淺談土溶洞地質條件下旋挖灌注樁和沖孔灌注樁施工技術

（龍巖市利盈房地產開發有限公司，福建 龍巖 364000）

0 引言

近年來，隨著建筑行業的發展，建筑施工企業面臨日益復雜的地質條件，要求施工單位結合實際情況，靈活運用多種樁基礎施工技術。旋挖灌注樁和沖孔灌注樁施工技術具有良好的適應性，在我國沿海及地形地貌復雜地區基礎工程中得到了廣泛的應用與推廣，鑒于此，本文以實際工程為例，深入分析土溶洞地質條件下，旋挖灌注樁和沖孔灌注樁施工技術要點，以期為建筑基礎工程施工提供參考。

1 工程概況

本工程為龍巖市某建筑工程項目。基礎開挖深度為0.8～7.3m，基坑周長為1984m，基坑側壁安全等級為二級、三級。擬建場地北側為在建道路工程，東側和南側均為主要道路，西側為安置小區，交通位置便利。根據工程勘測報告，本場地屬于溶洞場地強發育地段，不良地質作用類型主要為溶洞，場地內溶洞、土洞分布較普遍，場地穩定性較差，給工程樁基礎施工帶來諸多困難。針對該問題，經現場勘察后，施工單位提議，經設計單位、監理單位及業主審核后，確定6#樓采用旋挖灌注樁施工技術、9#樓采用沖孔灌注樁施工技術。樁端持力層為中風化石灰巖，樁端進入中風化石灰巖不少于0.5m，且不少于0.4d；樁徑為800mm 和1000mm，樁身混凝土強度等級為C35。

2 旋挖鉆孔灌注樁施工技術

2.1 施工準備

樁基施工前，應組織施工人員、機具進場，布設測量控制網作為施工控制依據。在施工區域外開挖容量為20m3×2 的泥漿池，以便于灌注樁施工順利開展。同時，應對樁基范圍內的管線、構筑物進行清理或加固，清除場地內雜物、障礙物，確保施工場地平整。在場地清理完成后，使用車載樁機，夯實場地，避免施工過程中發生不均勻沉降問題。

2.2 護筒埋設

本工程中，鋼板卷制護筒厚度10mm，護筒直徑較樁徑大200mm，單節長度為2～4m。護筒埋設前，先在護筒上口邊緣部位開設溢漿口。同時，為便于固定護筒，防止護筒自由移動，在護筒兩側焊接擔鐵，擔鐵采用厚度10mm 鋼板加工制作。挖孔直徑深度依據巖土勘察報告中雜填土深度確定，挖孔進入原狀土深度不小于0.2m，整體挖孔深度不小于1.5m。挖孔后，應對孔底雜填土進行清理。護筒埋設時，按十字架方位調整樁中心點（如圖1所示），使護筒中心與樁孔中心點重疊，偏差控制在20mm 以內，并嚴格檢查護筒垂直度，垂直度偏差控制在1°以內。護筒調整到位并加固后，以黏土分層回填并夯實處理，護筒頂部使用方木圍成護筒固定支架，防止鉆孔過程中護筒移動問題發生。

圖1：十字架法確定樁中心點

2.3 鉆機就位與泥漿拌制

鉆機就位后，將鉆頭緩慢吊放入護筒內，檢查鉆頭垂直度，使鉆頭與孔位中心點重疊。鉆進過程中，經常檢查樁機狀態，如果有傾斜或位移，應及時糾正，確保鉆桿中心與樁位中心處于同一垂線，誤差應控制在10mm 以內。同時，為了縮短拌制時間，確保施工進度，本工程采用膨潤土泥漿、分批拌制方式進行拌制。在攪拌過程中，應視泥漿性能測試結果，適量添加火堿和纖維素以改善泥漿性能。針對特殊巖層的泥漿密度為：砂層1.2～1.3，砂礫層1.3～1.5，結合本地質條件，泥漿制備采用人工造漿方式，按膨潤土率12%、羧甲基纖維素（CMC）1.3%、Na2CO33.8%比例配制泥漿，并加強泥漿性能檢測（如表1所示）。

