红粘土岩溶地区嵌岩桩成孔方法的探讨及注意点
摘要：本文从多种施工工艺对比探讨岩溶地区嵌岩桩的成孔方法，以及在成孔过程中会遇到的诸多事故，并分析产生事故的原因及预防和治理措施。
毕业论文网 关键词：嵌岩桩、灰岩岩溶、干孔灌注、事故的原因、预防措施、治理方法 岩溶发育地区的地基处理，一直以来是处理的难点，尤其是红粘土的土性、地下溶洞的发育和灰岩岩面的起伏不平，给施工带来了很大的难度。
根据地下水位的位置，可采用两种方法成孔，如地下水位较高位于土层中，则要采用水下成孔的方法，反之则可采用干成孔的方法了。
干孔成孔法，比较方便直观，对质量问题比较容易控制，尤其体现在嵌岩桩上，对孔底岩石的完整程度和嵌岩深度，都能直观反映。
干孔成孔可采用机械成孔与人工挖孔两种方式，选择哪种成孔方式要综合考虑（如当地的地层条件和天气气候情况）。
如广西某工地，地层条件如下： ⑴层：红粘土，褐黄～棕红色，硬塑～坚硬状态，切面光滑，韧性及干强度高，无摇振反应，表层多为耕土。
该层偶见角砾及碎石，分布不均。
属中压缩性土。
⑵层：红粘土，褐黄～褐红色，可塑状态，切面光滑，韧性及干强度高，无摇振反应，该层偶见角砾及碎石，分布不均。
一般属中压缩性土。
⑶层：红粘土，褐黄～褐红色，软塑状态，切面光滑，韧性及干强度高，无摇振反应，该层分布不均，局部缺失。
属高压缩性土。
⑷层：碎石，杂色，粒径一般2～6cm，含量50～60%，一般为中密状态，粘土充填，该层仅局部有分布。
⑸层：灰岩，白灰～灰色，微～中风化，隐晶质结构，节理裂隙较发育，局部裂面见褐黄、褐红色浸染。
岩石一般较完整，岩芯多呈柱状，局部呈块状，岩芯采取率在80%岩石以上，属坚硬岩。
⑸1层：灰岩，白灰～灰色，一般为中风化，隐晶质结构，节理裂隙较发育，岩石破碎，岩芯采取率一般在20～40%间，且岩芯多呈块状。
在该层中局部有溶洞，一般具充填或半充填，充填物为红粘土，局部含碎石及角砾，褐黄色，软塑～可塑状态，韧性及干强度高，无摇振反应。
这种方法容易产生的问题是：（1）偏孔，土层段成孔速度快，但遇有含砾石的土层就不容易进尺了，特别是对那种在孔中呈现探头石头状的砾石，很容易造成钻机偏孔。
（2）缩径，再有该地层中与岩石接触部分的土层成软塑状态，放置一段时间马上产生缩径，再者下面人工接力成孔的时间如再加长，缩径情况就更严重了，处理起来费时费力，还不好协调，因为人工在清理完孔底的岩石后，上面的土层已经产生缩径了，如这时再采用旋挖钻机回钻扩径，孔底产生的扩孔虚土，容易产生“扯皮”，如采用人工扩孔，一是半空扩孔不太容易操作，二是增加缩径这段土层的双重计量工作量。
（3）雨季孔壁坍塌。
红粘土的胀缩性主要表现为收缩，收缩率一般为2.5％～8％，最大的达到14％，再加上红粘土裂隙的影响以及裂隙发展和复浸水的影响，使得桩孔内壁的土层很容易剥落、坍塌。
尤其是进入雨季，这种情况就尤为严重。
中间孔壁土层的坍塌，对下面清理岩石的成孔施工人员来说是非常危险的，唯一能做的就是回填至塌孔处的上方，人工重新灌注砼护壁开挖下去。
这时用回填土灌注砼护壁就需要注意了，因为回填土并不密实，比较“虚”，尤其是对于孔壁坍塌扩孔比较严重的，在打完上节护壁后，对下部土体进行护壁扩径时，上节护壁很容易产生脱节（见下图），造成事故。
这时需要事先安置好钢筋拉网，并用钢筋或锚杆固定于孔壁中，确保安全。
相比上述这些情况，对广西靖西这个工地而言，这边的土层、这边的天气情况，嵌岩桩再用机械结合人工成孔方案是不太可行的。
第一节砼锁口护壁应比下节护壁厚100～150mm，并高出地面20cm以上，便于挡水和定位。
虽然这样单桩成孔时间要长一点，但对于此工程的这种条件，比来回返工要快速经济的多。
干孔人工岩石部分的成孔，也有很多要注意的点，因灰岩较硬，用风镐很难凿进岩石，只能采用孔底炸药小爆破形式（俗称放炮）。
