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浅谈岩溶地区桩基施工技术措施
窦广元
(广西电力工业勘察设计研究院,南宁530023)
【摘要】在岩溶地区进行桩基施工,岩溶的复杂性及多变性是影响工程质量及进度的关键因素。文章结合广西贺州电厂桩基施工实例,总结岩溶地区桩基施工的影响因素、不同岩溶形态采取的处理方法、以及在施工中遇到的异常情况的采取的处理措施。
【关键词】岩溶地区;桩基施工;影响因素;处理措施
一、工程概况
广西华润电力(贺州)有限公司一期2×1000MW级机组工程场地内的工程地质条件复杂,处于隐埋型岩溶地区,基岩面起伏大,溶洞、溶沟、溶槽、石芽、岩石陡坎发育,溶洞多为流塑状混碎石粘土充填。根据勘察资料及桩孔超前钻资料,地基土层从上到下为第四系人工填土层、第四系坡、残积层、石炭系下统、第四系洞穴堆积。石灰岩为场内基岩,表面高低不平,岩石含硅质结核,并部分硅化,岩质致密坚硬。该层中岩溶现象非常发育,溶洞、溶隙在剖面上呈串珠状,溶洞多在高倾斜度的岩壁,溶洞中大都有充填物,夹硅质角砾,在这种地层中施工钻孔时,易造成卡钻、钻孔歪斜和漏浆垮孔等事故,在深层,岩石较为完整,是良好的天然地基,可作为桩基持力层。本厂址部分岩溶强烈发育,溶洞规模大,且水平向呈一定连通,基岩面起伏大,且软土分布较多,对基础稳定性影响极大。综合来看,厂区多数地段需进行地基处理,该区内重要建(构)筑物均采用钻孔灌注桩,桩径为0.8~1.0m,全断面人岩深度为0.80m~2倍桩径。
二、岩溶地区桩基施工的影响因素
在岩溶发育的地层进行桩基施工,由于地质结构复杂,岩面参差不平,溶洞有软塑、流塑填充物或空洞等情况,不可预见因素多,施工难度大,易出现泥浆流失、卡钻、塌孔等问题,难以成孔,成为制约施工工期、威胁安全、影响工程质量的技术难题,具体体现在以下几方面:
(1)岩溶的连通性。遇到覆盖层流塑性或岩溶的连通性较强时,常因孔内浆液突然流失,来不及补浆,致使孔内液面高度降低,钻孔内外压力差增大,没有足够的液体压力来维持孔壁稳定,导致坍孔。
(2)溶洞内的填充物及性质。对于洞内有流塑状的填充物时,若采用人工挖孔桩,会出现突水突泥的情况;若采用钻孔灌注桩,则会出现坍孔以及灌注桩缩颈、夹泥和断桩的现象。
(3)地下水位高低。岩溶发育地区地下水位高低也是影响桩基施工方法选择的重要因素之一,需特别注意地下水是否为承压水。人工挖孔桩在挖穿基岩层时,如果遇到承压水,桩底会大量涌水,易发生施工安全事故。
(4)岩溶的分布及发育程度。如果岩溶发育程度较高,极易发生钻孔弯管、夹管、卡锤等现象,给工程留下安全隐患。
三、岩溶处理方案
对于岩溶发育地区的桩基施工,岩溶的复杂性及多变性是影响岩溶地区桩基施工的关键因素。如何在施工过程中确保桩基工程质量,如何采用安全、经济、合理的岩溶处理方案,是桩基施工人员普遍关注的问题。该场地的岩溶发育形式主要为溶洞、溶沟、溶槽、裂隙,针对不同的岩溶形态采取不同的处理方法。
(1)溶洞处理。对于无充填的大溶洞,投人大量的块石夹粘土或水泥或是袋装粘土充填;对于封闭的比较小的溶洞,采取注浆措施,提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满,则采取先填充碎石或千砂,然后注浆;若充填物呈松散或软塑状态时,直接注浆固结即可;若充填物已固结呈硬塑状态时,则可以直接冲孔,但需加强泥浆护壁。
(2)溶沟、溶槽、裂隙处理。对于溶槽、溶沟、裂隙等,冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用,保证泥浆不流失,使钻孔顺利通过岩溶区。
(3)岩溶处理后成孔。经处理后的岩溶位置,成孔方法与一般地层的成孔方法相同。但成孔时应注意几点