【摘要】因为岩溶地区的地质条件复杂,在钻孔定位时极易不准确的问题,并且采用每个桩位一个孔的方式难以掌握桩侧与桩底部岩溶的发育现状,会给拟建工程的建设带来不小的阻力和安全隐患。因而为了更好地提高岩溶地区工程勘察现场质量,就必须分析影响岩溶地区工程勘察现场质量控制的因素,并采取有效的措施,才能改善桩基施工质量问题。基于此,本文正是基于这一背景,结合岩溶地区工程勘察现场质量控制实践,对岩溶地区工程勘察现场质量控制方法进行了相应的阐述。
【关键词】岩溶地区;桩基;溶洞;处理方案
岩溶地区的土质及环境,都导致在桩基施工时遇到溶洞,进而对施工造成影响。笔者结合自身经验对岩溶地区工程勘察现场质量控制过程进行分析,对影响岩溶地区工程勘察现场质量控制的因素进行阐述。并提出了相应的处理措施。
1.影响岩溶地区工程勘察现场质量控制的因素
岩溶地区进行桩基施工会受到下面四个因素的影响,给施工过程带来极大的不便或者安全隐患。第一,岩溶具有连通性。在岩溶地区进行桩基施工时,遇到连通性较大的岩溶层,孔内溶浆突然减少未能得到及时补充,使得孔内液面高度发生突然性的降低,导致桩基钻孔内部压力与外部压力差增大,钻孔内结构难以承受压力差而出现孔壁坍塌。第二,溶洞内有填充物。在钻孔中存在流塑状的填充物的情况下,运用钻孔灌注桩的方法,容易出现钻孔内坍孔、灌注桩缩紧、断裂或者夹带泥土的情况;而如果运用人工挖孔桩的方法施工,则会导致突水突泥的现象发生。第三,地下水位之高低程度。选择桩基的施工方法,最重要的考虑因素就是岩溶地区地下水位的高低程度,还要特别注意地下水是否属于承压水。因为选择人工挖孔桩的方法施工,施工过程一旦碰到属于承压水的地下水,钻孔底部会涌出大量地下水,容易造成事故安全和人员伤亡。第四,岩溶的发育程度与分布情况。岩溶地区岩溶发育高,施工时非常容易出现钻孔管弯曲、收缩夹管、错误收锤的情况,带来施工安全隐患。除此之外,钻、挖孔过程中,因为对原地层内岩层土体平衡的状态进行了改变或者破坏了平衡,也将容易出现地面变形、地下水地下土的大量上涌、地层土体坍塌的事故发生[1]。
2.岩溶地区工程勘察现场质量控制处理措施
2.1岩溶地区工程勘察现场质量控制原则
如何处理岩溶地区的岩溶问题,应当要坚持一个原则,那就是不同情况不同处理,根据不同的岩溶类型,针对每根桩基都需要设计科学有效地处理方案、打孔方式和施工技术。确定前面这些内容,应当在地质情况已经勘探情况的前提下进行。总体处理步骤为在溶洞内注浆,凝结溶洞内填充物、封闭溶洞之间的连通,尽可能减少砼材料的流失。遇到小型溶洞时可以先用碎石进行填充再注浆处理,或者用小片石掺入黏土进行处理。针对顶部有软土层、砂层的溶洞,在钻机开始施工之前要先将钢护筒打入溶洞,对大溶洞顶有软土层或砂层的情况下,钢护筒需要跟随钻机施工一同进入[2]。
2.2溶洞处理方法
具体的溶洞处理办法根据不同的溶洞情况分别有如下具体的处理办法:第一种,封闭程度小的溶洞。进行注浆处理,为成孔提供条件。在溶洞内没有填充物或者填充物较少没有完全填满的情况下,要先用干砂石或者碎石填充之后才进行注浆处理,有的溶洞只需填充由一比一的小片石和黏土的混合物即可,其中小片石大小为15毫米最为合适。具体做法为,首先,结合地质情况,在各个桩的中心地带、桥墩承重的四个边角钻出注浆孔。实际上,钻注浆孔也是一种地质勘探,可以查明溶洞的高度、内部填充物性质。其次,控制合适的注浆压力对注浆孔注浆,让注浆渗入溶洞内的填充物内部发生凝固,其中注浆的构成有着相应严格的制作比例。再次,计算注浆方式,使用间歇性注浆方式减少注浆浆液的流失,在上一次注浆后另浆液对填充物造成部分固结效果后再次进行第二次注浆,如此步骤继续循环,一直完成相应的注浆目标后停止。
