復(fù)雜巖溶條件下旋挖灌注樁施工分析

曾廣暉

湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一三隊(duì)，湖南常德 415000

旋挖灌注樁是一種新穎的基礎(chǔ)成樁施工技術(shù)，在目前很多建筑工程都有所應(yīng)用，并取得良好的效果。然而，在巖溶發(fā)育區(qū)，由于地質(zhì)條件十分復(fù)雜，易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，所以必須在充分考慮地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，采取有效措施做好施工控制，以保證施工質(zhì)量。

1 工程概況

湖南省常德市某建筑工程地處巖溶發(fā)育區(qū)，整體地形十分復(fù)雜，但地勢(shì)起伏較小；場(chǎng)地地面相對(duì)平坦，實(shí)際測(cè)得的地面標(biāo)高在91.96～94.95m范圍內(nèi)，地貌以溶蝕平原為主。本工程基礎(chǔ)與巖土工程勘察等級(jí)均確定為甲級(jí)。通過(guò)對(duì)地質(zhì)勘察資料的研究，工程場(chǎng)區(qū)巖土層按從上到下的順序依次為：表層雜填土、黏土；黏土；粉質(zhì)黏土；硬塑狀紅黏土與可塑狀紅黏土；白云質(zhì)灰?guī)r。經(jīng)鉆孔揭露，本工程場(chǎng)區(qū)巖面實(shí)際埋深在11.5～33.5m范圍內(nèi)，起伏明顯，可見(jiàn)巖溶溝槽。個(gè)別地段巖層中存在溶洞，且溶洞中被黏性土完全填充。總的來(lái)看，工程場(chǎng)地巖溶十分復(fù)雜，巖溶強(qiáng)發(fā)育。

考慮到本工程情況特殊，且?guī)r溶發(fā)育，故設(shè)計(jì)采用旋挖灌注樁基礎(chǔ)形式，灌注樁底端進(jìn)入持力層（持力層為白云質(zhì)灰?guī)r），同時(shí)對(duì)各樁實(shí)施預(yù)鉆孔，以掌握樁底與樁身等關(guān)鍵位置的地質(zhì)條件。

2 施工工藝

2.1 施工流程

采用鋼護(hù)筒進(jìn)行護(hù)壁，并旋挖成孔的施工方法在松散土、砂卵石、巖溶區(qū)等地質(zhì)情況中適用。在巖溶區(qū)當(dāng)中進(jìn)行改進(jìn)的施工流程大致為：場(chǎng)地處理→測(cè)量放線→鉆機(jī)就位→護(hù)筒埋設(shè)→鉆進(jìn)成孔→清孔檢查→鋼筋籠吊放→二次清孔→澆筑施工→成樁并取出護(hù)筒。

2.2 工藝要點(diǎn)

旋挖灌注樁為近年來(lái)出現(xiàn)的新興技術(shù)，因其質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，所以在施工過(guò)程中，除了施工人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，還應(yīng)做好組織管理。針對(duì)巖溶地質(zhì)這一特殊條件，在進(jìn)行旋挖成孔時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn)：

（1）灌注樁測(cè)量放線必須準(zhǔn)確無(wú)誤；

（2）護(hù)筒直徑不能小于樁徑+300mm，且長(zhǎng)度達(dá)到3m以上，其頂端應(yīng)比地面高30cm，確保護(hù)筒的軸線和樁中心完全重合，嚴(yán)格控制偏差，施工中動(dòng)態(tài)檢查護(hù)筒埋設(shè)的垂直度；

（3）成孔時(shí)應(yīng)對(duì)鉆頭狀況進(jìn)行隨時(shí)檢查，如果磨損情況較為嚴(yán)重，則必須予以及時(shí)更換，以免對(duì)成孔質(zhì)量造成影響[1]；

（4）成孔時(shí)應(yīng)對(duì)孔口處的積水進(jìn)行及時(shí)清理，如遇縮孔等問(wèn)題，則應(yīng)在第一時(shí)間進(jìn)行處理，尤其是在孔位以下深度較大的部位，當(dāng)存在葫蘆串形等特殊溶洞時(shí)，極易產(chǎn)生卡鉆，此時(shí)需對(duì)鉆進(jìn)的速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，以平穩(wěn)穿過(guò)這一溶洞；

