。沖擊時(shí)，長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文應(yīng)先利用2m的行程，起到?jīng)_擊擠壓和擠壓的作用。除了紅之前，先用超過(guò)30mp石回填樁的強(qiáng)度，樁孔填料，用錘夯碎石，然后鉆入位，開(kāi)始沖孔樁，以增加抗沖擊的能力，沖擊速度、沖擊過(guò)程中應(yīng)使用泥漿的密度低，和繼續(xù)開(kāi)展泥漿循環(huán)沉淀渣漿置換工作。[43]泥漿的相對(duì)密度應(yīng)為1.2,含砂率應(yīng)小于8%。如果泥漿稠度太小，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用粘土塊來(lái)防止樁被沖走和沖樁。本章主要對(duì)巖溶地區(qū)成孔成樁和樁基質(zhì)量事故2個(gè)方面進(jìn)行分析，得到的主(1)總結(jié)了巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工從開(kāi)孔到成樁過(guò)程中常見(jiàn)事故的起因、預(yù)防和處理措施。介紹了鉆孔灌注樁常見(jiàn)的檢測(cè)方法和在巖溶地區(qū)聯(lián)合檢測(cè)方法的應(yīng)用。(2)從產(chǎn)生原因和預(yù)防措施這兩個(gè)方面分析了巖溶地區(qū)常見(jiàn)的樁基質(zhì)量缺陷。并總結(jié)巖溶地區(qū)樁基質(zhì)量缺陷處理的四種方法：接樁法、高壓注漿法、補(bǔ)樁法和重新成樁法，及相應(yīng)的具體施工工藝。長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文第5章鉆孔灌注樁工程施工案例5.1.1擬建項(xiàng)目總體情況項(xiàng)目擬建場(chǎng)地為深圳市龍崗區(qū)坪地街道，現(xiàn)狀為空地，場(chǎng)地北側(cè)毗鄰龍騰路，西側(cè)毗鄰沿河?xùn)|路，西側(cè)約65米為丁山河，南側(cè)毗鄰工業(yè)四路，東側(cè)毗鄰教育北路。項(xiàng)目擬建場(chǎng)地邊長(zhǎng)約1.5公里。項(xiàng)目擬建場(chǎng)地周邊環(huán)境見(jiàn)圖5-1。圖5-1項(xiàng)目場(chǎng)地周邊環(huán)境示意圖5.1.2工程地質(zhì)條件根據(jù)深圳市區(qū)域調(diào)查報(bào)告，本區(qū)域內(nèi)附近斷層近期無(wú)明顯活動(dòng)跡象，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定。擬建工程采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，該工程場(chǎng)地內(nèi)分布的地層有人工填土層(Qm)、第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Qal+pl)及殘積層(Q),基巖為石炭系下統(tǒng)大理巖(C1sh)局部區(qū)域?yàn)闃?gòu)造角礫巖(J3P),場(chǎng)地北側(cè)部分范圍基巖為燕山期花崗巖(J3P)。具體底層性質(zhì)如表5-1所示。根據(jù)場(chǎng)地地下水賦存條件可分為上層滯水、潛水與基巖裂隙水。上層滯水主要分布在人工填土內(nèi)，受大氣降水補(bǔ)給。潛水主要分布在上層第四系沖洪積砂土、粉質(zhì)粘土、粉土和含砂粉質(zhì)粘土層孔隙內(nèi)，砂層富水性及透水性較強(qiáng)，含砂粉質(zhì)長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文粘土、粉土、粉質(zhì)粘土透水性較差。由大氣降水及地表水補(bǔ)給。下層巖溶水主要賦存于溶洞中，其賦水性受巖溶發(fā)育、溶洞填充物以及溶洞的連通性控制，在溶洞發(fā)育且連通性好的地方水量大。穩(wěn)定水位埋深2.80~7.50m,水位埋深平均值4.15m。表5-1各層巖土體工程地質(zhì)特征表地層巖土體性質(zhì)第四系人工填土層第四系沖洪積層該層土質(zhì)松散，稍濕，承載力小該層干強(qiáng)度高，韌性中等，級(jí)配良好，分選性差，土洞由流塑～軟塑狀粘土、砂礫、碎石等填充，為不穩(wěn)定層殘積層由花崗巖風(fēng)化殘積而成，石英含量約為10～15%,含有大量的高嶺土，除石英外，其它礦物已風(fēng)化呈土狀燕山期黑云母花崗巖該層自上往下節(jié)理裂隙發(fā)育程度逐漸降低，力學(xué)性質(zhì)趨于穩(wěn)定，巖心完整程度提升石炭系大理巖該層節(jié)理裂隙較發(fā)育，裂隙面局部有紅色礦物質(zhì)充填，巖質(zhì)較硬，巖心較完整，溶洞主要發(fā)育于該層，由粘土，碎石等充填據(jù)本次勘察鉆探所揭露的情況，場(chǎng)地內(nèi)下覆基巖為主要大理巖，局部有花崗巖侵入。場(chǎng)地內(nèi)下覆基巖為石炭系大理巖與燕山期花崗巖，場(chǎng)地內(nèi)大部分范圍內(nèi)基巖為大理巖，局部區(qū)域?yàn)闃?gòu)造角礫巖。場(chǎng)地北側(cè)部分范圍內(nèi)基巖為花崗巖。大理巖區(qū)有土洞、巖溶發(fā)育，在18個(gè)鉆孔揭露土洞，埋深17.1～29.0m,平均洞高3.47m。在28個(gè)鉆孔中共發(fā)育了47個(gè)溶洞，埋深11.6～47.7m,洞高平均值1.77m。土洞、溶洞大部分有充填，但充填物多為軟塑粘土或松散砂土，溶洞頂基巖厚度一般均小于1.0m,溶洞穩(wěn)定性差。而土洞位于地下水位以下，當(dāng)抽取地下水時(shí)可能引起土洞的進(jìn)一步發(fā)育，嚴(yán)重時(shí)可能造成地面塌陷?；◢弾r區(qū)域和大理巖區(qū)基巖面相差大于50m,而過(guò)渡帶非常窄，基巖面十分陡峭，若樁基礎(chǔ)設(shè)置于該過(guò)渡帶，樁基礎(chǔ)存在失穩(wěn)的可能，且過(guò)渡帶附近局部區(qū)域大理巖呈鷹嘴狀發(fā)育，易導(dǎo)致施工時(shí)誤判巖面情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探情況，判定本場(chǎng)地為不均勻地基，本場(chǎng)地地基不均勻性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)場(chǎng)地內(nèi)下覆基巖分為大理巖區(qū)和花崗巖區(qū)，局部為構(gòu)造角礫巖，大理巖區(qū)和花崗巖區(qū)基巖巖面相差大于50m,而過(guò)渡帶非常窄，基巖面十分陡峭，過(guò)渡帶附近局部區(qū)域大理巖向花崗巖區(qū)突出，突出體下部地層為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化花崗長(zhǎng)春工程學(xué)院工程碩士學(xué)位論文巖等。(2)場(chǎng)地內(nèi)地基土的物質(zhì)構(gòu)成，厚度及分布變化大，場(chǎng)地內(nèi)巖土層種類(lèi)多。場(chǎng)地內(nèi)除了素填土層外，其余各土層厚度變化較大，例如中粗砂層厚度為(3)場(chǎng)地內(nèi)除了土層層面起伏較大外。全、強(qiáng)、中風(fēng)化花崗巖巖面、微風(fēng)化大理