巖溶發(fā)育區(qū)域鉆孔灌注樁的施工難點及其監(jiān)理管控措施

陳李峰，李子健，戴銀萍（杭州信達投資咨詢估價監(jiān)理有限公司， 浙江 杭州 310000）

1 工程概況

杭州某綜合體項目，位于城南轉塘板塊鳳凰山西麓，規(guī)劃用地面積約3.7萬m2，總建筑面積約10.7萬m2，其中地上建筑面積約7.2萬m2，地下建筑面積約3.5萬m2。設計采用鉆孔灌注樁基礎，共881根工程樁，樁徑600 mm～1000 mm，設計持力層為中風化石英質砂巖和中風化白云質灰?guī)r。

2 工程地質條件

2.1 地質情況

所提供的地質資料顯示，本工程的地基巖土層自上而下分別為①0-1層雜填土、①0-2層素填土、①0-3層塘泥、①1層粉質黏土、①2層砂質粉土、②層淤泥質黏土、④2層黏土、⑤1層黏土、⑤2層含礫粉質黏土、⑤3層礫砂混粉質黏土、⑨1層含碎石粉質黏土、⑨2層黏土、⑩2層強風化白云質灰?guī)r、⑩3層中等風化白云質灰?guī)r、?1層全風化石英砂巖、?2層強風化石英砂巖、?3層中等風化石英砂巖、?1層全風化砂巖夾泥質粉砂巖、?2層強風化砂巖夾泥質粉砂巖、?3a層中等風化砂巖、?3b層中等風化泥質粉砂巖。設計將?3b作為本工程鉆孔樁的持力層。

2.2 巖溶地質情況分析

根據勘察報告顯示，本工程的建設場地大部分為基巖巖溶強發(fā)育地質類型，屬于不良地質，小部分（場地西北角）區(qū)域為石英質砂巖，存在一條砂巖、灰?guī)r交接縫。溶洞、裂縫主要發(fā)育于白云質灰?guī)r上部。為確保樁基工程質量，對巖溶區(qū)域進行一樁一勘的地質詳勘，共完成勘探孔749個，擬建各棟樓均有溶洞或土洞揭示。溶洞深度在地表下30.30 m～47.40 m，溶洞充填物主要為流塑—軟可塑狀黏性土或礫石混粉質黏土，部分溶洞充填物很少或無充填，鉆進時鉆桿在不加壓情況下可自由下落。部分溶洞呈串珠狀，單孔中最多揭示有4層溶洞（ZK624孔），存在局部相鄰溶洞相互串孔，鉆進時從另一孔返漿（ZK510孔與ZK512孔，水平距離約5 m），單個溶洞最大高度達6.6 m（ZK559孔）。

3 鉆孔灌注樁施工難點、風險分析及預控措施

3.1 施工難點與風險分析

本工程位于巖溶發(fā)育地區(qū)，根據地勘報告顯示，有著異常復雜的地質形態(tài)，無法通過現階段的地勘手段將其溶洞的狀況完全摸清。盡管在施工前已經采用了一樁一勘的方法，并且有針對性地采取了預處理措施，但仍然存在著成樁過程中漏漿與漏水的情況，甚至存在引起大范圍的沉陷、埋鉆、鉆孔傾斜、樁孔穿孔、混凝土流失等異常情況的風險。

3.2 異常情況的預控措施

3.2.1 漏漿、塌孔的預控措施

鉆孔過程中，當鉆頭穿越多層溶洞時，發(fā)生了泥漿面突然下降的狀況，且極易引發(fā)塌孔。針對這種情況，施工過程采用了全護筒跟進及內護筒處理的方法，在護筒開口與泥漿池相連，必要時補充清水鉆進，以避免漏漿、塌孔事故。

當現場無法實施全護筒跟進時，保證泥漿池有50 m3以上的貯漿量，同時準備好足夠的黃泥、黏土、塊石等填充物，補水管網接至孔口。一旦發(fā)生漏漿，迅速補給泥漿、清水，同時大量填充。

