淺談溶洞地區鉆孔灌注樁的施工方法及質量控制

馮聰（廣州建筑股份有限公司 廣東 廣州 510000）

關鍵字：溶洞地區；鉆孔灌注樁；施工方法

0 引言

巖溶地貌是我國的一種重要的地貌形態，其具有復雜的地質水文構造，石林、石筍、鐘乳石、溶洞、暗河、懸泉、瀑布和隱藏于地層中的溶洞、溶槽、石芽、溶穴等的地貌景觀和地質構造比較奇特。這樣在建設需要架設橋梁跨越溝谷的鉆孔灌注樁時就存在很大難度。

某項目規劃總用地94 301m2，總建筑面積335 988m2，地上建筑面積248 589.6m2，住宅建筑面積210 500m2，高83.9m，地下建筑面積86 352m2，公共綠地面積19 151m2，最高人防等級為核6（常6）級，位于廣州白云區（溶洞地區）。主要包含24棟住宅樓，2棟商業建筑，公建配套設施，1層地下室。樁基設計等級為甲級，工程±0.000為室內設計標高，相當于廣州城建高程標高14.200m。

項目采用沖孔灌注樁成孔，樁徑D為0.8m，1.0m，1.2m，1.5m共4種，混凝土強度等級為C30。樁凈長為H為12~45m，樁端支承微風化巖單軸抗壓強度fr≥30，設計建議混凝土完成面比樁頂設計標高高出800mm。本工程沖孔樁為摩擦端程樁，施工必須保證設計樁長及樁端進入持力層的深度。

1 溶洞地區鉆孔灌注樁施工前的準備工作

1.1 平整場地

閉合導線網設置時要與市政高級控制點閉合，滿足其精度要求，樁位點放樣的基準點就是導線點。在埋設護筒時會破壞樁位點，所以確定樁位點后要再放保護樁，滿足樁位點的偏差要求。在施工現場的施工段內設置專門的泥漿注漿池，對合格泥漿進行專門的調配和貯存。在本項目中，就運用了泥漿槽引流到各個施工面的方法，通過泥漿槽將每個施工段的泥漿池連接起來，樁孔終孔后，在施工泥漿池抽合格泥漿，將樁孔內較濃的泥漿置換出來，盡快滿足泥漿指標的規范要求[1]。在護筒埋設時，夯實四周，保證頂端在地面200cm以上，與樁徑相比，護筒直徑高20cm，中心線平面偏差不超過5cm。埋設護筒可以用人工或機械的方法進行，對地下障礙物進行探明。架設機架時要保持平直，機座不能軟硬不均，防止鉆孔過程中出現機架移位和不均勻沉陷的現象。而且制成的泥漿槽高為20cm，寬為30cm，長度在15m以上，泥漿流速在10cm/s以上。排水溝及集水井需要設置在基坑內，通過碎石疏水溝與集水井收集，基坑面設置的沉淀池抽水時要通過水泵進行，沉淀后由市政管網排出。

1.2 清孔

如果端承型樁的孔深在30m以上，清孔就需要通過反循環工藝進行。在鉆孔到設計深度后，現場監理工程師決定施工單位提出的終孔要求，驗收時要根據其孔徑、孔偏斜度、孔深進行。清孔時運用的是原漿換漿法，保證泥漿指標比重在1.2~1.4之間，含砂量不超過8%，孔底沉渣在5cm以下，通常要用抽沙筒打掉孔內泥砂，再進行換漿。清孔后，鉆孔內泥漿面在地下水位的1.5~2.0m以上，這樣不容易出現塌孔。在清孔結束后，監理工程師進行孔深驗收，檢查其泥漿和沉渣厚度。在監理工程師同意下進行隱蔽、灌注混凝土等下道工序。

