超前鉆在巖溶場地樁基工程中的應用

李玉才

（湖北地礦建設勘察有限公司　430072）

1　前言

高層、超高層建筑多采用鉆（沖）孔灌注樁基礎，以中～微風化巖石作樁端持力層。樁基施工過程常遇到溶洞、破碎帶、孤石、軟硬互層等不良地基。

巖溶（又稱喀斯特）是可溶性巖石在水的溶蝕作用下，產生的各種地質作用、形態和現象的總稱。可溶性巖石包括碳酸鹽類巖石（石灰巖、白云巖等）、硫酸鹽類巖石（石膏、芒硝等）和鹵素類巖石（鹽巖等）。在我國碳酸鹽類巖石的分布范圍占有絕對優勢。

巖溶發育的條件：①具有可溶性的巖層；②具有可溶解能力（含CO2）和足夠流量的水；③具有地表水下滲、地下水流動的途徑。

我國巖溶分布廣，基巖面起伏大，工程地質條件復雜多變。利用超前鉆摸清樁基的地質條件、確定樁底標高、對保證樁基施工質量、工程進度、節約投資有重要指導意義。

2　項目概況

2.1　建筑概況

武漢楊泗港新港長江城J地塊項目位于武漢市漢陽區，四至范圍東側為晴川大道，南側為兩湖路，西側為鸚鵡大道，北側為規劃道路（建港路南約120m），規劃凈用地地面積約41200m2。建筑業態包含高層住宅（2棟33層）/超高層住宅（3棟54層、2棟44層）、公租房（1棟46層超高層）、幼兒園、社區服務站、商業、地下室及人防地下室等。

2.2　地形地貌及地層巖性

建筑場地位于長江左岸，距離長江大堤最近距離約320m，地貌單元屬長江Ⅰ級階地。據詳勘資料顯示可溶巖見洞隙率13.9%（中等發育），基巖埋深33～52m。場地覆蓋層由雜填土、粉質黏土、粉砂、細砂、中粗砂夾卵礫石、礫砂、黏土及黏土夾碎石層組成，基巖為三疊系大冶組（T2dy）泥灰巖、灰巖、局部地層含紅砂巖。

3　超前鉆目的與要求

3.1　超前鉆目的

充分利用詳細勘察報告（場區溶洞洞隙的分布、形態和發展規律；巖面起伏、形態和覆蓋層厚度；地下水賦存條件、水位變化和運動規律；）查明埋藏的河道、溝浜、防空洞、軟弱夾層、孤石等對工程不利的埋藏物。準確揭示樁端持力層基巖的標高；確定樁端以下持力層深度范圍內基巖為中～微風化完整基巖，是否存在巖溶、破碎帶、軟弱夾層等不良地質條件，為樁基施工提供地質依據。

3.2　終孔深度確定

《高層建筑巖土工程勘察規程》（JCJ72-2004）中：4.2.3對于端承樁，勘探孔的深度硬符合下列規定：4對于巖溶、斷層破碎帶地區，勘探孔應穿過溶洞、或斷層破碎帶進入穩定地層，進入深度應滿足3d，并不小于5m。

《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009）中：4.9.4嵌巖樁應鉆入嵌巖面下3～5d，并穿過溶洞、破碎帶、到達穩定地層。

本地塊工程灌注樁（嵌巖樁）以中風化泥灰巖或中風化灰巖為樁端持力層，經各方共同技術論證，終孔標準如下：鉆孔進入樁端下完整巖石的深度不小于5m，且需滿足樁基施工圖設計要求。

3.3　技術要求

3.3.1鉆孔孔徑的確定

開孔孔徑110mm，終孔孔徑不應小于75mm。

3.3.2孔深、孔斜誤差及分層精度要求

①孔深校正情況：主要地層界限、軟弱夾層、涌水處、漏漿處、變徑處、下管前和終孔時。孔深誤差不得大于1‰，超過誤差范圍要重新丈量孔深并及時修正報表。②孔斜誤差要求：頂角彎曲度不大于2°/100m。③鉆進深度量測精度，不應低于±5cm。

3.3.3取心要求

嚴禁超管鉆進。重點取芯地段（如溶洞、破碎帶、軟弱夾層等）應限制回次進尺（每回次進尺不大于0.5m），盡量采用提高巖心采取率的鉆進及取樣工藝。

4　超前鉆施工

4.1　施工流程

圖1　

4.1.1鉆孔測量定位

巖溶場區施工勘察工作量應根據巖溶地基設計和施工要求布置。對大直徑嵌巖樁，勘探點應逐樁布置。依據設計院提供的樁位中心X、Y測量坐標實地放孔，測量原始孔口標高。做好孔位標識及保護工作。

4.1.2鉆機就位

本場區超前鉆施工的主要鉆機型號為XY-100型（輪式、三腳塔式、履帶式）。局部起伏的地形或低洼的場地應根據施工安全性及操作性加以平整，便于鉆進。各型鉆機根據施工組織安排及機械工作特性到指定孔位準備施工。

4.1.3鉆進

按鉆進施工標準開孔、控制回次進尺鉆進（重點層位需取樣）、溶洞區需卡準溶洞頂板及底板深度、達到終孔要求的基巖深度。

4.1.4檢驗、終孔

鉆至持力層下完整中風化基巖5m即可通知監理單位檢驗并見證終孔。

4.1.5移至下一孔

按堤防封孔要求完成鉆孔封堵后，清理場地后可將鉆機移至下一孔位施工。

4.2　鉆孔質量控制

（1）泥漿制備宜選擇高塑性粘性土或膨潤土，泥漿具有護壁、出渣、冷卻的作用。砂層和巖溶中鉆進時，要加大泥漿比重，一般不宜小于1.5，以加強對孔壁的支護效果，消除或降低漏漿。

（2）溶洞孔在驗收終孔后需及時下導管注漿處理，按壓漿技術要求、控制注漿壓力及注漿量完成洞隙的封堵，便于樁基施工。

（3）長江、漢漢干堤及重要支堤工程留用地和安全保護區一般為距堤內平臺腳500m。本項目超前鉆施工區域需按要求做好封孔工作，確保防洪安全。“鉆一孔封一孔”，不得留下隱患。按照“以砂還砂，以土還土”的原則確定，即砂層孔段采用粗砂封孔，土層孔段采用風干粘土泥球封孔。如土層中夾砂層，夾砂層也應回填風干粘土泥球。

5　結語

樁基施工中，超前鉆是不可缺的勘探手段。對確定樁型、樁端持力層位置的及工程地質條件、成孔工藝和確保工程質量等方面起著重要指導作用。