復雜地質中巖土工程中樁基施工管理中常見問題及處理措施

◎冉獻智

巖土工程是以巖體力學、工程學、土力學等理論為基礎，對巖體和土體進行重點整治和改造的過程。在巖土工程施工建設的時候需要相關人員在施工之前做好土體開挖、降水防范、維護管理、巖土情況測試等工作，在進行多方面測試分析的基礎上制定出適合的施工方案，旨在能夠更好的提升工程施工質量。樁基施工是巖土工程施工的一個重要組成，通過對樁基施工的有效管理能夠在總體上提高巖土工程的施工質量。

一、復雜地質中巖土工程施工常見地質條件

第一，溶蝕現象嚴重。復雜地質條件下巖土工程施工會出現比較嚴重的滲流問題，伴隨滲流現象的發生，地下水會沿著比較薄弱的灰巖巖層進入到基巖中，在基巖和孔隙水之間頻繁的交換會使得基巖中出現比較多的溶洞，在降雨頻繁的情況下會擴展溶洞的面積，并在外力的作用下出現上覆土層塌落的問題，溶解溝槽的出現會對整個巖土工程的施工帶來難度。第二，地層分布復雜。以巖土工程施工中常見的灰巖地質為切入點，在工程施工中常見的地層就包含了四個類型，其中，第四系沖積層包含比較多的粉質黏土、粉土和砂礫，孔隙潛水量和滲透性較強；殘積層會在風化作用影響下呈現出流塑狀態，在潛水的影響下，巖層會出現溶蝕。第三，地下水豐富。復雜地質巖土工程的地下水分布廣泛，分布在不同巖層中的時候很容易形成孔隙水和裂隙水，滲漏性良好。

二、復雜地質中巖土工程施工影響因素

復雜地質條件對巖土工程施工所產生的影響具體表現在以下兩個方面：第一，土層穩定性?；規r復雜環境下的土層中會分布比較多的連通性良好、滲透性強的孔隙水。在巖土工程樁基施工中，受水系的影響工程基坑支護施工的強度難以得到保障，一旦降雨量豐富就會對周圍的建筑物安全帶來不利的影響。在土洞和巖石發育的干擾下，整個巖土工程的巖土層穩定性無法得到保障。第二，加大工程施工難度。在復雜地質的巖土工程施工中，土層分布多為殘積層、沖基層，在長時間使用的過程中會出現流砂的現象，最終會讓樁基坑開挖和護壁施工處理遭受不利的影響。在流塑形態軟弱地層的廣泛分布下，巖土工程的樁基施工也會出現塌孔、裂縫等隱患，工程的施工質量得不到保障。

三、復雜地質中巖土工程中樁基施工管理中常見問題

（一）樁基礎頂部缺陷問題

受混凝土施工質量不達標的影響，樁基礎頂部會出現一些缺陷，這種影響具體表現在以下幾個方面：第一，水下澆筑混凝土沉淀泥沙厚度如果沒有經過精準的測定，在超灌樁頂混凝土強度不大的情況下會因為夾泥而影響混凝土施工質量。第二，在混凝土澆筑施工之后，施工人員由于個人的疏忽會使得鋼護筒的預埋、拆拔受力不均衡，由此會嚴重干擾到樁頂混凝土的施工，最終會影響混凝土施工質量。第三，在使用大功率風鎬鑿除混凝土樁頭的時候會擾亂周圍的混凝土，影響混凝土質量。

（二）樁基礎頂部缺陷

如果巖土工程施工前期勘察設計不合理，在混凝土澆灌的時候就會出現一些塌孔現象，使得混凝土的后續翻漿受到阻礙，甚至還會誘發樁身缺陷。在巖土工程施工中，如果施工人員拆管時所使用的力量較大，就會干擾到混凝土的連續性，最終影響其質量。

（三）預制樁缺陷

樁身斷裂、樁頂斷裂是預制樁施工中的常見問題，從巖土工程施工發展實際情況來看，施工人員一般會選擇使用錘擊打入法的方式來開展樁基礎施工，在將預制樁下沉的時候會出現樁身斜錯位的現象，雖然樁頂部的土層沒有出現變化，但是在樁灌入加深的情況下，伴隨灌入速度的加快，樁身也會出現回單的現象。

巖土工程的預制樁會通過錘擊的形式被打入，在這個情況下如果樁的長細比較大，或者說是在沉樁操作的時候遇到較硬的障礙物就會使得樁尖偏離縱軸線，最終出現多個節樁銜接不在同一個軸線上的情況，誘發樁身的扭曲。