此处灰岩面高低不平，基岩倾斜较严重，或有临空面，犹如山体的悬崖峭壁。
图一 这样的基岩面情况很普遍，给人工嵌岩成孔造成很大的不便。
与灰岩面接触的土层特别软弱，有的还有土洞发育，如下图这种情况， 图二 岩石壁较薄，爆破后岩石很容易破碎坍塌，而上面的软弱土层在没有下面岩石的支撑后，开始大面积的塌落，最后形成危险的大洞，工人继续在下面爆破入岩就相当危险了。
遇到这种情况，无法准确判断什么时候开始全断面入岩，最好是事先打好混凝土护壁，尤其对岩石坍塌后出露的软弱土层，护壁之间的搭接长度要适当加大。
像上面图二中，半岩半土的岩石临空面，像地上山体的悬崖峭壁，灌注砼护壁要注意，一般工人为图省事就只打一半护壁，就是有土的一侧灌注砼护壁，岩石一侧就不打了，护壁直接连接到岩石一段，这样灌注砼护壁相当危险，因为护壁只有一半，那他的受力就很不均匀，很容易被一侧的土体挤垮，造成事故。
所以岩石部分也要扩径打上护壁，必要时也可在孔壁的岩石上进行爆破，不过要控制好药量。
爆破方案的制定，要严格按爆破规定进行操作，炮眼的数量、炮眼的深度，雷管的安放位置，炸药的药量等。
此处地质条件比较复杂，地下山体起伏不平，一次爆破很难满足嵌岩要求，多次爆破又容易造成孔壁的坍塌，所以对倾斜岩层的爆破，控制好药量和钻孔的位置，要以风钻垂直于斜岩面钻出炮眼，炮眼数量依据面积而定，一般直径为1m孔径的平整孔底，钻5个炮眼就可以，中心一个，外围四个，这四个炮眼布置在中心离孔壁大约2/3的地方（如果要对有灰岩的一侧孔壁灌注砼护壁，炮眼的位置就要偏靠孔壁一些，这样有利于打护壁），5个炮眼的药量以一斤为宜，既能达到松动底部岩石的目的，又不至于扩大孔径或有爆破碎石从孔底飞出。
炮眼钻入的深度根据需要的嵌岩深度而定，一般多钻入10cm就可以。
雷管位置的安放也是需要根据具体条件而定的，如雷管安放在炮眼的上部，炸药主要集中于下部，这种放法，俗称叫“俯地炮”，就是对孔底岩石的下部产生较大的冲击力，对下部岩石的破坏力较大，有利于开挖掘进，缺点就是容易使下部岩石破碎严重，没法再用物探等方法对地下岩石进行检测。
如果这时入岩已接近收尾阶段，再放一炮就满足嵌岩要求了，这时爆破就要采用俗称“冲天炮”的方法，把雷管放在炮眼的底部，炸药装于上部，这样产生的爆破力主要是向上的，减少对底部的冲击力，也就减少了底部岩石的破碎，有利于下步检测工作的进行，此种爆破法的缺点是容易冲击上部的护壁，对护壁造成损坏，所以接近岩石部分的护壁质量一定要控制好，以免受损怀。
根据岩土工程勘察报告，⑤层灰岩中存在大小不等的溶洞，为保证构筑物的安全运营及稳定性要求，按规范必须保证桩端下3倍桩径范围内无软弱夹层和溶洞分布，所以要应用物探手段探明溶洞发育情况。
对地下溶洞的探明，干孔法的优势在此显而易见，不仅能清晰的看见嵌岩的情况，而且还能全断面的探明孔底地下溶洞的发育情况。
这对水下成孔灌注桩来说可是没法比的，没有直观性，嵌岩深度不好控制，唯一的一个参考条件就是在该桩位处的超前勘察钻孔，像上面图一的第一幅图和图二的第一幅图，对超前钻孔来说，早已经到岩石了，但在真正施工的时候，却还远远没有满足嵌岩的要求，判断起来有很大的难处，容易留下质量隐患。
参考文献 [1] JGJ79—2002.建筑地基处理技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2002. [2] GB50007—2002.建筑地基基础设计规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2002. [3] JGJ 94―2008.建筑桩基技术规范.北京: 中国建筑工业出版社,2003. 注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。