表1 護壁泥漿指標范圍與測試工具

2.4 鉆機成孔

在成孔施工開始時，遵循輕壓、慢鉆的原則，施工人員應控制泵量，正常狀態下逐漸加大泵轉速和鉆壓力度。當遇到粉質土層時，應使用低檔慢速鉆進，盡量減少鉆頭對粉質土層的攪動，并加強泥漿的密度和水頭，增強鉆孔護壁，防止出現坍孔現象。在成孔作業時，施工人員采用旋挖鉆機鉆進并注入泥漿護壁。在開始鉆進時，先慢速回轉鉆頭至鉆孔內，鉆進到2～3m 后逐步加大鉆速和鉆壓。當成孔到設計高度時，施工人員應停止鉆進，提起鉆頭并慢速回轉，及時清除沉渣。在鉆進結束時，施工人員應慢速提起鉆頭，防止產生浮渣埋鉆、鉆具掉入等問題。成孔作業完成后，施工單位、監理單位、地勘單位、建設單位四方應聯合對成孔質量進行檢查，主要包括孔徑、鉆深、持力層中風化石灰巖符合性及含量、沉渣厚度、垂直度等指標，確保孔徑偏差小于10cm，斜度偏差小于1%，沉渣厚度小于50mm。

2.5 鋼筋籠吊放

鋼筋籠綁扎完成并經驗收合格后，掛牌標記樁號、節號備用。鋼筋籠運輸至相應孔位后，監理單位、建設單位需符合掛牌標記，鋼筋籠吊裝時，施工人員應自上而下每隔2m 距離設置一道保護層墊塊，材料為C30 細石混凝土塊。以兩根φ10mm 圓鋼作為植筋，吊筋上設置兩道吊環，吊環使用φ14mm螺紋鋼筋加工制作，分別設置在吊筋中間、頂端。鋼筋籠起吊點設置在鋼筋籠加強筋處，避免鋼筋籠吊放過程中出現變形、彎曲等問題。鋼筋籠吊放至樁孔內時，對準樁孔輕放、慢放（如圖2所示），遇阻力難以下放時，上下活動鋼筋籠，仍下放困難時停止下放查明原因后處理，嚴禁強行下放鋼筋籠，避免破壞樁孔護壁。為確保鋼筋籠下放到位，避免孔底沉渣過厚影響成樁質量，加強對孔底沉渣檢測，本工程采用泵吸旋挖鉆清孔方法進行清孔，及時吸出孔底沉渣。清孔禁止直接加清水置換，避免泥漿密度降低，引起塌孔現象。清孔后組織監理單位、建設單位驗孔，成孔指標應滿足：泥漿比重應小于1.1；含砂率應小于2%；泥漿粘度應控制在17～20s；清孔后孔底淤泥厚度應小于50mm。

圖2：鋼筋籠吊放

2.6 水下混凝土灌注

在完成上述工作后，組織開展水下混凝土灌注施工。首先，應確復測成孔深度及初次灌注混凝土高度，為沉渣厚度控制、導管埋入深度和樁頂標高提供依據。導管的初次埋設前，應進行導管氣密性、水密性監測，檢測壓力為0.6～1.0MPa。水下混凝土灌注時，導管初次埋設深度控制在2m～6m 范圍內，導管距孔底距離為1.5m。混凝土灌注過程中，導管隨混凝土管樁界面緩慢提升，保持導管至混凝土界面距離為3m。混凝土灌注至設計高度后，穩壓15min，以混凝土無顯著漏漿問題、壓力顯著變化雙控。由于本工程為土溶洞地質，地質存在較多高度不一的溶洞，為確保混凝土砂漿滲透至溶洞中，提高樁基工程整體性，施工過程中結合混凝土灌注界面和壓力變化適當調整灌注時間和壓力。導管提升時，與樁孔軸線保持一致。導管提升過程中如遇法蘭盤卡住鋼筋籠時，可緩慢旋轉導管至樁孔中心，并提升至孔外。導管拆除時，時間控制在15min 以內，避免螺栓、橡膠墊等過程掉入孔內。此外，為確保樁頂質量，在樁頂設計標高以上加灌1m 混凝土，待樁基完成后鑿除多余部分。混凝土灌注完成之后，要及時做好孔洞安全臨邊防護，護筒拔除后及時進行封堵孔洞。

