淺談石灰?guī)r地區(qū)沖孔樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量控制要點

王 松 陳柏海

（廣東省地質(zhì)工程公司，廣東 廣州 510425）

1 概述

石灰?guī)r（Limestone）簡稱灰?guī)r，以方解石為主要成分的碳酸鹽巖。石灰?guī)r的主要化學(xué)成分是CaCO3易溶蝕，故在石灰?guī)r地區(qū)多形成溶洞。

廣州金沙洲地區(qū)下伏基巖主要以石灰?guī)r為主，近年來廣州市大力發(fā)展金沙洲地區(qū)，各種住宅樓、商業(yè)樓林立而起。作者從2007年開始在金沙洲地區(qū)參與樁基礎(chǔ)施工至今，已完成數(shù)個樓盤、公用設(shè)施的樁基礎(chǔ)施工項目。以沖孔樁施工為例，在巖溶地區(qū)進行沖孔樁施工主要會遇到以下問題：（1）漏漿、塌孔導(dǎo)致無法繼續(xù)沖孔。（2）混凝土灌注量超過理論量平均約2.0 倍以上。（3）因樁身不規(guī)則導(dǎo)致低應(yīng)變檢測信號異常。（4）易出現(xiàn)樁身混凝土蜂窩現(xiàn)象。（5）易出現(xiàn)孔底沉渣較厚現(xiàn)象。（6）易存在樁底持力層溶蝕現(xiàn)象。

2 基礎(chǔ)類型選擇

目前在珠三角石灰?guī)r地區(qū)，樁基礎(chǔ)選型主要有預(yù)應(yīng)力管樁、CFG 樁、沖孔樁及專家學(xué)者新研究的其它樁基礎(chǔ)類型?，F(xiàn)就上述三種基礎(chǔ)類型進行經(jīng)濟和質(zhì)量對比如表1。

?

根據(jù)上表分析，三種基礎(chǔ)類型各有優(yōu)缺點，基礎(chǔ)選型時須根據(jù)地下室開挖深度、溶（土）洞發(fā)育情況合理選擇基礎(chǔ)類型。

以沖孔樁基礎(chǔ)為例，在巖溶地區(qū)常用的溶洞處理方式主要有：預(yù)注漿處理、鋼護筒護壁、拋填粘土片石等方式，其中較為經(jīng)濟易節(jié)省工期的方式為拋填粘土片石的方式。拋填粘土片石的方式，是屬于過程處理方式，即在沖孔過程中，遇到溶洞時，即可向孔內(nèi)拋填粘土片石，直至將溶洞口堵死，泥漿液面不再下降為止，然后繼續(xù)沖孔，若出現(xiàn)漏漿，應(yīng)繼續(xù)拋填復(fù)沖，直至保證在不漏漿的情況下沖孔至設(shè)計樁底位置。下面，就以拋填粘土片石的方式，詳解沖孔樁施工及檢測全過程質(zhì)量控制要點。

3 施工準備要點

3.1 超前鉆孔

為保證每條基礎(chǔ)樁有良好完整的持力，樁基礎(chǔ)施工前應(yīng)對每根樁進行超前鉆孔勘察，確定樁底標高和樁身長度。超前鉆孔勘察必須鉆至樁底下不小于3 倍的樁徑，以滿足持力層厚度要求。

3.2 儲備泥漿

由于沖孔樁施工過程中遇到溶洞時，泥漿流入洞內(nèi)，孔內(nèi)泥漿的流失，破壞了泥漿對孔壁的壓力，極易造成孔壁坍塌。故在沖孔樁施工前，必須做好泥漿儲備，且泥漿儲備量不小于正常需求量的3倍。

3.3 備用材料

采用拋填粘土片石的方式，須在現(xiàn)場配備足量的粘土、片石。粘土要選擇塑性較高、含砂較少的粘性土。片石易選擇粒徑20-40cm的低強度片石。粘土片石的備用量按立方比例應(yīng)以3:1為宜。

4 施工過程中質(zhì)量控制要點

4.1 沖孔

樁位測定后，即開始沖孔，下護筒、繼續(xù)沖孔，直至遇到溶洞。沖孔前應(yīng)對應(yīng)樁的超前鉆報告，在即將遇到溶洞時，應(yīng)減小沖錘落距，采用輕錘慢沖的方式?jīng)_破溶洞頂板。此時應(yīng)將備用的粘土和片石運輸至孔邊，一旦進入溶洞，泥漿流失嚴重，即刻向孔內(nèi)拋填粘土和片石，直至泥漿不再流失，然后繼續(xù)采用輕錘慢打的方式向下錘擊，如此反復(fù)，直至沖孔至設(shè)計孔深。

4.2 泥漿

沖孔樁一般采用泥漿正循環(huán)的方式排渣，在巖溶地區(qū)。應(yīng)根據(jù)地層情況特別配置泥漿，其經(jīng)驗?zāi)酀{參數(shù)如表2所示。

?

