山东正元建设工程有限责任公司烟台分公司 山东烟台 264000
摘要:随着经济的发展,我国的地基基础建设的发展也有了改善。岩溶地貌在我国是一种很常见的地貌,在岩土工程勘察过程中经常会遇到岩溶地貌,由于岩溶发育的不规律性,在勘察过程中,只能依据现场钻孔施工资料去判定场地岩溶发育情况,同时根据现场已有资料再去判定是否还需要其他的辅助勘察手段继续对场地岩溶发育情况进行探查。
关键词:岩溶地区;地基处理;桩基施工;技术探微
引言
近年来,我国基础建设发展迅猛,给国民经济的发展提供了坚实的保障和人们的出行带来了极大的便利。确保工程能够满足设计要求的使用年限并安全、耐久,尽可能地减少养护维修的代价,作为工程项目的施工单位,责任重大。
1岩溶地基下的岩土工程勘察及基本原则
岩溶地基岩土工程勘察主要包括工程地质的测绘和调查、工程的勘察方法、一些测试工作和坑探钻探等工作。因为岩溶地区的地形具有极大的变化性、地质条件具有极高的复杂性以及岩溶发育的多样性。因此,在对岩溶地基岩土的地基进行堪察时要注重实践,切不可空谈,必须做到因地制宜,具体问题具体分析,所以要做到如下原则:其一,了解岩溶地区形成的基本原理,即可溶性岩石(如石灰岩、白云岩等)如果受含有碳酸钙经流水长期冲刷就会产生化学作用,形成多种岩溶地区,如裂隙、石芽、石沟、石林、钟乳石等。也要注意其有两种形成条件,即大量可溶性岩石和大量水体:针对大量可溶性岩石来讲,岩溶地区的形成需要可溶性岩石的数量达到一定程度,否则将会引起受水流冲刷条件下的水土流失效应,从而无法形成岩溶地区。在岩体分类方面,大多数可溶性岩石属于碳酸盐岩、硫酸盐岩以及卤化盐岩类等成分复杂的岩石,因此其必须在流水侵蚀时,才能逐渐形成岩溶地区。对于勘测拥有大量水体的地区,需要了解水体也是形成岩溶地区的充分必要条件,水体是在大量流水水体不断冲刷大量可溶性岩石,产生溶蚀、动力侵蚀的作用下形成岩溶地区。其二,注重对无岩溶区的勘察,主要是对分布的石笋、石柱情况以及软土层在岩面与残积土之间的分布厚度进行检测,进行科学性的分析和钻孔的规范布置。其三,注重对一般发育岩溶区进行勘察,重点勘察岩面的起伏情况、岩面的坡度以及分布的溶沟与溶洞规模大小、埋深的情况。其四,对岩溶发育区的勘察,探析应使用哪种合适的处理方法。
2桩基成孔方法的研究与确定
目前桩基成孔方法较多,主要以冲击钻成孔、旋挖钻成孔方法为主,再人工挖孔方法等。冲击钻成孔适用于孔深50m以下,孔径为80~200cm的多种地质情况,应用范围广;旋挖钻成孔适用于孔深30~100m,孔径为80~250cm的土质地层情况,有一定的局限性;人工挖孔运用灵活,成本低,适用于孔深25m以下无水或地下水量较小的山区,一般不适用于岩溶地区;在桥梁桩基施工前应充分根据现场地质条件、孔深孔径、施工成本等情况综合考虑选择最合适的成孔方法。方案的研究比较:①桩长多为30m以上,且溶洞较大,为确保施工安全不能采用人工挖孔方法。②如采用小扭矩回旋钻机很难穿越硬质灰岩地层;如采用大扭矩回旋钻机因自身重量大运输不便,同时需要配备大型起重设备,不能很好地满足多处作业点的需求。③如采用冲击钻施工具有设备操作简单,设备安装转移快捷,出现机械故障率小等优势。在施工过程中通过回填黏土、片石能很好地解决硬质岩层倾斜大,出现岩溶等情况,同时在施工中经过不断冲击砸实能有效地解决漏浆、塌孔问题。④如需深埋护筒来施工,设备投入大,插打时间长,不经济。
3岩溶地区地基处理及桩基施工技术
3.1采用钻孔灌注桩处理办法
