復雜巖溶地區商業綜合體建筑灌注樁施工技術

謝 汨

（廈門翔安機場投資建設有限公司，福建 廈門 361006）

1 工程概況

該項目地處龍巖市行政及商業中心，主要由五星級酒店塔樓和5A級辦公塔樓及兩塔樓之間裙樓商場組成。占地面積約3.79萬m2，總建筑面積20.8萬m2。其中酒店塔樓建筑高度約180m，地上40層；辦公塔樓建筑高度約為155m，地上35層；商業裙房地上4層，建筑高度約24m；均為2層地下室。辦公塔樓為混凝土框架—核心筒結構，酒店塔樓為型鋼混凝土框架—核心筒結構，商業裙樓為框架結構。該工程采用沖鉆孔灌注樁基礎，設計工程樁 713根，樁徑根據不同受力條件分別設計為0.8m、1.0m、1.2m、1.4m；支護樁288根，樁徑1.2m。為了進一步查明溶洞、土洞分布及持力層深度，施工勘察按工程樁樁位一樁一孔，勘察深度為溶洞下巖層大于5m或3倍樁徑。

2 工程地質

2.1 地形地貌

建設場地位于龍巖市龍巖大道東側，登高西路以南，西陂路以北，為原西陂村拆遷地，地勢較為平坦。場地屬于沖洪積（龍津河Ⅰ級階地）地貌單元，龍巖盆地區域性構造均為三疊系晚期地質活動形成，距今時間較長，已經穩定不再活動，為地質構造穩定地塊。

2.2 巖土工程性質

施工場地內地下基土按其成因和巖性自上而下依次細分為：①雜填土，沖洪積②粉質粘土③含礫粉質粘土（部分鉆孔有分部）④卵石（層厚0.1～9.5m），夾層⑤粉質粘土（部分鉆孔有分部）⑥含卵石粉質粘土（揭示厚度為 0.90～23.30m），沖積⑦粉質粘土⑧含角礫粉質粘土⑨土洞⑩中風化破碎石灰巖?溶洞?中風化石灰巖（樁端持力層）。

2.3 溶巖分布情況

該場地屬于巖溶、土洞發育區域，以埋藏型和淺覆蓋型為主，部分深埋藏型。地質勘察共揭露土洞77個，其中頂板距離基坑底板一般＜20m，屬易塌陷土洞，少量土洞位處基坑底板以下20-30m，屬潛在塌陷土洞。已被揭露的溶洞共718個，其中42%的溶洞呈串珠狀分布，多為全充填，最大洞高18.98m.由于溶洞、土洞發育的不確定性較大，同時不排除在孔與孔之間存在土洞、溶洞的可能性。

3 樁基施工

根據場地巖土工程性質及周邊工程實施情況，工程樁采用沖孔樁機（廣東沖）實施；圍護樁考慮樁長較短，采用旋挖樁機實施。樁基施工至土洞、溶洞部位時可能產生漏漿、塌孔、卡錘等現象，施工前應仔細核對地質勘察關于地質剖面的圖示，初步判斷溶洞或土洞類型，準備相應處理措施。

3.1 施工過程處理

樁基施工過程中如遇土洞和溶洞,根據土洞和溶洞的深淺、高度、有無填充物、填充物的密度、單層還是多層或串珠狀溶洞等，可以分為以下三種情況（圖2）：

(1)對于高度< 2m的全填充溶洞和高度< 1m的全填充土洞，當施工至溶洞和土洞時樁孔內不漏漿或泥漿液面降低后趨于穩定，施工時可以不考慮溶洞和土洞的存在，按正常的地質情況施工，成孔過程中應及時補充樁孔內損失泥漿，灌注時適當加大混凝土的充盈系數（大于 1.2）。實際本工程灌注樁混凝土平均充盈系數為1.47。

(2)樁基成孔過程出現漏漿，一般先用回填法[4]處理：及時回填粘土、毛石（片石） 等材料沖打造壁，并迅速補充孔內泥漿，避免泥漿高度持續下降，然后調高泥漿濃重錘輕打沖孔；如繼續漏漿則重復回填、沖打直至順利成孔。

若地勘資料顯示有洞高 H<3m半充填或空溶洞，且施工中出現嚴重漏漿、輕微塌孔時，可采用按袋裝水泥、粘土、毛石的順序，以（0.75t∶3 m3：1m3）的比例進行回填，然后用0.5～0.8 m小沖程不循環泥漿干打幾分鐘，使回填物充分密實，再補充泥漿到正常高度，等水泥初凝后再使用小沖程繼續沖打。實際回填材料比例可根據現場情況調整。

