岩溶地质对桩基础施工的影响与应对措施分析

作者：徐志军

来源：《中国房地产业》 2019年第5期

【摘要】我国分布有大量的岩溶地貌,是世界上岩溶发育最为典型的区域之一,熔岩类型多样复杂,风景绚丽奇特,而正因为这些熔岩地貌的复杂与较多的不可控因素,给地基基础施工时造成了不小阻碍,塌孔、埋钻等问题造成的质量安全事故时有发生。桩基础施工是保证岩溶地区工程质量最重要的环节,所以在施工前期应该重视对桩基础施工的地质条件勘测,根据当地实际地质情况制定科学合理的施工计划与安全防护。本文分析了岩溶地质对项目桩基础施工的影响以及施工中常见的问题,并提供了相应的处理措施,期望能作为该类型工程今后施工的借鉴。

【关键词】岩溶地质;桩基础施工;应对措施

岩溶地区施工项目中,由于地质条件复杂,岩溶十分发育,地下水冲击形成规模与深浅不一的溶洞,对桩基础规划与施工形成严重的影响。尤其是规模较大的项目工程,也较容易受地下水的影响,若前期没有充分掌握岩土施工允许条件,实际作业中反复调整基础桩型,不仅影响正常施工,还会造成质量与安全隐患,甚至带来巨大的经济损失。所以,工程施工方需要熟悉岩溶地区地质勘察报告、制定危险预警机制,并不断引进先进的技术手段提高工程施工质量,最大限度降低岩溶地质给工程施工酿成的安全问题与经济流失。

1、岩溶地质对桩基础施工造成的影响

岩溶地区受到地下水流侵蚀影响,残积层与冲洪积有着较强的渗透性,在一定程度上影响了岩溶地区地层强度的稳定性,并影响桩基的承载能力,构成溶蚀沟槽、溶洞,易于产生漏浆、卡钻、埋钻等情况。如果一味地采用降水处理,不仅有可能使原有溶洞稳定性受到破坏,并且严重时会影响到整个工程,以及周围其他建筑的稳定性与安全性。因此,在岩溶地质情况进行勘测时一旦发现地下水资源会对工程施工造成影响,就不能再采用岩天然基础,即溶地质原有的土层基础进行筑基。同时,由于施工顶板厚度与工程稳定性和安全性有着直接关系,所以在对溶洞顶端进行桩基础工程施工时,一定要注意岩溶发育对工程施工的影响,发现溶洞顶板厚度不符合要求时及时采取基础层孤石增加持力的方法,确保工程质量和进度。应结合工程实际情况,制定针对性处理措施,以便不断完善施工工艺。

2、常见的岩溶地区桩型施工时遇到的问题及应对措施

2.1 冲孔灌注桩

在冲孔灌注桩基础施工时,极易因岩溶地质不可控因素、施工操作不当等使工程不达标,如出现埋钻、卡钻、漏浆或断桩等现象。具体体现为,软弱层中的泥浆护壁难度较大,而且岩溶部分护壁塌孔;基岩面溶沟、溶槽施工时出现卡锤,孔道向岩面方向歪斜;溶洞漏浆很大,混凝土超灌极为严重,造成桩灌注持续长时间漏浆,断桩或桩顶标高不够的情况; 清孔不及时或不彻底,泥浆浓度及泥浆含砂率达标所需时间较长,容易导致护壁二次塌孔;钻孔施工过程中孔道设计不合理时可能导致孔道向基岩面倾斜。

为尽量减小此类安全问题的出现,工程在施工过程中应采取以下相应的防护举措:

(1)处理过程中要增加溶洞孔填充土的黏性并提高泥浆比重,尽量选用冲程较小的工具处理溶洞顶部,并事先准备好钻机撤退设备并加固滑车钢丝绳,防止进一步卡钻;

(2)针对工程施工时出现的漏浆现象,可以使用片石加混凝土回填工艺来确保整个工程物料混合、填充均匀,确保片石和混凝土在溶洞内形成一定的结构以后才能进行复冲;

(3)在进行基岩面溶槽、溶沟作业时,施工方应采用预埋石块的处理方法,将溶洞成孔倾斜的可能性降到最低;

(4)打孔作业完成后及时用清底钻具清理孔底沉渣,以提高效率,以免影响工程打孔质量;

(5)在软弱层和岩溶部分中施工时,部分桩可优先考虑钢护筒护壁成孔;

(6)制定科学合理的施工安全预警机制,保证一旦工程施工时出现安全事故,能及时组织人员和物资实施补救措施,保证工程质量和进度。

2.2 人工挖孔桩

在对灰岩层进行人工挖孔桩施工过程中,岩溶地质由于表层溶洞、溶沟、溶槽及串珠状的发育,加上流朔状溶泥的充填物以及丰富的地下水资源,使人工挖孔桩施工难度系数增大且工程进度进展缓慢,极大地影响了工程的安全系数。常见的问题包括但不仅限于:

(1) 灰岩层由于受孔隙水冲击导致冲洪积层和致残积层形成流砂、涌水,严重影响工程开挖进度和护壁施工质量,一旦出现对涌水、流砂处理不及时或处理效果不理想等盲目追求进度的情况,极易给整个建筑施工埋下安全、质量隐患,造成严重的安全事故;

(2) 对岩溶地区岩溶水和裂缝水变成涌水的征兆不能及时发现、处理;

(3) 对岩溶中的填充物不能进行有效处理,导致阻碍开挖、护壁工程施工进度;

(4) 岩溶地区的水资源具有极强的流动性,所以极易改变泥浆水、灰比例,给工程的浇筑和振捣带来妨碍,在一定程度上影响泥浆的稳固性和桩头的稳定性。

为减少或防止类似事件的发生,在对灰岩层进行人工挖孔桩施工的时可参考如下一些具体措施:

(1)先对整个施工场地进行电阻率法探测,结合地质勘察资料科学分析前期地质勘探数据,归纳整理出该场地会对施工造成不良影响的复杂地质的特征,比如溶洞、溶沟、溶槽的分布、走向、埋深和大小;

(2)岩溶地质工程施工质量在一定程度上取决于对岩溶地区地下水的处理,要保证人工挖孔桩施工顺利进行,必须制定有效的降水措施,而这也必须结合前期勘测的岩溶地区水文探测结果;

(3)制定桩基础施工桩孔分布图,采用“双重管高压旋喷注浆结合袖阀管注浆”方法和施工工艺对桩基础周围进行帷幕设置,以此阻断施工过程中的溶洞内的地下水、固化溶泥,方便施工,确保安全。

结语:

岩溶地区工程施工由于受到复杂的地质影响,存在很多不可控因素,因此对于施工时对场地地质的勘探施加了严格的标准和要求,对溶沟、溶洞相关的预测工作尤为重要。面对该挑战,施工人员应设计科学有效的施工方案和风险预警机制,采用技术和管理手段将质量隐患消除,或者

试图将质量隐患降到最低,这样才能够实现安全施工、节约成本、提高工程施工质量的效果和目标。