钻孔灌注桩凭借着自身具有的受力清晰、成孔直径大、施工简便等特点,可以将墙壁的保护效果发挥到极致,而且钻进速度较快,能够牢固的将桩端放置于持力层上,所以采用钻孔灌注桩处理措施,将十分适用于解决岩石质硬、单桩荷载较大、岩溶表面不平以及地下存在孤石等情况。可惜钻孔灌注桩仍存在着缺点,如:第一点,大量消耗功率与时间,因其钻进到较高强度的石灰岩时,在某种情况下会限制回旋钻的破岩能力,降低工程勘察效率。第二点,拖慢施工进度,若遇到倾斜程度较大的岩面时,钻头可能无法无法与岩层产生均匀的接触,因此极易出现偏孔、斜孔和卡钻的情况。第三点,若在施工过程中出现了大体积的扩孔和泥浆流失的情况,钻孔灌注桩无法有效预防。第四点,因为钻孔灌注桩在进行清孔时的难度较大,而且在低级处理结束后的钻杆拆除作业无法快速的进行,所以如果在进行地基处理时遇到坍孔现象,那么无法及时提起钻头。所以施工人员在进行工程处理时要注意是否会有上述情况的发生,若有,一定要及时更换处理措施。
3.2采用人工挖孔桩处理方式
人工挖孔桩与上述两种处理方式相比,具有容易得到保证的特点,所以在岩溶地区得到了广泛的应用,其依靠自身的优点(如工艺简单、施工进度快、成本低、质量直观等)在成桩质量、施工工艺上取得了一定的经验技术。但是要注意人工挖孔桩在多数时候只能适用于岩溶上覆土层较薄、地质发育不强烈的地方。因此,可采用钢管桩、冲击桩和挖孔桩相结合的处理方法。如果是岩溶发育较强烈或者存在流沙、软土的地区就不能使用人工挖孔桩,从而防止出现涌水量骤增或护壁困难等情况,避免对施工进度造成影响。还要注意的是为了将对周围环境的影响降到最低,在地下水丰富、持力层深度较大的地区,需禁止使用强排地下水的措施。尤其是要对地下水丰富的地区保持重视,因地下水位的特殊性,会被施工所扰动,对岩溶地区地质条件造成影响,使其变形量发生异常,信息表现不稳定,所以为了保证在建筑施工时准确的获取信息,不要在施工后的第一时间进行信息获取工作,而应在施工后的24s再获取信息。
3.3复杂地段的桩基施工要点
灌注桩施工前应先平整场地,埋设孔口护筒,配制泥浆体积宜为正常条件下泥浆体积的3倍以上。岩溶地质条件下的灌注桩应根据覆盖层和基岩情况分别采用不同的成孔工艺,施工要点如下:(1)当覆盖土层中不含土洞时,可采用回旋钻进成孔或冲击成孔,当覆盖土层中含有体积较大的土洞且埋深超过3m时,应对土洞进行预注浆充填或低标号混凝土回填后再成孔。(2)成孔至溶洞顶板以上1m时,改用低频率、小冲程冲击钻进成孔工艺。(3)当岩面为斜面时,应预先在岩面上部桩孔内回填小片石或者混凝土等,用钻头反复冲击,直至全断面进入岩层为止。(4)当溶洞顶板被击穿时,及时利用泥浆泵对孔内进行补浆,防止泥浆面下降导致孔壁坍塌,同时在顶板厚度范围内反复轻提慢放冲锤,直至冲锤不受明显阻碍。
4结语
从事工程建设或施工活动都是带着必要的目的进行的,本次针对场地进行的勘察工程施工也不例外,主要就是查明场地的地下地质情况,为后续的建设工程施工做准备,并对后续可能的工程建设的基础部分提出相关的方案及措施;本次勘察施工的最终目的是为拟建的雨水池及浓密池的地基基础设计提供准确的地质参数,并给出相关的基础方案建议。基础选择主要受场地周边环境、地层条件和施工可行性三大因素决定。同事也应综合考虑工程地质与水文地质条件、上部结构类型、使用功能、荷载特征、施工技术条件与环境;并结合地方经验,因地制宜,注重概念设计,合理选择基础形式、节约资源。
参考文献
[1]徐月松.岩溶地区高层建筑桩基的桩型选择与施工[J].探矿工程,2000(6):17-19.
[2]郑伟国.岩溶地区基础选型的思路和建议[J].建筑结构,2012,42(7):115-118.