（5）成孔之后再次清孔，其質(zhì)量控制必須到位。

2.3 澆筑施工

成孔以后對(duì)鋼筋籠與聲測(cè)管等進(jìn)行安裝，灌注前檢查孔底沉渣實(shí)際厚度，若不能滿足要求，則要進(jìn)行清孔，確認(rèn)合格以后開(kāi)始灌注施工。在灌注施工中，應(yīng)充分注意下列幾個(gè)要點(diǎn)：

（1） 護(hù)筒的起拔速度需要與灌注速度保持一致；

（2） 因混凝土密度遠(yuǎn)大于泥漿，所以在灌注至一定高度以后，孔底部位混凝土將受到較大壓力，由于受到較高壓力，細(xì)骨料會(huì)向孔壁不斷擴(kuò)散，類似于采用灌漿的方法對(duì)巖溶地基進(jìn)行處理，易使混凝土快速下降，當(dāng)在巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)進(jìn)行灌注時(shí)，需以地質(zhì)報(bào)告為依據(jù)，選擇地質(zhì)復(fù)雜度最高的樁進(jìn)行灌注，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)多配置30m3左右的混凝土，以此在混凝土出現(xiàn)下降的情況時(shí)，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充[2]；

（3） 初灌量必須保證，灌注導(dǎo)管的下口應(yīng)進(jìn)入液面，使樁底部的泥漿可以順利排出；

（4） 導(dǎo)管下口和液面之間的距離應(yīng)控制在2～6m范圍內(nèi)，灌注時(shí)根據(jù)液面上升速度緩慢提升導(dǎo)管；

（5） 樁頂容易產(chǎn)生不密實(shí)等問(wèn)題，對(duì)此應(yīng)在灌注頂部時(shí)進(jìn)行充分振搗；

（6） 灌注過(guò)程中有效控制速度，避免鋼筋籠受到?jīng)_擊，并防止鋼筋籠出現(xiàn)上浮的現(xiàn)象。

3 實(shí)例分析

3.1 相同地質(zhì)情況下，各旋挖控制工藝的基樁質(zhì)量比對(duì)

以本工程場(chǎng)地5#、6#、9#樓的樁基為例進(jìn)行分析，各樓處在相同巖溶區(qū)，地質(zhì)情況一致，但由不同施工隊(duì)伍負(fù)責(zé)施工，每個(gè)施工隊(duì)都有各自的施工方法。其中，5#樓主體建筑共64根樁，附屬建筑共78根樁，其樁徑處在1000～1800mm范圍內(nèi)，樁長(zhǎng)為6～46m不等；6#樓主體建筑共66根樁，附屬建筑共49根樁，其樁徑處在900～1800mm范圍內(nèi)，樁長(zhǎng)為7～34m不等；9#樓主體建筑共81根樁，附屬建筑共57根樁，其樁徑處在900～1600mm范圍內(nèi)，樁長(zhǎng)為7～42m不等。

施工中，5#樓與6#樓施工隊(duì)伍技術(shù)水平一般，同時(shí)缺乏管理，清孔作業(yè)十分粗糙，孔口和鋼筋籠之間未能固定，樁基頂部混凝土未振實(shí)，更重要的是沒(méi)有對(duì)巖溶這一復(fù)雜條件進(jìn)行充分考慮，成孔施工中直接照搬常規(guī)方法，導(dǎo)致卡鉆與掉鉆等問(wèn)題頻頻發(fā)生。9#樓施工隊(duì)伍素質(zhì)良好且經(jīng)驗(yàn)豐富，對(duì)巖溶這一復(fù)雜情況也進(jìn)行了充分考慮，嚴(yán)格按照上述要點(diǎn)進(jìn)行施工，所有環(huán)節(jié)都投以嚴(yán)肅對(duì)待，很好的保證了施工質(zhì)量[3]。