對于特別難以處理的樁孔，采取了埋置深護筒（約7 m～8 m到黏土層）的措施，防止上部反復塌孔。因裂隙或泥漿置換后而少量漏漿的，拋填袋裝水泥，采用沖錘小沖程反復沖搗的辦法，處理效果較明顯。

3.2.2 埋鉆的預控措施

鉆頭鉆進過程中也經常發(fā)生埋鉆的情況，應根據埋鉆的深度不同、埋鉆物的性質不同采用不同的辦法，以下辦法均取得過成功：當埋鉆體較少時，一般用鉆機硬拉，實在無法取出時，可采用高壓水或空壓機沖刷清渣進行處理；鉆具被石塊等卡死的，一般采用小包炸藥炸松其周圍，如仍取不出，則通過人工挖孔樁辦法進行處理。

3.2.3 偏孔的預控措施

當發(fā)現鉆孔偏位時，一般向孔內拋填大量的片石、老泥塊等，其拋入量一般要比歪斜處高出0.3 m～0.5 m，拋填完成之后采取密擊低錘的方式繼續(xù)沖孔施工；若在多次拋填片石、泥塊后，糾偏效果仍不明顯，則采用混凝土澆筑的方法糾偏，主要目的是在石質表面形成一個均勻緊密的平整面，一般可解決偏孔問題，但如是由于機械、人為原因造成的偏孔，且偏孔不嚴重時，可采用沖錘修邊的方法進行處理。

3.2.4 斜孔、彎孔的預控措施

斜孔、彎孔的狀況在正常鉆孔樁中時常發(fā)生，往往導致鋼筋籠無法下到位，這常與鉆孔時的樁機未控制好垂直度、隨著鉆桿的加多而使重心往鉆桿處偏移有關，而本工程中可能與地質異常有很大的關系：溶洞的存在導致了鉆孔周邊土體軟硬不一，鉆頭“吃軟不吃硬”。本工程實施過程中一般采用回填片石、黏土等后，緩慢重鉆的方法處理，但對歪斜特別大的，采用了灌注C15的水下素混凝土至彎孔以上的方法重鉆，取得了成功。3.2.5 卡鉆、掉鉆的預控措施

在鉆進過程中，當出現卡鉆嚴重時，可采用“振動爆破法”處理?！罢駝颖品ā碧幚硎菍⒔涍^周密計算并結合經驗所確定的一定藥量的藥卷用重鉈或鋼筋或請潛水員送至卡鉆處，通過導線，接通電源起爆。在爆破振動力作用下，使鉆具松動、扭轉，可立即將鉆頭提起來。

4 溶洞區(qū)域樁基監(jiān)理管控措施

4.1 把好施工方案的審批關

項目監(jiān)理部根據所提供的地質資料、設計文件，結合類似工程的監(jiān)理經驗，編制了具有針對性的《監(jiān)理實施細則》，在審核施工單位提交的樁基專項施工方案時，其重點是審查溶洞區(qū)域樁基施工是否有預處理措施和應急處理措施，是否有針對性等。同時建議組織了專家論證工作，為后續(xù)正常施工創(chuàng)造了條件。

4.2 認真預判樁基實際地質狀況，確定相關監(jiān)理參數

項目監(jiān)理部通過充分熟悉施工現場巖土地質勘查報告，利用CAD將樁位圖與一樁一勘平面圖進行重疊，預判確定具體工程樁位置的地質情況，判斷確定入巖、終孔等關鍵施工參數。

4.3 加強施工現場檢查，督促施工單位落實應急措施

由于本工程所處的地理位置較為復雜，施工過程中經常會受到外部干擾，故除了應督促、保證施工單位按照審批同意的專項施工方案落實設備、人員、材料以及必要的應急物資外，還應督促施工單位落實、協(xié)調好外圍的質檢、交通、交警、城管等職能部門，以便在施工中遇到緊急情況時能及時高效地進行處置。

