喀斯特地貌沖孔灌注樁成孔施工技術(shù)探析

蔣銘舉

（恒億集團(tuán)有限公司，福建 龍巖 364000）

喀斯特地貌是地下水與地表水對可溶性巖石溶蝕與沉淀、侵蝕與沉積以及重力崩塌、坍塌、堆積等作用形成的地貌，地下容易形成復(fù)雜的地下河及土洞、溶洞。本文從實際施工案例中分析獲取信息，對建筑工程中的沖孔灌注樁成孔控制要點進(jìn)行闡述，提出成孔控制措施。

1 工程概況

本工程實例是福建省龍巖市新羅區(qū)某安置房項目，地下室兩層（面積23471.72m2），地上為3棟，分別為15#、17#、18#樓（地上建筑面積約55482.94m2），本工程總建筑面積約78954.66m2。本工程樁基礎(chǔ)采用大直徑?jīng)_孔灌注樁，基礎(chǔ)受力采用樁端承載受力，其中15#樓49根，17#樓104根，18#樓84根，裙樓271根，總計樁數(shù)508根；本工程場地根據(jù)勘察單位提供的地質(zhì)勘查報告，地質(zhì)土層包括雜填土、粉質(zhì)黏土、卵石、含少量角礫粉質(zhì)黏土、含少量角礫粉質(zhì)黏土I、含卵石粉質(zhì)黏土、含少量角礫粉質(zhì)黏土II、土洞、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化輝綠巖、溶洞中風(fēng)化灰?guī)r、中風(fēng)化輝綠巖、中風(fēng)化破碎灰?guī)r。

2 沖孔灌注樁施工前的準(zhǔn)備

施工前的準(zhǔn)備工作是有效保證沖孔灌注樁成孔的質(zhì)量及安全的重要工作之一，提前對地勘單位提供的地質(zhì)報告柱狀圖進(jìn)行分析，了解每根樁地層狀況，做到心中有數(shù)，提前預(yù)防。

在樁基施工前準(zhǔn)備工作有：人力準(zhǔn)備、技術(shù)準(zhǔn)備、機(jī)具和材料準(zhǔn)備、場地準(zhǔn)備及資源配置計劃。其中，施工前必須根據(jù)樁基圖紙、地勘報告柱狀圖編制專項施工方案，并初步布置樁基走位圖，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，實時調(diào)整樁基走位圖，保證各樁成孔互不干擾，保證灌注樁成孔的質(zhì)量、安全和進(jìn)度。

3 沖孔灌注樁施工難點及對策

3.1 喀斯特地貌沖孔灌注樁施工難點

根據(jù)本工程的地勘報告，地層存在大量的土洞、溶洞，但由于土洞、溶洞在空間上分布的無規(guī)律性，不排除勘察鉆孔（本工程采用口徑110mm）未發(fā)現(xiàn)土洞、溶洞而沖孔施工（本工程口徑900mm～1400mm），遇到溶洞或勘察孔內(nèi)的小溶洞，與樁徑外的較大規(guī)模的溶洞相互貫通的可能性。所以在沖孔施工過程中可能會突然發(fā)生漏泥漿、坍塌等事故；對于卵石、含卵石粉質(zhì)黏土層，沖孔至該層時常遇漏水、塌孔、埋鉆等狀況；在中風(fēng)化破碎石灰?guī)r，由于溶蝕現(xiàn)象較嚴(yán)重，部分地段巖面易出現(xiàn)傾斜，在沖孔施工時遇出現(xiàn)偏孔、卡錘等狀況；同時，在喀斯特地貌巖面可能存在陡降，巖面突變可能造成鉆孔巖面與樁基施工巖面的差異，因此，樁基施工時巖面深度可能出現(xiàn)異常。

因此，在喀斯特地貌沖孔灌注樁成孔過程中塌孔、縮徑，土洞、溶洞漏漿、鉆孔偏斜、沖擊鉆頭被卡或提不起來等現(xiàn)象是最為常見的問題。

3.2 沖孔灌注樁施工成孔方法

3.2.1 塌孔、縮徑現(xiàn)象的施工控制措施

導(dǎo)致沖孔灌注樁成孔過程中出現(xiàn)塌孔、縮徑現(xiàn)象的主要原因有：泥漿性能指標(biāo)、護(hù)筒埋深。

本工程泥漿制作由水、黏土和添加劑按一定比例通過機(jī)械在泥漿池沖孔中攪拌均勻。泥漿池由循環(huán)池、沉淀池、廢漿池三部分組成，施工時，從沖孔中排出的泥漿先經(jīng)過沉淀池沉淀，再通過循環(huán)池進(jìn)入沖孔樁內(nèi)，為確保護(hù)壁質(zhì)量，防止塌孔，本工程泥漿護(hù)壁循環(huán)次數(shù)按兩次進(jìn)行。泥漿性能指標(biāo)見表1。

表1 泥漿性能指標(biāo)

現(xiàn)場泥漿池體積每個30m3，廢漿池50m3，以確保每天沖擊沖孔的需要。泥漿池及循環(huán)系統(tǒng)，主泥漿循環(huán)槽規(guī)格為0.5m×0.6m，成孔過程中，泥漿循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)定期清理，確保泥漿的黏度、相對密度、含砂量、膠體率、pH值及文明施工（如圖1所示）。

圖1 現(xiàn)場泥漿池

護(hù)筒采用鋼護(hù)筒埋設(shè)，護(hù)壁內(nèi)徑大于工程樁直徑應(yīng)不小于10mm，無特殊地層，采用1.5m高護(hù)筒并埋于自然地面以下，進(jìn)入原狀土0.3m～0.5m，護(hù)筒埋設(shè)位置應(yīng)準(zhǔn)確，其中心與樁中心允許誤差不大于20mm，并保證護(hù)筒的垂直和水平。若遇卵石土層、角礫石土層、砂層等使用普通泥漿及化學(xué)泥漿無法成孔的地層時，采用全護(hù)筒跟進(jìn)沖孔施工，使護(hù)筒穿越?jīng)_孔施工中不利地層，直至到達(dá)穩(wěn)定的樁端持力層。