選擇合理的泥漿參數(shù)，才能保證護壁、排渣的效果。

4.3 樁位復(fù)核

巖溶地區(qū)沖孔樁施工，采用拋填粘土片石復(fù)沖孔的方式進行溶洞處理，多次的反復(fù)沖孔，極易造成施工管理人員的思想疲憊。作為施工管理人員，應(yīng)以質(zhì)量為重，不煩不燥，每次復(fù)沖孔前都應(yīng)進行樁位復(fù)測，并在沖孔過程中動態(tài)監(jiān)測樁位偏差并及時糾偏。

4.4 混凝土灌注

拋填粘土片石的方式，并不能完全填滿溶洞，而是在樁孔與溶洞的部位形成一個臨時的錐形的臨時孔壁。而這層臨時孔壁僅能保證在泥漿不流失的情況下順利沖孔至設(shè)計孔底深度。隨著水下混凝土灌注時的沖擊力，臨時孔壁被沖散，混凝土隨之流入溶洞內(nèi)，從而體現(xiàn)出較高的混凝土超灌系數(shù)。故在水下混凝土灌注時，應(yīng)按經(jīng)驗預(yù)備足量的混凝土，以免因混凝土流失較多而后補混凝土無法及時供應(yīng)導(dǎo)致斷樁情況出現(xiàn)。同時，水下混凝土的坍落度應(yīng)較正常水下混凝土取小值（正常水下混凝土坍落度約為180-220mm）。

5 施工后的質(zhì)量控制

5.1 樁基檢測

按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定，基礎(chǔ)檢測主要有靜載檢測、超聲波檢測、低應(yīng)變檢測、抽芯檢測等類型。因已施工完成的沖孔樁樁身異形（隨溶洞形態(tài)而不同），超聲波和低應(yīng)變檢測較難斷定樁身完整性。故應(yīng)以靜載檢測作為承載力檢測的主要檢測方式，以抽芯檢測作為樁身完整性、樁身強度及樁底持力層完整性的主要檢測方式，低應(yīng)變和超聲波僅作為預(yù)判斷的輔助方式。

5.2 質(zhì)量問題處理措施

5.2.1 樁身強度不足。樁身強度不足，主要可能是混凝土灌注時因溶洞內(nèi)填充物反涌與樁身混凝土混合，導(dǎo)致混凝土強度降低。若出現(xiàn)樁身強度不足，應(yīng)由設(shè)計復(fù)核承載力是否滿足要求。若不能滿足要求，必須重新補樁。

5.2.2 樁身蜂窩現(xiàn)象。樁身蜂窩現(xiàn)在主要可能是因為因溶洞超灌難以確定導(dǎo)管埋深，起拔導(dǎo)管不均勻?qū)е拢嘤锌赡苁且驗槭規(guī)r裂隙導(dǎo)致混凝土水泥漿流失，骨料難以膠合所致。蜂窩現(xiàn)象若嚴重影響承載力，則需進行補樁處理。若蜂窩不影響承載力，則需進行結(jié)構(gòu)補強，較為合理的結(jié)構(gòu)補強方式是采用樁身高壓旋噴水泥漿，使水泥漿填滿蜂窩空隙，達到結(jié)構(gòu)補強目的。

5.2.3 沉渣較厚現(xiàn)象。因頻繁拋填粘土片石復(fù)沖孔，導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿比重發(fā)生變化，施工過程中若沒有動態(tài)調(diào)整泥漿比重，則會出現(xiàn)片石碎屑無法排出，最終導(dǎo)致孔底沉渣較厚。另外，由于粘土片石形成的臨時孔壁受到混凝土灌注的沖擊，臨時孔壁的坍塌極易堆積在孔底，亦是造成孔底沉渣較厚的因素?？椎壮猎^規(guī)范要求值（5cm），對樁基礎(chǔ)的沉降控制極為不利，可采取樁底后壓漿的方式進行沉渣固化處理，并在承臺底板結(jié)構(gòu)處加強構(gòu)造，盡量增強承臺與底板的連接性能及剛度，從而減小樁基礎(chǔ)的承受荷載。

5.2.4 樁底持力層溶蝕現(xiàn)象。超前鉆孔勘察的孔徑遠遠小于樁基礎(chǔ)的直徑，石灰?guī)r的溶蝕和裂隙隨機性較大。故超前鉆孔勘察判定的合格持力層，在抽芯檢測時有可能會發(fā)現(xiàn)持力層有溶蝕或半邊溶蝕現(xiàn)象。這嚴重影響樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。此類問題的處理方式宜采用在持力層內(nèi)進行高壓旋噴注漿處理，使水泥漿將樁底持力層受力范圍的溶洞裂隙填充并達到一定強度，以滿足樁基承載力要求。

總結(jié)

巖溶地區(qū)進行沖孔樁施工，難度之大不言而喻，作為參建人員，應(yīng)以“質(zhì)量第一”為目標，從各個環(huán)節(jié)進行質(zhì)量控制，確保施工質(zhì)量達到要求。

[1] 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008[S].

[2] 《建筑地基基礎(chǔ)施工驗收規(guī)范》GB50202-2002[S].

[3] 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002[S].