巖溶就是石灰巖在長期流水侵蝕和機械受力情況下所產生的水文地質現象,巖溶地區房屋建筑基礎施工的地質條件不同于其他地質條件,巖溶地區房屋施工一直是建筑施工領域的難題。因此,怎樣有效解決巖溶地區房屋建筑基礎施工難題是建筑工程師迫切研究的課題,對后期房屋建筑主體工程正常開展也是非常有幫助的,本文作者結合自己的施工經驗以及巖溶地區的地質特征,為巖溶地區房屋建筑施工提供有效建議。
關鍵詞:巖溶地區,房屋基礎,溶洞發育
1 巖溶地區地質特征分析
1. 1 地層分布
在灰巖地區中,其地層分布按由上至下的順序依次為: ①表層為人工填土層; ②沖洪積層。主要有粉質粘土、砂石、礫石和粉土等,軟塑狀態或可塑狀態,有較強滲透性,且孔隙潛水的水量充足; ③殘積層。灰巖經風化與殘積形成殘積層,流塑狀態或可塑狀態,在殘積層和基巖間的接觸帶上,因受到潛水的作用主要呈現出流塑狀態; ④巖層。巖層主要為灰巖,可見裂隙與斷層,巖溶十分發育,基巖面上有明顯的溶蝕作用,形成溶溝與溶槽。
1.2 巖溶的發育特點
巖溶發育通常遵循一定規律,其主要表現為以下幾個方面: ①按由上至下的順序巖溶不斷減弱。通過地層分布的分析可知,基巖面受到溶蝕作用已經形成了溶溝和溶槽,相比之下淺層基巖有較強的巖溶發育,部分甚至以串珠的形式從上到下分布,深層主要是古老溶洞,少有分布,其中暗河是由溶洞連通形成的; ②淺層溶洞中含有較多充填物,而深層溶洞的填充物較少。溶洞內填充物表現為"全充填-半充填-無充填"的規律特點,大多為流塑狀態或軟塑狀態; ③巖溶構造裂隙較發育,在地下水活動較為頻繁的位置巖溶較發育。
1.3 灰巖地區地下水特點
按照地下水的賦存介質可將灰巖地區中的地下水分成三類: ①在沖洪積與殘積層內賦存的地下孔隙水,其一般具有很強的滲透性; ②在下伏溶洞、暗河與溶蝕裂隙內賦存的地下巖溶裂隙水,其具有良好的連通性,且水量充足; ③在構造裂隙帶內賦存的地下裂隙水,其具有良好的連通性。
2 施工準備工作
2. 1 全面巖溶場地勘查
經過選址勘察和初步勘察之后,需要對建筑工程施工區域開展詳勘,探明施工區域溶洞發育情況,建筑工程樁基礎作為地下隱蔽工程,在施工過程遇到溶洞若處理不當,后期施工將難以進行。而且對于樁基溶洞處理不當,在施工過程中極容易造成掉鉆、卡錘、漏漿、塌孔等事故發生,不僅僅影響到了施工質量,而且還會對施工進度造成巨大影響。因此,在樁基施工之前,必須要對施工區域地質情況進行詳細勘察,充分了解樁基施工溶洞發育規律、形態、大小等具體情況,提前制定出有效的處理方案,確保施工的順利進行。
2. 2 平整場地,做好鉆孔施工平臺
對施工區域進行全面詳細勘察之后,樁基施工需要根據樁基點位分布、現場實際情況來平整場地,做好鉆孔施工平臺。對于溶洞較發育的情況,應在施工場地周邊設置較大的泥漿池,以滿足施工過程中所需要的泥漿量。同時,還要結合給水分布情況,鋪設施工用水管道。一般而言,針對溶洞發育的情況,需要在施工周邊備好回填所需的黏土、片石及水泥等,當出現漏漿時能夠及時處理進而避免出現大面積坍塌現象。
2. 3 結合地質勘查報告確定好施工技術方案