在鉆孔過程中，如發(fā)生孔內(nèi)坍塌時，探明坍塌位置，將砂和膨潤土1：1或砂礫石和黃土2:1混合物或1:1水泥和黃土混合物回填到坍孔處以上1m～2m，但每層回填厚度不超過50cm，采用鉆頭沖壓密實，讓其回填土擠密塌孔部位后重新鉆進(jìn)。如坍孔嚴(yán)重時，應(yīng)將孔洞全部回填，回填方法同上，然后重新埋設(shè)護(hù)筒后再行沖孔。

3.2.2 土洞、溶洞漏漿現(xiàn)象的施工處理措施

施工中要密切注意沖孔機(jī)的工作情況，以及周圍地表沉降和護(hù)筒內(nèi)的水位變化，當(dāng)土洞、溶洞位置出現(xiàn)塌孔、漏漿時，采取回填黏土、毛石和水泥等填充材料進(jìn)行修孔和堵漏，回填頂面高于土洞、溶洞頂板50cm，當(dāng)填充材料穩(wěn)定后，再回灌泥漿，并采用底錘密擊。為保證形成人工孔壁進(jìn)行堵漏，應(yīng)反復(fù)添加填充材料和沖擊填充材料，將填充材料擠入土洞、溶洞中，直至土洞、溶洞不出現(xiàn)塌孔、漏漿現(xiàn)象。當(dāng)孔內(nèi)巖面較陡出現(xiàn)偏錘時，應(yīng)采取回填塊石和黏土進(jìn)行小沖程沖擊，直至孔內(nèi)巖面修平后方可往下進(jìn)尺。

3.2.3 偏斜現(xiàn)象的施工控制措施

導(dǎo)致沖孔灌注樁成孔過程中偏斜的主要原因有兩方面：一是管理人員的現(xiàn)場管理；二是現(xiàn)場地質(zhì)土層狀況。管理人員只要控制好場地平整度、鉆桿垂直度、鉆頭磨損、鉆機(jī)底座安置平整，從技術(shù)層面現(xiàn)場控制好沖孔灌注樁成孔過程中偏斜現(xiàn)象；而遇現(xiàn)場地質(zhì)土層狀況時，如當(dāng)沖擊過程中遇探頭石、漂石，鉆頭受力不均，導(dǎo)致鉆孔偏斜現(xiàn)象時，應(yīng)當(dāng)在發(fā)現(xiàn)探頭石后，立即回填碎石或?qū)@機(jī)稍移向探頭石一側(cè)，用高沖程猛擊探頭石，破碎探頭石后再鉆進(jìn)；如遇基巖面產(chǎn)狀較陡，引起鉆孔偏斜現(xiàn)象時，應(yīng)采用低沖程，加快沖擊頻率，進(jìn)入基巖后采用高沖程鉆進(jìn)；若發(fā)現(xiàn)孔斜，應(yīng)回填重新沖孔。

總之，沖孔灌注樁成孔過程中，要勤于用經(jīng)緯儀檢查樁基的垂直度，才能發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整成孔過程中的偏斜。若傾斜超標(biāo)時，在樁孔偏斜處上下反復(fù)掃孔，使孔校正校直；偏斜嚴(yán)重時，應(yīng)回填黏土至樁孔偏斜處以上，待回填料沉積密實后繼續(xù)鉆進(jìn)。

3.2.4 沖擊鉆頭被卡、提不起來現(xiàn)象施工處理措施

當(dāng)沖孔過程中鉆孔不圓時，鉆頭易被孔的狹窄部位卡?。ń邢驴ǎ藭r鉆頭應(yīng)向下有活動余地，可使鉆頭向下活動，并轉(zhuǎn)動至孔徑較大方向提起鉆頭；當(dāng)沖孔過程中鉆頭在孔內(nèi)遇到大的探頭石（叫上卡）時，此時應(yīng)使鉆頭向下活動脫離卡點。當(dāng)沖孔過程中石塊落在鉆頭與孔壁之間時，鉆頭應(yīng)上下活動，讓石塊落下；若未及時焊補(bǔ)鉆頭，鉆孔直徑逐漸變小，鉆頭入孔沖擊被卡時，應(yīng)及時修補(bǔ)沖擊鉆頭，若孔徑已變小，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆頭直徑，并在孔徑變小處反復(fù)沖刮孔壁，以增大孔徑，防止鉆頭被卡；若在黏土層中沖孔導(dǎo)致泥漿黏度過高，以致鉆頭吸住時，應(yīng)利用泥漿泵向孔內(nèi)泵送性能優(yōu)良的泥漿，清除坍落物，替換孔內(nèi)黏度過高的泥漿；若因放繩太多，沖擊鉆頭傾倒，頂住孔壁時，應(yīng)使用專門加工的工具將頂住孔壁的鉆頭撥正。

4 結(jié)語

沖孔灌注樁具備沖擊能力大、穿透力強(qiáng)、較易穿過巖層等特點，可以有效地保證樁端持力層嵌入中風(fēng)化巖層中，保證樁端承載力。因此，沖孔灌注樁在喀斯特地貌區(qū)域，是一種較為理想的成樁工藝形式。作為施工單位一員，需要全面掌握沖孔灌注樁施工技術(shù)的質(zhì)控要點和工藝操作要點，嚴(yán)格控制各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量，以建設(shè)優(yōu)質(zhì)建筑工程。