論巖溶地質沖（鉆）孔灌注樁施工質量控制

童曉凌

（福建省中福工程建設監理有限公司，福建 福州 350000)

1 工程概況

某工程為政府安置房，總建筑面積約46265.5m2，地上建筑面積35630.5m2，地下室建筑面積約10635m2。建筑層數：地上26 層，地下二層；建筑總高度：78.1m。人防工程等級為甲類核六級、常六級。建筑等級為一級，結構體系為框剪結構，抗震設防烈度為6 度。

2 巖溶地質對建筑地基的影響

巖溶地質也叫喀斯特地質，是指可溶性巖石在水的溶蝕或侵蝕作用下，使巖石產生溝槽、裂隙、空洞及空洞頂板塌落等地質現象的總稱。巖溶地質區域，在巖石的上覆層由于地下水的徑流，帶走上覆層的微小土顆粒，時常發生土洞。在地基主要受力范圍內，如果存在有溶洞、土洞等特殊地質，在附加荷載或振動作用下，由于溶洞頂板厚薄不均，可能導致地基下沉；巖溶地質區域通常存在土洞、溶洞、石筍等基巖起伏，土洞、溶洞內也存在軟弱土層等。如果建筑物基礎埋置在基巖上部，因其范圍內可能有土洞、溶洞，容易使建筑地基不均勻沉降，甚至產生局部的下陷，直接威脅到建筑的結構安全，為此設計時經常采用沖（鉆）孔灌注樁進行處理。鑒于此類地質的特殊性，在沖（鉆）孔灌注施工中，樁基施工質量控制難度大，施工時需采用相應的措施，才能保證其工程質量。

3 沖（鉆)孔灌注樁施工工藝及關鍵工序質量控制措施

3.1 沖（鉆)孔灌注樁施工工藝流程

放樣→復樣→對樁位→跟蹤樁位→修孔、沖孔→介巖→嵌巖→終孔→一次清孔→下鋼筋籠→二次清孔→澆砼、配合比、塌落度控制→下導管長度控制、埋深→拆管記錄→空孔測定

3.2 成孔施工中出現的問題及處理

3.2.1 漏漿、塌孔現象

造成漏漿、塌孔現象的主要原因有：由于地基地質為巖溶地質，樁孔中有的存在土洞、溶洞，并且可能貫通，所以在成孔過程中如果遇到土洞、溶洞，就會發生泥漿面突然下降，甚至瞬間全部泥漿流失，造成土壁失穩而塌孔。可以用這些方法處理：（1）投入適量的片石及黏土，調高泥漿濃度。（2）如果存在漏漿的現象，就繼續投黏土、片石并摻一定量的水泥。（3）以上兩種處理效果不好時，可投入適量的片石及混凝土。（4）碰到大溶洞或以上方法均無法處理時，采用投入適量的片石、水泥并加適量的水玻璃，并迅速采用小沖程沖擊水泥漿及片石混合物，使泥石混合物擠進溶洞，形成泥石護壁，避免塌孔。繼續采用小沖程沖擊，如此反復操作，一直到不再漏漿為止。

本工程沖（鉆）孔灌注樁成孔過程中共有35 根樁存在不同程度的漏漿、塌孔現象，具體樁號為：1#、7#、19#、26#、31#、40#、43#、49#、59#、65#、72#、75#、77#、86#、87#、95#、97#、99#、103#、106#、111#、118#、123#、127#、131#、135#、141#、147#、151#、155#、161#、168#、170#、177#、181#，通過上面的處理措施，漏漿、塌孔都得到了控制。

3.2.2 沖孔偏斜現象

這種現象是由于巖溶地質巖石的風化程度不同，造成軟硬不均，出現斜巖面情況而造成沖孔偏斜現象。可采用回填與巖石強度相當的片石及黏土混合物至偏孔處上部1m，停滯一段時間后進行重新沖擊。如果不能一次修正斜孔，則需重復上述工序，直至將孔位修正到位為止。

