復雜地質條件下樁基施工技術要點探析

劉用俊 （福建省東辰建設工程集團有限公司，福建 福州 350000）

0 前言

近年來，我國的建筑工程獲得了巨大發展，為了不斷完善我國的基礎設施建設，我國仍將加大各地區的基礎設施建設，如果遇到建設地區地質條件復雜的情況，對樁基的施工要求更高，通過對地質條件的具體分析，采用沖孔灌注樁在巖溶地區具有良好的效果。隨著各種機械設備和新技術的使用，使得復雜地質條件下樁基施工工藝越來越多樣化，極大地促進我國的工程建設的發展。

2 沖孔樁施工要點分析

2.1 工程概況

某工程建筑地下2層，地上18層，建筑總面積28732m2。并且通過地質勘察，發現施工場地內有活動性斷裂構造，溶洞發育成熟，且相互連通，在很大的范圍內都有分布。溶洞頂面有著9m～14m厚的砂層，而頂板巖層相對薄一些，厚度約為0.2m～1.1m，溶洞在地下深度不一，有深有淺，一般都在1m～4m左右。

該施工場地底層屬于第四系覆蓋層，基本上都是雜填土、粉質粘土、砂層等，下伏基巖屬于三疊系沉積巖。該地層分布著較多的裂隙層和溶洞，而且大部分是在微風化灰巖下產生的溶洞發育。溶洞又可分為2種：一是全充填溶洞，其中的充填物主要是粘性土，并且是流塑狀的，還含有粉性粘土；二是半充填溶洞，流塑狀的粘性土填充下部，上面是積水。施工場地的地下水屬于第四系空隙承壓水。基巖中局部地區存在裂隙、有巖溶發育，含有豐富的水。經分析，該工程樁基施工采用沖孔樁基施工技術。

2.2 施工流程

2.2.1 前期準備工作

根據施工場地的具體地質情況，進行施工組織的設計，確定所要采用的施工方法和施工工序，同時以實際情況為依據確定樁基施工所要的機械設備、材料等。制定施工進度計劃，并進行施工平面圖的繪制。

2.3 進行注漿施工

2.3.1 樁基施工工藝

該施工場地中的溶洞發育的方向是南北朝向，以使向此方向進行施工遇到的溶洞是一個溶洞的概率能夠增加，并且能夠對溶洞的分布情況以及內部充填物的情況進行充分的探明，并基于地質資料的分析結果，說明地質環境內有溶洞存在。針對此環境實例工程依照溶洞的大小與填充狀態，決定采用96#樁基進行施工，但在樁基的混凝土灌注當中，出現了多次的漏漿現象，從而導致注漿孔的質量不足，因此該工程采用了灌砂注漿。此方法主要混合料采用32.5rR水泥、黏土、片石來對溶洞進行處理，在沖孔作業當中，其孔周邊2m出現了塌孔現象，導致沖孔樁基被土質掩埋，此時該工程在確保安全的前提下，在孔口以下10m處安裝了10mm厚度的鋼護筒，并在在護筒下沉的同時，向溶洞內部進行灌砂注漿。具體工藝為：采用干凈的中粗砂灌入溶洞之內，形成4.5m的砂堆，之后將注漿管插入砂堆內部，進而壓入定量的32.5R水泥漿、水玻璃，壓漿完畢之后將注漿管洗凈，之后在初步灌漿凝固之后，再次進行灌砂注漿，再后則不斷反復此項作業，直至將溶洞內部空間灌滿，使溶洞內充滿砂漿。

之后針對灌漿后的地質環境進行勘察發現，其孔深可達62.90m，混凝土的灌注量為137m3，此處相比與理論混凝土量78.3m3有較大的超出，其原因在于因為地下溶洞存在較高的巖溶性，其整體物理力學性能不穩定，所以在灌注時會帶來一定的壓力，導致溶洞地質環境發生變形，因此在混凝土灌注的重量影響下，溶洞的空間發生的擴展，使得混凝土灌注量加大，從而產生了與實際不符的灌注量差異。

2.3.2 沖擊成孔的控制

在開孔過程中，采用低錘密擊的方式進行，對造壁進行多次反復的沖擊，以使護筒能夠保持穩定性；使用循環泥漿泵系統，以確保泥漿的持續供給，從而保證漿液面穩定；當沖孔達到基巖層時，改用低錘密擊的方式沖孔，防止出現偏斜。若入巖發生歪斜，必須及時將片石進行回填，回填高度為超出偏孔0.3～0.5m為宜，以此進行糾偏，完成糾偏后在進行正常沖孔[1]；對松繩長度進行準確的控制，防止打空錘。最好不使用高沖程，防止對孔壁造成影響而導致坍塌或卡錘等情況的發生；在鉆孔時，要隨時對垂直度進行檢查，一般每鉆進2m就檢查一次，采用樁位拉十字控制線的方式進行檢查；與此同時，對于吊錘鋼絲繩的擺動的觀測需要從2個不同的方向進行；成孔過程中比較容易出現偏斜的地方，應當對低錘密擊的方式進行使用，以確保孔形端正；如果出現彎孔、斜孔或者梅花孔，應當立即停止沖擊，并進行修正，如果發生孔塌，應當停止沖擊，并進行相應的處理；樁端進入持力層，并且深度超過1.5m，鉆孔完成后，對孔深的測量采用測繩下掛重鐵砣的方式進行，測量沒有誤差再清孔。

圖1 沖孔樁基的施工

2.3.3 混凝土的灌注施工

根據溶洞的分布特點和實際情況，灌注混凝土時按照由下往上的順序，逐層進行提管灌注，換句話說，就是先對最底層的溶洞進行灌注，完成后再將灌注管提升到上一層溶洞進行混凝土的灌注，以此類推，直到頂層溶洞混凝土灌注完畢。為了避免灌漿的過程中管道受壓出現反彈的情況發生，應當對灌注管采用推土機進行施壓，以確保在混凝土的灌注過程中灌注管不會出現抬升，從而防止因灌注管反彈而導致堵孔情況[2]。我們使用的灌注材料為C20碎石混凝土，并添加速凝劑，以確保溶洞內漿體的凝固時間能夠縮短，如果溶洞內的漿體流失，但不會造成細石被沖走，也可以實現溶洞填充的目的。在進行混凝土的灌注施工時，混凝土來料的確定要以泵送壓力的變化為依據，按照我們的施工經驗來看，如果輸送泵泵送壓力值增加到30MPa左右時，就意味著溶洞已經填充滿了，然后混凝土的灌注施工就完成了。

2.4 樁基承載力檢測

參考《建筑樁基檢測技術規范》（JGJ106-2003），對樁基進行靜載入抗壓試驗，試驗荷載的加強方式為慢速維持荷載法。具體試驗流程為：對樁基分級施加荷載，采用逐級等量加載，即分級荷載為最大加載量等于預估極限承載力的10%，其中1級為分級荷載的2倍。而在卸載分級方面，其每級的卸載量為加載時分級荷載的2倍，以此為基準逐級等量卸載。

通過此檢測方法，可以有效的了解樁基在最大荷載作用下的極限承載狀態，如此說明了32.5rR水泥、黏土、片石的灌漿法具有較高的可靠性。

3 結語

終上所述，在一些復雜的地質條件下，因地制宜的采用沖孔樁基施工是一種切實可行的方法。由于這種樁基形式無論是樁孔還是樁身都埋設于地下，因此其施工過程及其質量的保證都存在更大的困難。在具體施工過程中，應當全面把握沖孔樁基施工技術要點，對重要環節加強控制，切實保障施工質量。