淺談鋼護(hù)筒技術(shù)在樁基溶洞處理中的應(yīng)用

劉榮紹

摘 要:本文介紹了鋼護(hù)筒技術(shù)在某樁基溶洞處理中的應(yīng)用，給出了施工中所采取的方案及措施,并對(duì)樁基溶洞處理的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié),對(duì)同類工程具有借鑒和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞:鋼護(hù)筒技術(shù)樁基溶洞施工

1.工程概況

本工程范圍地質(zhì)情況大致分為三類：第一類：覆蓋層：雜填土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂，覆蓋層厚度在2m～15m?；鶐r：微風(fēng)化石灰?guī)r；第二類：覆蓋層：雜填土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、細(xì)砂，礫卵石等；基巖：粘土巖；第三類：覆蓋層：雜填土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、細(xì)砂，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖；基巖：中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。

根據(jù)勘察結(jié)果，場(chǎng)地部分地段揭露的基巖為灰?guī)r及泥灰?guī)r，部分路段是灰?guī)r與泥灰?guī)r上直接覆蓋著全新統(tǒng)沖積相飽和粉細(xì)砂、中砂及中粗砂夾卵礫石層。場(chǎng)地附近近幾十年多處出現(xiàn)地面塌陷，直接危及地面建（構(gòu)）筑物的安全。

通過灰?guī)r區(qū)逐樁超前鉆結(jié)果顯示，灰?guī)r區(qū)溶洞特征：（1）見溶洞率高達(dá)40%；（2）溶洞洞高大小不一，從0.4m～18.2m不等；（3）溶洞層數(shù)從一層至四、五層不等，多層溶洞呈糖葫蘆串珠狀；（4）溶洞多為填充型，部分為半填充或無填充型（填充物多為可塑或硬塑粘性土及少量灰?guī)r碎塊）；（5）石灰?guī)r巖芯表面均有不同程度的溶蝕；（6）裂隙較發(fā)育，多被方解石脈充填，膠結(jié)良好。

2 溶洞處理措施概述

2.1對(duì)較小溶洞，先對(duì)溶洞頂部成孔，再跟進(jìn)鋼護(hù)筒至粉砂層底的基巖頂，然后用小沖程鑿穿溶洞頂板，若鉆進(jìn)過程中泥漿損失較慢，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿，并拋填片石、粘土塊或C20砼充填擠實(shí)后再鉆進(jìn)。

2.2對(duì)較小溶洞，在鑿穿溶洞頂板，先跟進(jìn)鋼護(hù)筒至溶洞頂，再用小鉆頭鑿穿溶洞頂板，若鉆進(jìn)過程中泥漿損失較快，必要時(shí)可采取慘加速凝劑或水玻璃的水泥砂漿、C20混凝土進(jìn)行封堵，并應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿。

2.3對(duì)于溶洞高度較大，采用下鋼護(hù)筒跟進(jìn)鉆孔，輔以片石、粘土塊或C20砼封堵的方法。對(duì)于糖葫蘆串珠狀的溶洞，根據(jù)情況采用多層鋼護(hù)筒遞進(jìn)的方法鉆進(jìn)。

3、鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工方法

鋼護(hù)筒壁厚δ=12～18㎜的鋼板，孔深10米以下時(shí)采用12 ㎜厚的鋼板，孔深10～30米時(shí)采用14 ㎜厚的鋼板，孔深30米以上時(shí)采用18 ㎜厚的鋼板，在廠家用機(jī)械集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節(jié)制作長(zhǎng)度為4.5～7.5米，制作內(nèi)鋼護(hù)筒的內(nèi)徑D′=d+20cm（d為設(shè)計(jì)樁徑）。下置鋼護(hù)筒的目的：主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質(zhì)覆土層以及地表層的塌孔，首先將φ1.6m的鉆頭擴(kuò)大至φ1.8m，正常鉆進(jìn)至溶洞上方約1m處，采用汽車吊輔助振動(dòng)錘等打入設(shè)備，將鋼護(hù)筒分節(jié)打入土層中至巖面。