本工程沖（鉆）孔灌注樁成孔過程中共有3 根樁存在沖孔偏斜現象，具體樁號為：11#、53#、68#，通過上面的處理方法使樁孔偏斜情況得到了校正。

3.2.3 埋錘、卡錘及掉錘現象

這種現象主要是以下這些情況造成：（1）由于孔內的斜巖、孤石及部分較大串聯的溶洞，使錘頭掉入溶洞內或被斜巖或孤石卡住而造成卡錘；（2）由于溶洞的不斷發育或受外力的影響造成塌孔，將錘頭埋入孔內；（3）巖石出現懸挑的鷹嘴石，沖孔時發生的卡錘。

采取的處理措施：（1）當遇到溶洞時可采用小沖程沖孔，拉緊錘繩，反復操作，直至穿越溶洞；（2）在鉆孔過程中要隨時注意孔內泥漿液面，孔內一旦漏漿要及時處理，待處理方案確定后方可繼續沖孔，以免塌孔埋錘；（3）如果出現埋錘、卡錘、掉錘的時候要及時處理，并在處理過程中要持續換漿，以免沉淀泥漿過厚掩埋錘頭[1]。本工程沖（鉆）孔灌注樁成孔過程中共存在有2 根埋錘，1 根掉錘，3 根卡錘。

4 混凝土的澆筑

本樁基工程采用強度等級為C40 的混凝土，塌落度為180～220mm，水下混凝土采用導管法施工，用250/300mm 導管底端下放至距孔底約500mm 處。為了確保導管無滲、漏水，使用前需經過通球和壓水試驗，并且在導管接頭連接時須加密封圈并上緊絲扣。

混凝土澆搗前應復查沉渣的厚度，發現沉渣厚度超過規范要求，則需再次進行清孔，直至沉渣厚度符合規范允許范圍。開始灌注混凝土時，導管底端距離孔底的距離控制在30～40mm 范圍內，并儲備好不少于1.0m的混凝土量以保障導管一次埋入混凝土面下，用其混凝土量灌注孔底時產生的強大重量沖擊力排擠底部沉渣，以達到最后清孔的目的。

按成孔的實際情況計算出每根樁的混凝土初澆量（巖溶地質樁孔徑不規則），保證導管在混凝土中埋深1.0～1.30m。

5 控制斷樁的產生

造成斷樁的主要原因有：（1）沖孔過程中雖然泥漿不漏，但溶洞沒有完全封堵、溶洞壁比較薄或泥漿護壁的強度不足，在砼灌注過程中，混凝土比重及壓力比較大，沖破溶洞或孔壁坍塌導致砼面下降而造成斷樁。（2）澆筑混凝土過程中拔管速度過快。

采取的處理措施：（1）根據實際情況，施工過程中投入適量的片石、粘土混合物，必要時加適量的水泥，反復沖打，直至將溶洞封堵完全；（2）砼灌注過程中要時刻注意導管的埋深，嚴禁將導管提離混凝土面，導管埋深控制在2～6m，且不得小于2m。根據實際的地質情況，可適當提高導管的埋置長度，以防止砼面下降太多使導管懸空，造成斷樁；（3）砼灌注完畢后，埋在孔內混凝土的導管要靜置一段時間待混凝土面平穩后緩慢拔管，以免混凝土面下降過大造成斷樁[2-5]。

6 樁基質量驗收

6.1 樁基檢測

根據設計圖紙的要求及樁基檢測規范的規定，建設單位委托了第三方檢測機構對本項目的沖（鉆）孔灌注樁的各項驗收指標進行了檢測。

本項目樁基總數為182 根，樁徑均為φ1000mm，樁身強度等級為C40，樁端持力層為中風化灰巖。實際樁長為21.91～45.75m。建設單位、設計單位、監理單位和施工單位根據有關規定共同研究制定了樁基檢測方案，確定了檢測方法、檢測的數量及檢測的樁號。