如此反復多次回填水泥、粘土和毛石，反復沖擊直至不再漏漿為止。在本工程樁施工過程中約回填水泥678t，粘土20248 m3，毛石2112 m3。

(3)當上述方法仍無法形成正常的泥漿（石）護壁時，或地勘資料顯示淺層有較大溶洞和土洞（高度H≥3m）時，洞內無填充物或有半流塑填充物，漏漿嚴重，可采用鋼護筒跳進法施工。通過邊沖孔，邊接長（每次接長 4～6m）、下沉鋼護筒的方式以穿越易塌孔地層。為避免樁錘刮碰護筒引起護筒偏斜，導致樁身偏斜，鋼護筒內直徑一般比樁徑大 200mm。考慮成樁效率、成本因素，該方法比較適合處理覆蓋層厚度<20m的較大土、溶洞。對鋼護筒下的較小土、溶洞，同樣可在樁基沖孔過程中采用回填法處理。

裙樓淺層存在較厚③卵石層，亦可采用較長鋼護筒以避免施工震動造成塌孔。工程樁施工耗用10mm壁厚Φ1420鋼護筒（1.2m樁徑）838m，Φ1620鋼護筒（1.4m樁徑）223m等，共增補造價約267萬元。

3.2 施工前預處理

當地勘資料顯示有空土洞或、串珠狀溶洞（當洞高H滿足0.5

考慮施工便利，鉆機引孔直徑為110mm，每個孔位采用1.5m間距梅花型布置，若溶、土洞較大應在周邊擴大處理范圍。深度必須到巖面下3.5m。為保證注漿效果采用二次注漿工藝，一次注漿管需伸到孔底，二次注漿管伸出洞頂1.5m，土、溶洞高度范圍采用臨時封堵花管避免下管時堵管。下管完畢后孔內采用中粗砂回填，并在孔口往下一米內采用水泥砂漿封孔密實。注漿混合料重量配比為PC.32.5R復合硅酸鹽水泥：二級粉煤灰：重鈣粉=1:2:2；水灰比等級為1:1和0.8:1二個等級，按先低后高實施。注漿前漿液須攪拌均勻，注漿時先采用較大壓力（一般取3.0Mpa）沖破花管的臨時封堵，然后將注漿壓力穩定在0.5～2.0 MPa之間。一次及二次注漿管延續持荷壓力為2.0Mpa且灌注時間不少于20min，即結束該孔注漿。

根據地勘資料在場地南側DE段支護樁之間連續分布溶洞、土洞，埋深在14.5m至31.8m不等；由于該段施工孔深達18.3m，如不提前處理將危及南側高壓變壓器和西陂路路基。在該段支護樁試打過程中，亦出現較大面積塌孔。沿該段支護樁列式布置27個注漿孔位，中心間距10m，總共布置注漿孔27×5=135個。注漿水泥用量為1682t，粉煤灰3364t，重鈣粉3364t。注漿實施時應對周邊情況及時巡查，該段注漿時就發生漿液滲漏至南側沿路電纜管溝內，因及時發現處理而避免加大損失。

3.3 裙樁施工處理

辦公、酒店塔樓樁筏位置樁基密集區域，由于工程樁間凈間距僅2.1m，而其下部存在較厚的③卵石層或④含卵石粉質粘土層，樁基施工雖然采用了跳打等措施，施工震動仍然易導致卵石層塌孔。考慮采用水灰比1:1純水泥漿注漿固結③卵石層或④含卵石粉質粘土層，再進行樁基施工，成樁效率顯著提升。

4 結語

溶巖地區灌注樁基施，遠比普通地質條件下復雜、多變，工文中各種溶巖處理方式綜合運用取得良好的效果，樁基施工完成后經檢測皆達到優良標準。工程實踐表明：

(1)對于溶巖地貌樁基施工，根據地勘報告提前做好應對措施，各種處理措施綜合運用能有效減緩土、溶洞等不良地質影響，提高成樁速度，加強施工安全。

(2）超高層建筑樁基施工，由于群樁樁基密集，根據地勘報告進行提前處理比施工過程中遇到土、溶洞再處理綜合效果更好。