圖1 溶洞地質

1.3 安裝鋼筋籠

在場地內需要設置鋼筋加工場，要優先焊接縱向鋼筋的接長，d≤22mm的鋼筋可以運用搭接的方法，保證搭接區段長度在200mm以上。通常設置抗拔樁縱筋，減少鋼筋的接頭，運用焊接或機械連接縱筋接長。鋼筋籠外側施工時鋼筋進場必須有合格證，抽樣檢查每批材料和每種規格，保證其合格后使用。在制作鋼筋籠制作時要根據設計圖和規范要求嚴格執行，通過焊接方法進行個別連接點用綁孔。空心穿孔混凝土預制圓柱體可以作為鋼筋籠外側的定位鋼筋，或在主筋上直接用鋼筋彎曲成型焊接，滿足主鋼筋保護層厚度的要求。同時要焊牢鋼筋籠的加強箍，防止安裝鋼筋籠時出現變形。在地面分段制作樁身鋼筋籠時，保證每段鋼筋籠加工長度在10m以下，分段吊裝焊接運用25t汽車吊進行。汽車吊裝鋼筋籠使用，運用25t汽車吊，起重臂為主臂39.2m、副臂7.5m。其就位后在地面固定，因為深度大，籠體變形后就可以在鋼筋籠頂加長鋼筋。在鋼筋籠就位后，在護筒頂的枕木上吊掛筋支承，不能在護筒上直接放置。

1.4 二次清孔

清孔換漿時，需要將導管底端下到孔底，通過上下輕緩活動導管來提高清孔的換漿效果。二次清孔要與樁徑和樁深結合起來，運用正循環、反循環等方式進行，如果端承型樁孔深在30m以上，就可以運用反循環工藝進行。反循環清孔換漿運用砂石泵、射流泵，而正循環清孔換漿運用4PNL單泵或3PNL和4PNL雙泵并聯、4PNL雙泵并聯。在進行二次清孔時，泥漿要逐步稀釋，保證泥漿粘度達到22~25s、比重在1.25以下，含砂率小于8%。樁徑、樁深、原泥漿性能和孔底沉渣等因素決定著二次清孔替漿的時間。在二次清孔替漿結束后，保證孔底沉渣厚度滿足設計或規范要求，30min內使得灌注水下混凝土到達樁底。

1.5 灌注水下混凝土

根據現行的規范和規程處理水下混凝土的用料和配合比，如果工程運用的是混凝土攪拌車自卸，灌注水下混凝土就要運用導管，并根據混凝土的初凝時間控制每根樁的澆注時間，記錄澆筑過程中的一切故障[2]。在施工時，混凝土的灌注量要與樁頂的設計標高結合起來，在鑿除樁頂浮漿層后可以保證混凝土的質量，有效減少浪費，與樁頂的設計標高相比，灌注混凝土完成面標高要高800mm。

2 溶洞地區鉆孔灌注樁施工的質量保證措施

2.1 成孔保證措施

旋挖樁成孔灌注樁施工中樁位偏差過大、樁孔傾斜超標、孔底沉渣超厚、埋管、鋼筋保護層不足、樁體混凝土離析、斷樁及露筋等問題比較多，施工各個環節都要進行嚴格控制。對于樁位偏差、測量放線誤差、護筒埋設偏差、鉆機對位偏差及鋼筋籠下放定位對中時的偏差都要進行嚴格控制。開孔時要低錘密擊，對于淤泥、細砂等軟弱土層的表土，造壁可以加粘土塊夾小片石進行反復沖擊，保持孔內泥漿面的穩定。

2.2 沖孔灌注樁施工保證措施

安裝鉆機時轉盤、底座要保持水平，使得滑輪軸、護筒中心、樁位三者在一條垂直線上。一旦發生偏斜就要移開鉆機，對鉆孔壁情況進行檢查，并對施工范圍內的地基進行加固或加大鉆機的支撐面積，重新安裝鉆機恢復施工[3]。對于不均勻地層、斜狀巖層或孤石，因地質構造引起的就要分析其巖層的走向，運用適當的回填材料將鉆孔回填到確定的高程處，恢復施工后運用重大的鉆機，保證施工時低速鉆進。對于偏斜較小的情況，要確定其偏斜位置，掃孔需要在偏斜位處吊處吊住鉆頭上下反復，削去硬土。一旦偏斜嚴重，在偏斜處0.5m以上就要用回填粘土、片石等組合材料，在沉積密實后繼續鉆進，在該位置以上1m左右用砂礫石和片石等回填，待沉積密實后重新沖鉆。

3 結語

在溶洞地區進行沖孔樁施工經常會遇到坍塌問題，特別是地下溶洞串聯一起的，不但會存在安全隱患，且容易出現混凝土超灌現象。為了更高效成孔率，部分灌注樁采用鋼護筒措施成孔，部分溶洞多的部位進行預處理來保證工程樁質量和施工安全。溶洞地區的鉆孔灌注樁施工過程比較復雜，所以施工前要做好施工準備工作，準確了解其地質資料，選擇合適的鉆孔機具和施工方法，做好施工中的質量保證措施，這樣才能保證其施工質量，提高施工過程的安全性和穩定性。