6.2 低應變法檢測

樁長≤35m 的樁采用低應變檢測法。根據設計圖紙及規范要求：柱下三樁或三樁以下的承臺抽檢樁數不得少于1 根；不應少于總樁數的30%，且不得少于20 根。本工程實際樁長≤35m 的樁共101 根，檢測總數量為31 根，結合施工過程出現的問題，經討論確定檢測的樁號為：1#、11#、19#、23#、39#、40#、42#、43#、53#、63#、65#、69#、72#、77#、81#、86#、92#、94#、97#、102#、106#、112#、121#、131#、135#、142#、147#、155#、168#、170#、182#。

6.3 聲波透射法檢測

樁長＞35m 的采用聲波透射檢測法。本工程樁長＞35m 的樁共81 根，根據設計圖紙及規范要求：檢測總數量為25 根，結合施工過程出現的問題，經討論確定檢測的樁號為：7#、8#、18#、25#、29#、31#、34#、49#、51#、54#、59#、61#、68#、75#、87#、98#、117#、123#、127#、134#、139#、141#、151#、163#、177#。

根據低應變、聲波透射法檢測報告顯示檢測結果：其中Ⅰ類樁共46根占82.1%；Ⅱ類樁共10 根占17.9%。

6.4 鉆孔取芯法檢測

設計圖紙要求按GB50007-2011 視巖性檢驗樁底下3 倍樁直徑或5m 深度范圍內有無空洞，破碎帶軟弱夾層等不良地質條件，采用鉆孔取芯法檢測，檢測數量不得少于總樁數的10%，且不得少于10 根。結合施工過程出現的問題，經討論研究選擇檢測的樁號為：7#、11#、18#、23#、39#、43#、51#、61#、65#、69#、77#、86#、87#、97#、106#、123#、139#、155#、177#，總數共19 根。

檢測結果：（1）樁身完整性為Ⅰ類樁；（2）樁身砼抗壓強度滿足設計要求（均≥40MP）；（3）樁底沉渣厚度滿足規范要求（最大值為15mm）；（4）樁端持力層巖土性狀符合設計要求（為中風化灰巖）。

6.5 靜載試驗檢測

采用靜載試驗確定單樁豎向抗壓極限承載力，同一條件下的試樁數量，分別不宜少于總樁數的1%，且不少于3 根。結合現場的情況，共同定出檢測的樁號為：9#、50#、112#共3 根。檢測結果顯示，三根樁的單樁豎向抗壓極限承載力均為13000kN，滿足設計要求（最大試驗荷載作用下樁頂累計沉降量最大值是50#樁為28mm，且每級荷載的作用下各級沉降增量無明顯增大的現象，取最大試驗荷載為試驗樁抗壓極限承載力）。

6.6 樁位偏差

基礎土方開挖完成后對182 根樁位進行實測，最大偏差值為82mm，根據施工質量驗收規范規定其偏差值應≤D/6 且不大于100mm，本工程樁位最大偏差值在允許范圍內，符合規范及設計要求。

2018 年8 月5 日，監理單位組織了建設單位、設計單位、勘察單位、施工單位等建設責任主體以及邀請了本項目的質量監督部門共同參與了本項目的樁基子分部工程的驗收，一致認為質量控制資料齊全完整，樁位偏差、樁基檢測數量及結果符合設計及規范要求，樁基子分部工程質量驗收合格。

7 結束語

沖（鉆）孔灌注樁的施工具有其本身的特點，特別是在巖溶地質區域，施工過程時常會發生不可預見和難以控制的情況，作為工程的技術人員，必須認真分析巖溶地質的特性，強化各個工序管理和過程跟蹤，切實控制好施工過程的施工工藝，要求施工單位在施工過程出現質量問題應采取相應控制措施及合理的處理方法，方能保證沖（鉆）孔灌注樁的施工質量。