4.4 認真安排好旁站人員，發(fā)現問題及時解決

嚴格按照旁站監(jiān)理方案安排好旁站人員，特別是應檢查施工相關管理人員的到崗到位情況，確保能在施工過程中及時發(fā)現并處置突發(fā)情況。采取措施盡可能縮短入巖、終孔、清孔、下鋼筋籠、澆筑水下混凝土等工序的時間。澆筑水下混凝土過程中應不定期復核導管埋入混凝土的深度，適當延緩拔、拆導管和澆筑完成后的樁機移位時間，期間不定期復核樁身混凝土頂面標高。待混凝土灌注完成后1 h～2 h后進行樁頂混凝土面標高二次復核，確認是否存在樁身頂面混凝土下沉的情況。

5 異常情況的處理方案

盡管制定了較為全面的預案，但事實上還有許多問題是防不勝防的。對這些特殊的問題采取了召開現場會、專家現場咨詢等方式進行了處理，也取得了良好的效果。

5.1 樁位附近地表凹陷問題

在4號樓東南側區(qū)域的B256、B257號樁附近施工時，多次出現塌孔、地表大面積下陷等情況，與當初的一樁一勘巖土報告反映出的該區(qū)域存在著較多大尺寸溶洞或多層溶洞情況一致。因此，采用了片石＋黏土回填方法，同時進一步提高泥漿比重，增加泥漿護壁的側壓力等措施后，其地表凹陷得到了緩解，開挖后，經檢測符合設計及規(guī)范規(guī)定。

5.2 樁孔底部存在貫通性、串珠狀溶洞問題

在進行4、5號樓中庭區(qū)域C76樁灌注水下混凝土時發(fā)現混凝土面基本未上升，而距其直線距離15 m正在進行清孔作業(yè)的C101樁的泥漿中卻出現大量的溶洞填充物（黏土），也撿到了C76樁混凝土中的石子，經現場確認，兩樁實際上已經連通了，其原因可能是一樁一勘中未發(fā)現連通，也有可能是在混凝土的側壓力作用下壓塌了溶洞間的薄壁。

發(fā)現此情況后，立即暫停C101樁的清孔作業(yè)，及時回填樁孔，并組織施工單位協(xié)調混凝土供應商，加快了正在灌注的樁位的混凝土供應量和供應速度，確保水下混凝土連續(xù)澆筑，同時嚴格控制導管的拔升和拆除時間，防止了因混凝土液面突然下降而導致夾泥、斷樁等事故的發(fā)生。開挖后，C76樁的成樁質量良好，而C101樁在C76樁成樁后36 h后重新施工，未出現異常情況。

5.3 樁身混凝土的流失

在基坑開挖過程中，開挖至設計給定的設計標高時，發(fā)現了樁A75、A42和B201等樁身的混凝土流失。原始樁基的各種施工記錄、旁站記錄，以及以后的檢測中，均未發(fā)現這幾個樁異常狀況，經對這幾根樁的樁位進行鉆芯取樣，在約－21.60 m位置發(fā)現了混凝土，后經設計確認，進行了補樁處理。

樁基工程完成后，建設單位委托了有資質的專業(yè)檢測機構對本工程的所有工程樁（884根，含補樁）進行了施工質量的檢測：其中Ⅰ類樁874根，Ⅱ類樁10根；無Ⅲ類、Ⅳ類樁；對12根樁進行靜載試驗，試驗結果均符合設計要求。

綜上，在巖溶發(fā)育地區(qū)進行鉆孔灌注樁的樁基施工時，需認真研究地質狀況，在做好一樁一勘察的基礎上，通過施工難點分析、風險分析等編制出針對性的預處理方案，并準備好應急物資，切實強化施工過程的管控力度，詳細如實記錄施工過程中所發(fā)生的一切，對出現的突發(fā)問題保持冷靜的態(tài)度，沉著應對，妥善處置。采取上述做法后，在巖溶發(fā)育區(qū)域進行鉆孔灌注樁的樁基質量是可以保證的。