广州城建职业学院 广东广州 510925
摘要：岩溶地区由于基岩地面的起伏往往比较大，容易在地表的浅层处发育地下的溶沟、溶槽或溶洞等，给现场的工程施工带来了很大的难度，使得岩溶地基的地基处理费用和施工费用都大大增加。本文主要介绍小型注浆钢管桩在岩溶地基处理的设计、施工、加固、工程投资等方面的优点，为类似工程的地基处理提供参考。
关键词：小型注浆钢管桩；岩溶地基；地基处理；应用
在一些桩基础以及复合型地基的地基工程中，由于注浆钢管桩技术的灵活性以及可靠性的特点，注浆钢管桩还常常被应用于基础工程工质量事故的处理。除此之外，在一些基坑建设工程当中，一些土钉墙的支护过程中往往也会大量地应用到注浆钢管桩。一般情况下，注浆钢管多应用于粘性土、淤泥质土、粉土以及砂土等等地基的处理工作。另外，注浆钢管桩在岩溶地基中进行桩基础事故处理或加固也较为常见，通常在岩溶地基的基础工程施工过程中，若要对溶洞进行处理，仅仅采用复合型地基作为桩基础的持力层，地基承载力往往不够理想，若采用注浆钢管桩，或局部配合注浆钢管桩进行复合式处理，效果会更加理想。
1、工程概况
该项目位于粤北岩溶地区，总建筑物建筑面积约5万平方米，主要由车间以及水池组成，其中整个场地的设计标高为43米，地面的相对高程为42.15—43.79米。依据建筑工程施工现场的勘探报告，可以将整个建设场地大体分层为：①行第四系人工填土层，厚度约为0.6—2.4米，其中平均的具体厚度为1.18米，具体分为粘性土、欠固结土，以及相对应的岩溶地基松散性填土。②第四系红黏土残积层，其中红黏土残积层的具体厚度为0.4—9米，其中，整个土层的平均厚度为2.28米，红黏土残积层由可塑一直到硬塑状态，具体的承载力特征值为180Kpa。③石炭系灰岩呈现出破碎状态，其中整个石炭系灰岩的具体厚度在1米—3.5米之间，在整个石炭系灰岩中呈现出局部分布的特点，整个灰岩层的地基承载力为500Kpa。在整个场地的浅层处岩溶较发育，其中遇洞率为51.56%，线岩溶率为10.66%，其中整个溶洞的高度为0.1—7.4米，溶洞平均的高度为1.33米，其中顶面的埋深为0.30—16.10米，岩溶洞的顶面标高约为26.96—42.84米。岩溶洞区大部分溶洞已被完整填充，仅仅存有少部分处于未填满状态，其中，所使用的填充物为软—可塑状黏土。依据设计图纸以及相应的勘探资料报告可以看出，51%的基础底板之下，存在有很大的岩溶洞，并且岩溶洞的顶端的厚度也相对较小，直接影响了地基基础的稳定性。为了减轻溶洞的危害程度，还经过了一系列的现场勘查、论证以及施工处理方案的筛选，需要采取相关的工程措施进行地基的处理工作，才能够保证地基基础的稳定。
2、岩溶地基处理方案的比选
2.1地基处理方案论证
高压灌浆方：由于整个施工场地的岩溶发育比较充分，并且大多数填充的是可塑性软黏土，在进行地基处理的过程当中，以往的处理方式是首先考虑使用高压灌浆的方式来填充溶洞，但在进行溶洞灌浆的过程当中，灌浆液很容易从串孔的溶洞、土洞以及地面流走，同时黏土填充物比重轻、阻力小，容易被灌浆液带走，使得灌浆加固的效果不够理想。
梁板跨越：即在地岩溶发育的过程当中，遇洞率高达51%以上，在如此高的遇洞率地基中，相邻的两个地基基础的溶洞容往往回互相串联，这使得的梁板的跨越范围和跨度必然大大增加，才能起到支撑的作用，用钢量和用砼量随之大增，施工费用也增大，但依然很难保证处理效果。
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桩基础：使用打穿溶洞嵌入基岩的桩基础，安全保障方面较好，但破碎状态的石灰岩基岩，使得端承效果不够理想，况且整个桩基础的施工费用太高，也难以满足工程的需要。