3.1樁基內(nèi)護(hù)筒跟進(jìn)的施工工藝：

場(chǎng)地平整、定位 埋設(shè)外鋼護(hù)筒 沖孔至溶洞頂（回填片石或C20砼） 溶洞頂部處理下放內(nèi)鋼護(hù)筒 正常成孔至樁底標(biāo)高（終孔）。

3.2鋼護(hù)筒制作：外鋼護(hù)筒的內(nèi)直徑為D=d+40cm（d為設(shè)計(jì)樁徑），壁厚δ=12㎜，長(zhǎng)度為2米；采用機(jī)械卷制加工制作；

內(nèi)鋼護(hù)筒：采用壁厚δ=12～18㎜的鋼板，在廠家用機(jī)械集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節(jié)制作長(zhǎng)度為4.5～7.5米，制作內(nèi)鋼護(hù)筒的內(nèi)徑D′=d+20cm（d為設(shè)計(jì)樁徑）。制作好后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

3.3全程鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工

本工程下置內(nèi)鋼護(hù)筒的目的：主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質(zhì)覆土層的塌孔，通過下置內(nèi)護(hù)筒的作用，即可順利穿越溶槽層至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，達(dá)到順利終孔的要求；同時(shí)避免砼超灌甚至無法灌注至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高等情況。

將φ1.6m的鉆頭擴(kuò)大至φ1.8m，正常鉆進(jìn)至溶洞上方約1m處，采用25T汽車吊輔助20T振動(dòng)錘，先將內(nèi)鋼護(hù)筒分節(jié)打入土層中至巖面，再進(jìn)行回鉆成孔。在下沉鋼護(hù)筒的施工過程中，振動(dòng)錘必須平穩(wěn)，牢固的焊在內(nèi)鋼護(hù)筒頂部，并在護(hù)筒頂面的平面位置一定要居中，盡可能避免因偏心造成護(hù)筒產(chǎn)生偏斜。同時(shí)采用水平尺嚴(yán)格控制好各節(jié)護(hù)筒連接的垂直度，不得超過施工規(guī)范要求的1/200，力求鋼護(hù)筒垂直入土。若一旦發(fā)現(xiàn)有偏斜的趨勢(shì)，馬上進(jìn)行糾正，將可能發(fā)生偏斜的不利因素消除在萌芽狀態(tài)中。

內(nèi)護(hù)筒沉入巖面后，先采用沖錘進(jìn)行成孔一定深度后（注：進(jìn)尺為1.5～2米），及時(shí)采用25T汽車吊輔助振動(dòng)錘將內(nèi)護(hù)筒下沉至進(jìn)尺巖面標(biāo)高處；然后再進(jìn)行沖孔、下內(nèi)剛護(hù)筒；與之循環(huán)反復(fù)進(jìn)行至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高處；同樣，在施工過程中嚴(yán)格測(cè)量、控制好各節(jié)護(hù)筒連接的垂直度，不得超過施工規(guī)范要求的1/200。

各節(jié)內(nèi)剛護(hù)筒的連接焊縫全部采用雙面開坡口進(jìn)行滿焊，兩節(jié)護(hù)筒的接縫除施焊外，還需在接縫處焊接50mm寬、δ=10㎜的加強(qiáng)鋼帶。以保證其尺寸準(zhǔn)確，使護(hù)筒體順直度達(dá)到要求，整個(gè)內(nèi)護(hù)筒的豎向壁成一直線。對(duì)其控制好質(zhì)量的環(huán)節(jié)上起到關(guān)鍵的作用。