四、復雜地質中巖土工程中樁基施工管理的優化對策

（一）根據地質條件來選擇適合的樁基礎形式

對于巖溶發育完善、地下水豐富、土洞發育良好的復雜地質下的巖土工程施工來說，為了保障施工質量，需要施工人員能夠完成合理的基礎選型，即需要在水文、地質全面分析的基礎上，根據工程施工需要來選擇適合的基礎形式。比如如圖一所示的人工挖孔樁施工，在具體的施工中通過開展人工挖空操作能夠提升單樁的承載力，縮短工程的施工周期。

為了能夠恰當的選擇適合的樁基礎形式，在施工中需要施工人員能夠系統、全面的掌握施工區域范圍內的地下室流動走向、水位變化、水流量、巖溶分布情況。與此同時，為了能夠避免出現涌水的現象，還可以通過使用鋼套護壁的方式來組織施工。

圖一：人工挖孔樁施工

（二）樁基礎施工技術的應用

第一，偏移處理技術。①嚴格按照規范的標準和施工設計圖紙完成超平放線，并根據建筑物的軸線控制樁大小來確定樁基軸線的位置，每個樁和樁之間位置的偏差要被控制在20mm左右。②根據樁密集程度、基礎設計標高、樁的設計規格來選擇打樁的順序，一般是從中間到兩邊對稱進行，這樣的打樁順序能夠在最大限度上防范樁位偏移。第二，接樁法。①接樁開挖。在樁基施工的時候挖出樁頭，去掉混凝土浮漿上面的松散層，開鑿出鋼筋，并就鋼筋實施必要的沖洗處理，而后在其上面按照規范的標準澆筑混凝土。②嵌入接樁。在混凝土澆筑的過程中要注重采取措施排除一系列的干擾因素。第三，補樁技術。①樁基承臺之前的補樁。在樁距離較小的情況下可以選擇使用先鉆孔、后植樁，最后沉樁的處理方式。②在樁基承臺、地下室施工完成之后在其上面打上靜壓樁，并確保地下室和承臺能夠有效承受樁基的壓力。

（三）加強對樁基礎施工質量的控制

第一，靜壓樁施工質量控制。地下水對靜壓樁施工干擾不大，施工周期短暫，能夠在復雜的地質環境下實施。在具體實施操作的時候受不同地段基巖埋深不同的影響，施工中有效樁的長度也就不足，加上受土洞發育的影響加，靜壓樁在施工的時候十分容易出現偏位、樁身折斷的問題。為了能夠規避這個問題，在小部分地段施工中，需要提前使用小鉆實施引孔處理；對于土洞、溶洞較多的施工地段，需要在具體施工中選擇時候的樁基形式。第二，沖孔灌注樁施工質量控制。沖孔灌注樁施工過程中的樁徑、樁長設置是十分靈活的，在復雜地質環境中具有較強的穿透性。但是需要注意的是，在溶槽、溶溝位置上施工的時候，為了確保沖斗作業操作的均勻和平整，可以通過使用預埋塊石的方式來減少巖面出現傾斜的可能。第三，鉆孔灌注樁施工質量控制。在使用鉆孔樁施工操作的時候要注重地下水對掉鉆、卡鉆現象的影響，同時，在施工的過程中還需要注重考慮混凝土流失對孔底沉渣控制的干擾。比如在鉆孔樁施工操作的時候可以使用預鉆孔跟進鉆的方式來沖鉆成孔。同時，為了保障鉆頭作業面的強度，在溶溝、溶洞部位施工的時候可以通過預埋塊石的方式開展施工。常見的樁基礎施工管理流程如圖二所示。

圖二：常見的樁基礎施工管理流程

五、復雜地質中巖土工程中樁基施工情況分析

（一）工程概述

所打造的大潤發華中區物流配送中心項目由中國海城工程科技股份公司進行設計，房屋建筑的總體面積為66489.34平方米，具體由倉庫、綜合樓、公用站房、保養廠、自行車棚等建筑組成。綜合樓為兩層，其他樓層是單層。整個房屋建筑重要性等級是二級，地基為二級，巖土工程勘察是乙級。

在對整個工程項目開展的時候，我們發現，工程場地33m深度范圍的地基土按照從上到下的層序分布地層如下：表層為素填土，顏色為黃褐色、紅褐色，土層分布比較分散，該層由粘性土和少量碎石組成，土層的厚度在0.5m到11m；土層的下方是粉質粘土，顏色是灰黑色的；所有土層呈現出飽和的狀態，存在異味，切面光滑，層頂埋深在0m到8.2m。