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)基樁質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行綜合比對(duì)。對(duì)于樁身完整性，采用鉆芯法+聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)，聲波透射法檢測(cè)分析結(jié)果見(jiàn)表1。鉆芯法檢測(cè)分析結(jié)果為：5#樓檢測(cè)數(shù)目為14根，I～I(xiàn)V類樁數(shù)量分別為2根、5根、7根和0根；6#樓檢測(cè)數(shù)目為11根，I～I(xiàn)V類樁數(shù)量分別為3根、4根、4根和0根；9#樓檢測(cè)數(shù)目為13根，I～I(xiàn)V類樁數(shù)量分別為6根、7根、0根和0根。

表1 聲波透射法檢測(cè)分析結(jié)果

由表1可知，5#、6#樓的樁身完整性為III類的數(shù)量都比9#樓多，且I類的數(shù)量也比9#樓少，說(shuō)明在復(fù)雜地質(zhì)情況下，運(yùn)用改進(jìn)以后的工藝，能很好的保證質(zhì)量。

由鉆芯法檢測(cè)分析結(jié)果可知，5#、6#樓的樁身完整性為III類的數(shù)量也比9#樓多，9#樓III類樁為0，進(jìn)一步說(shuō)明，在復(fù)雜地質(zhì)情況下，運(yùn)用改進(jìn)以后的工藝，能很好的保證質(zhì)量。

因5#、6#樓施工中未對(duì)工藝進(jìn)行有效控制，所以鉆芯結(jié)果存在缺陷；但9#樓嚴(yán)格控制工藝，鉆芯結(jié)果基本沒(méi)有缺陷。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因?yàn)椋海?） 未對(duì)巖溶地質(zhì)進(jìn)行充分考慮，直接采用常規(guī)方法進(jìn)行施工；（2） 技術(shù)人員專業(yè)資質(zhì)不到位，質(zhì)量意識(shí)不足，施工管理松懈，質(zhì)量把控不嚴(yán)[4]。

3.2 提高巖溶發(fā)育區(qū)旋挖樁施工質(zhì)量的有效措施

（1） 為避免孔壁坍塌，增加護(hù)筒埋設(shè)深度，并使用質(zhì)量合格的穩(wěn)定液；

（2） 切實(shí)做好清孔，并按要求安裝聲測(cè)管及鋼筋籠，同時(shí)嚴(yán)格進(jìn)行灌注施工；

（3） 清孔以后使用測(cè)繩對(duì)孔深進(jìn)行復(fù)測(cè)，防止在提鉆的過(guò)程對(duì)孔壁造成刮碰；

（4） 為避免鋼筋籠出現(xiàn)上浮，必須對(duì)孔口和鋼筋籠進(jìn)行有效固定；

（5） 為避免產(chǎn)生斷樁等事故，灌注施工必須連續(xù)進(jìn)行；

（6） 因有溶洞存在，尤其是鉆至半邊巖的情況時(shí)，易出現(xiàn)卡鉆等問(wèn)題，若深度較大，則很難取鉆，此時(shí)必須放慢鉆進(jìn)速度，使主動(dòng)鉆桿時(shí)刻保持垂直[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析提出對(duì)成樁質(zhì)量有利的措施方法，為巖溶發(fā)育區(qū)旋挖施工提供可靠參考，從而保證質(zhì)量，避免事故發(fā)生，并縮減成本，發(fā)揮最大化效益。

[1] 李進(jìn).旋挖灌注樁施工工藝探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2016（18）：173-174.

[2] 王瓅瑋，葛成成.軟弱夾層地質(zhì)鋼套管輔助旋挖灌注樁施工工藝[J].城市住宅，2016，23（11）：112-113.

[3] 陶成江，李文占.大直徑泥漿護(hù)壁旋挖灌注樁分級(jí)鉆進(jìn)施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2016，43（9）：58-60.

[4] 楊書(shū)偉.旋挖灌注樁基礎(chǔ)在工程施工中的應(yīng)用[J].山西建筑，2015，41（16）：48-49.

[5] 劉秀蘭.旋挖灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制[J].中華民居（下旬刊），2014（7）：304-305.