3.4鋼護(hù)筒垂直度控制

下落過程中通過外部專門支架和預(yù)埋外護(hù)筒之間的卡具控制，并用經(jīng)緯儀輔助控制垂直度，具體如下圖：

兩節(jié)鋼護(hù)筒焊接過程中的控制：下部鋼護(hù)筒用墊鐵調(diào)平（用吊車調(diào)節(jié)），用水平尺檢測(cè)達(dá)到水平要求后，在外部卡具范圍內(nèi)將上部鋼護(hù)筒初步就位，接口對(duì)齊，用經(jīng)緯儀測(cè)量垂直度，如垂直度超規(guī)范要求，則接口部位采用墊鐵調(diào)平，然后將兩節(jié)鋼護(hù)筒點(diǎn)焊，初步穩(wěn)定后，再進(jìn)行滿焊。在焊縫冷卻后，進(jìn)行鋼護(hù)筒的下落施工，上述工序循環(huán)進(jìn)行。

3.5內(nèi)鋼護(hù)筒下至溶槽處的處理

由于施工處不良地質(zhì)溶洞的深度大同時(shí)有可能存在貫通的溶洞存在。對(duì)于此處的處理更不得馬虎，若處理不當(dāng)有可能出現(xiàn)卡錘的情況出現(xiàn)。需根據(jù)補(bǔ)勘探的地質(zhì)資料， 詳細(xì)了解各溶槽頂標(biāo)高的準(zhǔn)確位置后，嚴(yán)格按照以下進(jìn)行處理：

內(nèi)鋼護(hù)筒的下放位置：根據(jù)其地質(zhì)資料或原成孔樁基已施工的標(biāo)高位置處（或溶槽頂100cm處）；

沖擊錐錘沖至溶槽頂部范圍做到上下輕提慢放，做到緩慢的進(jìn)尺至溶槽處形成一小的裂口，不得高提進(jìn)行強(qiáng)烈的沖擊；以防止卡錘的危險(xiǎn)。進(jìn)入溶槽后，根據(jù)我公司樁基施工的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)情況看，孔內(nèi)的泥漿勢(shì)必全部漏失。因此需單獨(dú)進(jìn)行溶槽的處理：孔內(nèi)漿漏失完后，盡快用25T汽車吊將沖擊錐錘吊開。將拼裝備好的水下砼導(dǎo)管放入孔內(nèi)，采用C20砼進(jìn)行封堵，砼須多次進(jìn)行，且每次灌入的砼不宜過多，同時(shí)砼需在待前面砼達(dá)到初凝后進(jìn)行，砼的塌落度控制在30～50mm，通過砼的低流動(dòng)性達(dá)到暫時(shí)封堵的目的；待砼凝固產(chǎn)生一定強(qiáng)度后，再用沖擊錐錘進(jìn)行重復(fù)回鉆、跟進(jìn)內(nèi)鋼護(hù)筒。也可采用回填片石進(jìn)行反復(fù)沖砸。通過擠壓旁邊的溶洞空間，孔樁周圍形成護(hù)壁，再跟進(jìn)內(nèi)鋼護(hù)筒。

同一樁孔內(nèi)若有多層溶洞、溶槽或空洞，需分層按上方法處理、跟進(jìn)下放內(nèi)鋼護(hù)筒。

3.6質(zhì)量保證措施：

鋼護(hù)筒的加工尺寸必須嚴(yán)格控制，護(hù)筒上下節(jié)的連接縫除焊接外，還需在接縫處焊50mm寬的加強(qiáng)鋼帶，護(hù)筒水平接縫所成平面與護(hù)筒豎向垂直，使整個(gè)鋼護(hù)筒的垂直度符合要求，振動(dòng)錘與護(hù)筒頂面焊接牢固，無松動(dòng)；并要求振動(dòng)錘位置居護(hù)筒頂面中，各節(jié)下沉的護(hù)筒必須嚴(yán)格控制垂直度。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝群. 喀斯特地區(qū)某樁基工程溶洞的處理措施[J]. 鈾礦地質(zhì), 2006, (02) .

[2]高清匯. 樁基施工溶洞處理淺談[J]. 上海鐵道科技, 2008, (04) .