最后,分别注浆,在一个注浆孔注浆完成后再进行下一次注浆,之后注浆的需要将注浆机压力增高,如此完成后再进行封孔;第二,无填充物或较少的溶洞。直接向溶洞内部用沙子填充,放入钢套管并固定于合适的孔位,连接钢套管和注砂管,将溶洞内部直接填充沙子。根据相应的计算方法固定填砂量。等到填砂量到位后,压力趋于稳定才进行注浆。除了填充沙子之外,对于没有或者填充物较少的溶洞可以直接填充碎石,灌入碎石的情况下就需要先行钻出一个直接不大于30里面大孔,内部放上钢管固定,并在钢管上设置碎石料斗,料斗直径应低于2厘米,进行投料时应同步振动钢管,以免石料堵塞;第三,工程遭遇大型溶洞时,应先对溶洞内软弱填充物进行处理,通常可使用片石及黏土填充的方法处理,在实际施工中需要配备必要的装载机,一旦发生溶洞漏浆问题,则应及时铲起片石进行填充,并在孔内进行大量补水。若溶洞属于双子洞,则水土泥浆等将流失极快,此时上述方式则不能有效地处理成功,特别是在表层属于沙土层时,容易发生塌孔事故。对此需要在钻机上安装钢护管,以降低水及泥浆的流失速度,也能有效地防止后期关键的砼流失问题;第四溶洞存在一些溶沟及小裂隙等问题时,可使用片石夹杂黏土进行冲孔,也可投入大量水泥进行堵塞起到封闭作用,保证泥浆的稳定。预先对溶洞进行处理施工,因此能够加强整体工程的安全系数。
3.改善水下砼灌注的流失问题
在进行水下砼灌注工作中,往往实际灌注量将远大于设计量,通常为设计量的3至4倍。为了加强水下砼灌注的质量,可采取以下几点方法:一是降低砼的生产及运输时间,加设砼拌和站,使用强力的砼罐车进行运输。增加砼的初始储存量,以免应首盘砼量不足而引起导管埋设不合理,导致断桩等问题;二是增加导管的埋设深度,通常岩溶地区工程勘察现场质量控制导管的深度控制在4米以上,在进行灌注时应及时对砼的面高层进行勘察,砼灌注时若出现缓慢下降的问题,应对发生原因进行准确判断,以防砼面突然沉陷,以致导管悬空进而导致断桩事故。在遭遇大型溶洞或失水严重的桩基时,应先将溶洞位置的钢筋笼加设钢护管,之后进行砼的灌注,保证在灌注过程中,护壁的牢固性,导致不必要的砼流失。对于严重漏浆或多次漏浆的钻孔,应选择较高的灌注高度,通常设计高程应在2米左右,防止在完成灌注,拔管后导致的砼面下降形成的短桩。
4.岩溶地区工程勘察现场质量控制的注意事项
在砼凝固后可进行冲击成孔,通常在灌注完成后等待12小时。在冲孔前应预备相应的材料,若发生漏浆则能及时处理,向孔内加入黏土片石等,借助冲击的效果在溶洞内构建围护墙体,保证冲孔的顺利进行。在施工中应选择优质泥浆,保证泥浆的质量及密度。在缺少黏土时,可将水泥、锯末及烧碱取适当量加入泥浆中,进而改善泥浆的悬浮性能及胶体状态。钻孔时若岩面存在较大斜度,钻头不易控制,易与孔壁及护管发生碰撞,此时可将片石进行回填,进而在孔底形成一个临时平台,再进行冲孔。在钻至溶洞顶部时,应换成小冲程,将溶洞顶缓慢击穿。若出现泥浆面下降,则需要及时补水,再根据溶洞实际情况,按比例进行片石及黏土的回填[3]。
5.结束语
综上所述,由于我国疆域广阔,因此各种地形地貌均有分布,岩溶地区易产生溶洞,这对隧道工程施工及其他桩基施工造成一定的影响,因此改善岩溶地区工程勘察现场质量控制技术,是促进灰岩地基经济发展的重要措施。笔者对岩溶地区影响桩基施工的因素、溶洞的处理措施,并提出相关的注意事项,望能对我国岩溶地区工程勘察现场质量控制技术的发展作出贡献。
【参考文献】
[1]曹聚凤,龙举.岩溶地区工程勘察现场质量控制探讨[J].山西建筑,2020,46(07):148-150.
[2]李小明.岩溶地区岩土工程勘察钻探的质量控制研究[J].建材与装饰,2020(09):208-209.
[3]黄剑军.岩溶地区岩土工程勘察钻探的质量控制[J].城市建设理论研究(电子版),2018(29):88.