（二）樁基施工常見的問題

第一，護筒底部土層塌陷。在護筒底部是軟土、淤泥、砂土、雜填土等松軟粘土層時選擇泥漿護壁操作，在成孔之后提出鉆桿、鉆頭，護壁泥漿的液面會出現降低的情況，在液面低于護筒筒底的是偶就會誘發護筒底部的塌陷。第二，孔壁塌落。孔壁塌落的原因如下：①護筒埋深不夠，在地層中出現粉細砂層或者粗砂層的時候，地層在遭遇水分侵襲的時候，護筒周圍底部的土層會變得松軟，最終發生塌陷。②地面動荷載的影響。在孔隙周圍出現重型機械移動或者作業振動的時候，地面5m到15m范圍內會出現孔壁坍塌。③孔內水位高度較低。④鉆具上下移動速度較快，在鉆洞上下移動速度較快的情況下水流會沖刷孔壁，甚至在提升鉆頭的時候還會出現孔壁塌陷。④護壁泥漿稠度不夠，達不到護壁的基本要求。第三，樁底成渣過厚。在鉆頭鉆到砂層位置上的時候會有砂礫混入到泥漿中，砂礫泥漿混合進入到孔隙中之后會沉淀幾個小時，最終形成孔底沉渣。在砂礫流動大、鉆頭水口縫隙大的情況下，沉淀會形成沉渣。第四，鉆孔偏斜問題。鉆孔偏斜產生的原因包含以下以種：場地不平整，在場地不平整度情況下鉆機會處于一種傾斜的狀態，在鉆桿不處于豎直狀態的時候就會出現樁孔偏斜的問題。同時，在鉆機液壓系統出現故障的時候還會出現樁位偏斜的問題。第五，串孔問題。在含有飽和粉土、粉細砂層、巖溶發育場地打樁施工操作的時候會遇到串孔的問題。對串孔問題分析發現引發這個問題的原因包含土層中的松散飽和粉土、粉細砂數量多，在處理不當的情況下會出現串孔。同時，混凝土泵壓力較大、新填土不密實等也會誘發串孔問題。

（三）樁基施工問題的解決對策

第一，護筒底部土層塌陷問題的解決對策。針對護筒底部土層塌陷的問題，可以根據超前鉆探資料信息和場地實際情況來分析地層構造，根據地層構造來選擇適合的護筒深度。一般情況下護筒埋藏深度不能夠低于5m，最大埋深在10m，只有嚴格按照規范的標準確保護筒埋深能夠保證筒底土層不發生塌陷。第二，孔壁塌落的解決對策。在護筒底壓入粘土0.5m以上的時候，需要在護筒內部投入粘土，并使用鉆頭實施必要的夯實處理。在了解地面地層情況的基礎上觀察是否出現塌陷問題，并在施工的過程中采用泥漿護壁的方式來減少施工中的機械振動。第三，樁底成渣過厚問題的解決對策。在泥漿抽入到沉淀池之后會有大量的砂石沉淀到池塘底部，這個時候可以借助挖掘機將沉淀池的沉渣裝入都自卸車中，之后使用排漿車解決泥漿池內多余的泥漿。第四，鉆孔偏斜問題的解決對策。對待鉆孔偏斜問題可以使用以下解決辦法：①使用挖機平整場地，確保打樁機器操作場地的平整，并為整個工程的順利施工提供重要支持。②在施工操作的過程中，操作者要經常性的檢查鉆桿的垂直度，并強化對鉆機操作人員的管理。③使用水準儀、全站儀來調節機械的使用，使得鉆桿始終處于垂直的狀態。第五，串孔問題的解決措施。仔細勘察施工場地的地質情況，因地制宜的調整設計方案，并在施工操作的過程中調整樁的間隔距離，同時，采取措施夯實回填土。

結束語

綜上所述，本人先后在陜西省核工業地質局214大隊及阜陽市建筑勘察設計院從事巖土工程專業工作已14年，深知巖土工程的樁基礎施工是一項十分重要的內容，這項工作的順利開展能夠保證房屋建筑的施工安全。因此，在新的歷史時期，需要相關人員在全面了解巖土工程施工實際情況的基礎上，立足當前巖土工程樁基礎施工存在的問題，有針對性的提出解決對策，打造出完善的施工質量管理體系和高素質的施工人才隊伍，從而為整個巖土工程的順利施工提供重要支持。