穿多層溶洞泥漿護壁灌注樁施工技術研究

周勇勇 郭艷雙 蘇黎 王嶼 蔣放

中國建筑第五工程局有限公司 湖南長沙 410000

在溶洞高發地區綜合考慮建設施工成本，采用夾層鋼制雙護筒與夾層內硬質PVC板材套筒進行多層溶洞情況下樁基礎施工[1]。

1 工程案例分析

巖溶地區某住宅工程項目占地面積約6萬平方米，共17個單體樓棟，基礎形式均為樁基礎。

根據鉆探揭露，場地地層自上至下一般為：第四系全新統人工層,第四系沖洪積層；下第三系新余群泥質粉砂巖、礫巖及其風化層。第三系新余群，按風化程度分為全、強及中風化層，其中風化層主要為泥質粉砂巖與礫巖互層，并夾有溶洞。溶洞無規律揭露于中風化巖層中和基巖面以上，為無充填、半充填或全充填狀態，充填物主要為全風化泥質粉砂巖夾礫石，充填物以軟塑狀為主，局部可塑狀、流塑狀，大部分溶洞存在漏水現象。

項目地勘溶洞情況為見洞率47．8%，線溶率28．0%，巖溶強發育，溶洞多為全充填和半充填，少數為無充填（空洞）。溶洞呈不規則形狀，大部分為多層溶洞并行的情況。

2 夾層雙鋼護筒與硬質PVC板材套筒護臂成樁施工技術

（1）主要材料準備：硬質PVC板材套筒、10mm厚夾層雙鋼護筒。

（2）施工技術。施工工藝：樁定位→樁成孔→夾層雙鋼護筒隨樁孔的鉆進下放→夾層內安裝硬質板材PVC套筒→樁身鋼筋籠下吊安裝→樁身再次精確定位→樁身混凝土澆筑→取出夾層雙鋼護筒內側護筒→砼強度達到50%取出外側套筒→樁施工完成。

樁基施工過程中，由于溶洞樁位位于溶洞位置大多為多層溶洞，在樁身成孔施工過程中，極易造成樁孔塌孔，漏水的情況。單采用鋼護筒進行樁孔施工，澆筑混凝土后，鋼護筒取出的時候極易造成樁身砼的破壞及溶洞內水壓對樁身的破壞，鋼護筒隨樁施工則極大增加施工成本，故本工程采用雙鋼護筒及硬質PVC套筒進行樁基施工。樁身設計完成后需預制雙鋼護筒及硬質PVC套筒。施工過程中預制雙鋼護筒制作為長度4m左右，下放過程中通過焊接形成整體護筒。硬質PVC根據設計樁長進行制作[2]。

鋼制套筒及PVC套筒制作完成后，開始進行樁基成孔施工，隨著成孔鉆頭鉆進的過程中，逐步將雙層鋼制護筒下放，直至完成成孔工作。在成孔過程中為避免因溶洞過深及多層溶洞間巖壁過薄，導致鉆頭鉆進及鋼護筒下放過程中鋼護筒傾斜。在遇多層溶洞成孔施工中應注意一下幾點：第一，確保鉆頭成孔直徑較內側鋼護筒直徑大10cm，保證雙層鋼護筒能隨鉆頭跟進下放和樁身垂直度；第二，根據地勘報告中溶洞標高及溶洞大致深度，在距溶洞頂部0．5m時鉆頭停止施工，放慢鉆頭鉆進速率，勻速進行鉆進，確保鋼護筒勻速緩慢的下放。

完成成孔工作后，即進行內側鋼護筒下放，內側鋼護筒長度宜為較設計樁長大1m，與外側鋼護筒相同模式進行焊接形成整體，內側鋼護筒下放完成后，準備硬質板材PVC護筒，內外壁均涂刷油性脫模劑，涂刷完成后進行下放。施工完成后進行混凝土澆筑，澆筑完成后立即將內鋼護筒取出。待混凝土強度達到50%設計強度時取出外側護筒。

通過施工過程中遇到的實際問題，此施工技術措施在操作過程中各施工工藝需要較高的工藝水平，前期施工工作中主要分為以下幾方面：第一，樁孔定位完成后，為保證鋼護筒順利下放，鉆機就位位置需進行場平并進行底部墊高。第二，場地標高與地勘報告標高要一致，保證鉆頭鉆進深度與地勘報告中溶洞標高相一致，防止鉆頭鉆進過程中直接將溶洞打穿。第三，每截護筒下放過程中對護筒垂直度進行實測，保證樁身垂直度。

鉆孔施工過程中，下述幾點尤為重要：第一，護筒下放過程，護筒下放過程中，要保持泥漿護壁的持續工作，防止不良地質的塌孔。護筒下放速度保持勻速緩慢下放。第二，鉆頭鉆進至溶洞上方時，需比較此處是否為多層溶洞區域，核查層溶洞間巖壁厚度情況，厚度較薄時，鉆頭緩慢將溶洞打穿，護筒自由緩慢下放，直至上層溶洞由鋼護筒護壁完成。多層溶洞過程中，下層溶洞需核查是否為充填溶洞，溶洞內水壓情況及流沙情況，避免因半充填或非充填溶洞內水壓過大造成護筒下落過程中傾斜。若溶洞內水壓過大，需更換鉆頭直徑，采用更小直徑鉆頭將溶洞巖壁打穿，釋放溶洞內水壓，再繼續施工。第三，護筒下放完成后，記錄護筒內水壓變化數據及樁底沉沙厚度變化數據，復核水壓是否會對混凝土澆筑造成破壞性影響，以便優化技術措施[3]。

上述工作完成后，即開始混凝土澆筑施工階段，將內鋼護筒下放及硬質板材PVC護筒下放，PVC護筒必須雙面涂刷油性脫模劑。護筒下放完成后進行樁孔清底工作。隨即進行混凝土澆筑施工，水下混凝土澆筑完成后，取出內側鋼護筒。取內側鋼護筒過程中應緩慢將鋼護筒取出，類似咬合樁施工拔取護筒施工。結合上述記錄水壓數據，此內側鋼護筒作用為防止多層溶洞側水壓過大，通過外側鋼護筒壓力傳遞對PVC護筒造成擠壓，導致樁身不完成。

綜合上述得出，遇多層溶洞區域樁孔施工及鋼護筒下放為施工重點，為保證樁身完整性及樁身垂直度，本技術措施通過外側鋼護筒護壁，內側鋼護筒保證施工垂直度，夾層PVC護筒一次性護壁節約施工成本。確保樁基施工成孔，保證施工質量，避免出現塌孔及溶洞內水壓過大對樁身的破壞情況[4]。

（3）質量保證措施。對多層溶洞區域進行試樁施工，記錄各項數據。正式施工后，護筒下放確保樁身垂直度。多層溶洞區域，著重觀測水壓變化及流沙情況。澆筑砼后進行同條件試塊的留置，確保達到一定的強度后進行護筒外取。保證樁的完整性。

3 結語

此技術措施為雙鋼護筒夾層PVC護筒，對比填礫、雙護筒、灌漿等溶洞區域成孔施工方法，采用永久性PVC護筒成樁，保證成樁的完整性，樁身的有效性。節約施工成本，加快施工進度。增加半圓砼護筒，該方法更方便、經濟、快捷，尤其在多層溶洞區域，對保證成孔、樁身質量效果很好。