在巖溶地區,地質勘查報告是建筑工程樁基礎工程施工最有效的參考資料,需要綜合勘查報告中地質巖溶節理裂隙走向,巖溶大小,巖面的高低等條件來確定施工技術方案,開孔順序也需要根據由深到淺、由多到少、由大到小的原則確定開孔順序,這樣處理的方案是為了應對串珠狀溶洞貫通導致的施工困難。除此之外,針對特大型溶洞和地質復雜的溶洞,需要事先制定好處理措施,尤其是多層溶洞,串珠狀溶洞情況,需要根據地質勘查報告確定溶洞位置,在施工即將到達溶洞位置時,進行溶洞處理,要及時和現場施工操作人員進行技術交底,采取技術措施來確保施工質量。
3 巖溶地區房建基礎施工技術要點
根據施工區域溶洞分布情況,建筑工程基礎施工通常采用不同的處理方法,主要有以下幾種。
3. 1 片石粘土筑壁法
針對施工過程遇到的 3m 以內的,半充填或無充填的溶洞,施工過程難以保持鉆進護筒水頭高度的情況,一般可以采取片石粘土混合復沖的方法,復沖的目的可以使其混合形成泥石護壁,通過反復的回填復沖,直至沖擊形成泥石護壁,孔內不再出現漏漿現象為止,片石粘土筑壁法是目前在處理樁基溶洞非常成熟的方法,在處理小溶洞問題有十分顯著的方法,且具有較高的經濟效益。
采用粘土片石筑壁法施工時,鋼護筒埋設位置必須要穿過砂礫層和卵石層,這兩層區域易出現漏水漏漿現象,進而導致出現坍孔。若施工區域地下水不豐富,也可以采取人工挖孔,砼護壁的方式成孔,采取這種施工方案施工質量容易控制,成本低,但是當設計樁深超深時,人工挖空成樁的方案將難以進行,不僅僅會影響施工進度,而且還會伴隨出現較大的安全隱患。
3.2 鋼護筒跟進法
當樁基礎施工遇到較大溶洞,洞內無充填物或流塑狀充填物,伴隨
著較為嚴重的漏水情況,在采用粘土片石復沖無法取得滿意效果時,通常采用的方案是鋼護筒跟進施工法。所謂的鋼護筒跟進施工法,即根據沖孔不斷沖進,及時在樁內埋設護筒,通過鋼護筒來隔離溶洞內流塑狀充填物沖入樁內,杜絕出現難以成樁的問題。
鋼護筒跟進施工方法有兩種,在沖擊鉆不斷沖擊成孔的過程中,上部孔壁已經形成了泥漿造壁,當沖擊鉆沖擊位置到達溶洞區域時,泥漿護壁無法滿足施工要求,此時通過埋設鋼護筒在溶洞位置,進而達到溶洞堵漏的目的。當施工過程中地下水十分豐富,樁內地下水難以排出,人工挖孔難以開展的情況下,所采用的鋼護筒施工方法是沖擊鉆成孔,鋼護筒跟進施工,換而言之就是在開孔鉆進的過程中,鋼護筒一直跟進到持力層位置,在施工過程中若遇到鋼護筒跟進困難的情況,通常要先下大護筒后下小護筒的方案,確保成樁后樁砼和護筒的連接。若施工遇到巖層,沖擊鉆擴孔系數小,鋼護筒下沉跟進困難時,此時可以采用電雷管的方式進行焊破,確保鋼護筒能夠及時跟進。施工過程需注意,鋼護筒跟進必須要確保最終樁孔豎直,不能出現歪斜、縮頸問題,且必須要達到一定的剛度,一般以 8 - 10mm 為宜。
3. 3 注漿法
若施工過程遇到多層夾層溶洞,且串珠狀貫通,夾層中存在較厚的砂層,針對這類地質情況,可以采用高壓旋噴注漿的方法,調整注漿機壓力不超過 0。 4Mpa,在穩定后注漿在溶洞位置,注漿完成后方能繼續沖擊成孔,注漿法能夠有效的處理這一類溶洞問題。
參考文獻
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