小型注浆钢管桩：在岩溶地基溶洞发育不均匀的地区，由于小型注浆钢管桩的施工方式比较灵活，可根据溶洞的情况进行布桩，适应性极强，同时施工速度又非常快，被广泛的应用于岩溶地基的处理中。在小型注浆钢管桩的施工中，可以使用小型的钻机设备进行大量的施工；通过注浆，可以加强桩基础的强度以及刚度，以来防止岩溶进一步发展，与此同时，还可以将周围岩石的岩土体进行改善，使用小型注浆钢管桩施工，费用相比较上述几种比较小，比较经济。
根据上述所提出的几种方案进行比较，在这次项目的施工中最终采用了小型注浆机进行地基处理。
2.2地基处理的设计要求
通过进行地基处理，原先要求的复合地基承载力的特征值为200Kpa，由于通过注浆消除了的岩溶洞的不稳定性，并且对溶洞进行填塞，使得复合地基的承载力有较大提高，在基础工程工期紧张（地基工程的工期仅为30天）、任务重、费用不超标的情况之下，经过相关的比较论证，决定采用小型注浆管钢管桩处理方法。
3、地基处理的施工工作
岩溶地基的施工工艺流程具体如下：清理场地—钢管桩的具体定位—机械设备的安装工作—刚钢管桩的成孔工作—清洗钢管桩孔—安置钢管—封孔—进行注浆。
3.1施工现场钢管桩的成孔工作
使用了9台XY—150钻机进行成孔，使用金刚石的钻头进行回转钻进，其中整个土层成孔的直径为150mm，其中岩层部分为130mm，如果在这个过程中遇到松散性填土以及岩石的塌孔时，就需要采用套管护筒进行持续的钻进，每钻进2米时，就需要重新检测钻孔的垂直度，垂直度偏差不要超过1%。否则当再次下钢管时，很难将其放到预计的孔底。除此之外，还需要尽可能的减小安放钢管的摩擦力。
3.2清洗钢管桩孔
清洗钢管桩孔时，将高压泵与钻杆连接，对钢管桩孔进行清洗。在水管的尾部需要重新接上1.2米长的花管，在这种情况下，需要通过钻机的旋转与升降来进行清洗。
3.3放置钢管
在钢管下放之前，首先需要将钢管处理干净，将钢管上的一些油污以及铁锈进行处理，并且还需要检查这个桩身是否有裂痕。对于钻孔比较深的钢管桩孔，还需要进行接桩处理。接桩时，需要将钢管桩的两头进行开丝，使用特定的接口套管进行连接，在连接时需要特别注意，接口与螺栓的强度不能低于钢管的强度，如果碰到难以安装的情况，可以进行适当锤击。
3.4管桩注浆
在进行钢管桩的注浆施工中，如果一部分钻孔出现漏浆以及穿孔现象，需增加浆液的浓度、减小注浆的压力，或采用自流灌浆、时灌时停的方式。如果局部存在有岩溶水流出时，需要采取浓浆进行灌注。
4、结语
由于小型注浆钢管桩施工比较灵活，在进行岩溶地基的处理时，很受欢迎。若基槽已经开挖并且基槽大小、深度不一致时，大型的打桩机械难以有效发挥作用，这时小型注浆钢管桩就可以充分发挥其作业面小、空间布置灵活的优点。另外，小型注浆钢管桩的适应性范围较广，除了可用于淤泥质土、黏土以及粉土等等地基的处理，还可以用于处理桩基等基础事故等。经济方面，小型注浆钢管桩所使用的材料比较少，空间针对性强，材料浪费量相对较少，可以取得较好的经济效果。
参考文献：
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项目来源：广东省高等职业教育建筑工程技术品牌专业建设项目（项目编号：2016gzpp016）。
论文作者:刘国强
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第24期
论文发表时间:2019/6/21
标签：岩溶论文; 钢管论文; 地基论文; 注浆论文; 溶洞论文; 黏土论文; 工程论文; 《建筑细部》2018年第24期论文;