3 沖鉆孔灌注樁施工技術

沖鉆孔灌注樁施工技術與旋挖灌注樁前期工作大致相同，不再贅述，以下主要從沖鉆孔成孔、清孔、二次清孔等方面進行闡述。

3.1 沖鉆孔成孔

在鉆就就位并經輕沖擊的開孔階段后，施工人員即可正常沖鉆孔，提錘高度可增至1.5～2m 以上，泥漿濃度相應降低，大致在1.5 以下。在正常情況下，沖孔進尺每臺班為1～1.5m 左右。在沖鉆孔過程中，遇土溶洞巖層時，應向孔底拋擲直徑20～30cm 的片石，將巖層斜面和高低不平之處嵌補填平，再進行繃緊繩子低錘快打，造成一個較緊密的平臺，承托沖錘，確保孔底均勻受力，防止出現偏孔問題。由于本工程為土溶洞地質，沖鉆孔成孔時應先將巖層打平后方可高錘猛打，適當提高鉆孔速度。鉆孔至巖層后，為降低巖層內鉆進阻力，泥漿濃度調整為1.2。

3.2 孔底清理及排渣

沖鉆孔過程中出現的孔內碎石，一部分與泥漿嵌擠入孔壁空隙，大部分碎石通過掏渣筒排除孔外。在開孔階段，為使石渣盡量擠入孔隙中，達到固定孔壁、封堵孔隙的目的，在沖擊中不掏石渣，待沖擊4～5m 后，作一次掏渣，減少泥漿中石渣含量，提高鉆進速度。在正常沖孔階段，每臺班掏渣一次，掏渣應注意兩點：一是及時向孔內加水，保持孔內水位必須的高度，以免水壓降低而坍孔；二是掏完石渣之后，應即向孔內加添護壁料，恢復泥漿正常濃度。如此循環更換，可以保證沖孔順利進展。至于沖進巖層以后，一般也是每臺班掏渣一次，每次掏出的渣漿5～6 桶。

3.3 清孔器安裝和二次清孔

鋼筋籠下放完畢后，下入灌注導管至孔底10mm 處，將風管從灌注導管內下放至導管底口200mm 處。在孔口附近將風壓管兩節一拼，拼成幾大節。下節接好風壓管，上節安好噴嘴彎頭。然后利用吊架的頂滑輪順序吊放。首先把最下一大節吊入孔內，下至適當位置掛住，隨即將第二大節吊上去與之連結，如此更續吊裝下放，直至全導管安裝完畢。導管要高出地面3～4m，噴嘴要對準出水口，為了防止導管轉動出事故，用兩根圓木將導管夾住，即控制噴水方向，還起壓住導管的作用。風壓清孔時，空壓機與抽水機同時啟動，控制風量、風壓；空壓機的氣壓不小于6～7 公斤,通過高壓空氣的輸送，能夠攪動并帶起孔底泥渣，從而達到清孔的目的。混凝土灌注、升管等工序與旋挖鉆孔灌注樁工藝一致。

4 結語

在土溶洞地質條件下，施工環境復雜，旋挖灌注樁和沖孔灌注樁施工難度加大，給施工質量造成簽字啊的威脅，加大了灌注樁施工安全風險和技術風險。針對該問題，應加強各環節技術管理工作，制定針對性施工措施。在確保施工質量的前提下，提高施工效率。不斷積累土溶洞地質條件下施工技術經驗，保證建筑工程項目施工的順利開展。