復(fù)雜地質(zhì)中巖土工程中樁基施工管理中常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

◎冉獻(xiàn)智

巖土工程是以巖體力學(xué)、工程學(xué)、土力學(xué)等理論為基礎(chǔ)，對(duì)巖體和土體進(jìn)行重點(diǎn)整治和改造的過(guò)程。在巖土工程施工建設(shè)的時(shí)候需要相關(guān)人員在施工之前做好土體開(kāi)挖、降水防范、維護(hù)管理、巖土情況測(cè)試等工作，在進(jìn)行多方面測(cè)試分析的基礎(chǔ)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(zhì)量。樁基施工是巖土工程施工的一個(gè)重要組成，通過(guò)對(duì)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(zhì)量。

一、復(fù)雜地質(zhì)中巖土工程施工常見(jiàn)地質(zhì)條件

第一，溶蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。復(fù)雜地質(zhì)條件下巖土工程施工會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的滲流問(wèn)題，伴隨滲流現(xiàn)象的發(fā)生，地下水會(huì)沿著比較薄弱的灰?guī)r巖層進(jìn)入到基巖中，在基巖和孔隙水之間頻繁的交換會(huì)使得基巖中出現(xiàn)比較多的溶洞，在降雨頻繁的情況下會(huì)擴(kuò)展溶洞的面積，并在外力的作用下出現(xiàn)上覆土層塌落的問(wèn)題，溶解溝槽的出現(xiàn)會(huì)對(duì)整個(gè)巖土工程的施工帶來(lái)難度。第二，地層分布復(fù)雜。以巖土工程施工中常見(jiàn)的灰?guī)r地質(zhì)為切入點(diǎn)，在工程施工中常見(jiàn)的地層就包含了四個(gè)類型，其中，第四系沖積層包含比較多的粉質(zhì)黏土、粉土和砂礫，孔隙潛水量和滲透性較強(qiáng)；殘積層會(huì)在風(fēng)化作用影響下呈現(xiàn)出流塑狀態(tài)，在潛水的影響下，巖層會(huì)出現(xiàn)溶蝕。第三，地下水豐富。復(fù)雜地質(zhì)巖土工程的地下水分布廣泛，分布在不同巖層中的時(shí)候很容易形成孔隙水和裂隙水，滲漏性良好。

二、復(fù)雜地質(zhì)中巖土工程施工影響因素

復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)巖土工程施工所產(chǎn)生的影響具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，土層穩(wěn)定性。灰?guī)r復(fù)雜環(huán)境下的土層中會(huì)分布比較多的連通性良好、滲透性強(qiáng)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(hù)施工的強(qiáng)度難以得到保障，一旦降雨量豐富就會(huì)對(duì)周圍的建筑物安全帶來(lái)不利的影響。在土洞和巖石發(fā)育的干擾下，整個(gè)巖土工程的巖土層穩(wěn)定性無(wú)法得到保障。第二，加大工程施工難度。在復(fù)雜地質(zhì)的巖土工程施工中，土層分布多為殘積層、沖基層，在長(zhǎng)時(shí)間使用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)流砂的現(xiàn)象，最終會(huì)讓樁基坑開(kāi)挖和護(hù)壁施工處理遭受不利的影響。在流塑形態(tài)軟弱地層的廣泛分布下，巖土工程的樁基施工也會(huì)出現(xiàn)塌孔、裂縫等隱患，工程的施工質(zhì)量得不到保障。

三、復(fù)雜地質(zhì)中巖土工程中樁基施工管理中常見(jiàn)問(wèn)題

（一）樁基礎(chǔ)頂部缺陷問(wèn)題

受混凝土施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的影響，樁基礎(chǔ)頂部會(huì)出現(xiàn)一些缺陷，這種影響具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，水下澆筑混凝土沉淀泥沙厚度如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)的測(cè)定，在超灌樁頂混凝土強(qiáng)度不大的情況下會(huì)因?yàn)閵A泥而影響混凝土施工質(zhì)量。第二，在混凝土澆筑施工之后，施工人員由于個(gè)人的疏忽會(huì)使得鋼護(hù)筒的預(yù)埋、拆拔受力不均衡，由此會(huì)嚴(yán)重干擾到樁頂混凝土的施工，最終會(huì)影響混凝土施工質(zhì)量。第三，在使用大功率風(fēng)鎬鑿除混凝土樁頭的時(shí)候會(huì)擾亂周圍的混凝土，影響混凝土質(zhì)量。

（二）樁基礎(chǔ)頂部缺陷

如果巖土工程施工前期勘察設(shè)計(jì)不合理，在混凝土澆灌的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)一些塌孔現(xiàn)象，使得混凝土的后續(xù)翻漿受到阻礙，甚至還會(huì)誘發(fā)樁身缺陷。在巖土工程施工中，如果施工人員拆管時(shí)所使用的力量較大，就會(huì)干擾到混凝土的連續(xù)性，最終影響其質(zhì)量。

（三）預(yù)制樁缺陷

樁身斷裂、樁頂斷裂是預(yù)制樁施工中的常見(jiàn)問(wèn)題，從巖土工程施工發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，施工人員一般會(huì)選擇使用錘擊打入法的方式來(lái)開(kāi)展樁基礎(chǔ)施工，在將預(yù)制樁下沉的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)樁身斜錯(cuò)位的現(xiàn)象，雖然樁頂部的土層沒(méi)有出現(xiàn)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(huì)出現(xiàn)回單的現(xiàn)象。

巖土工程的預(yù)制樁會(huì)通過(guò)錘擊的形式被打入，在這個(gè)情況下如果樁的長(zhǎng)細(xì)比較大，或者說(shuō)是在沉樁操作的時(shí)候遇到較硬的障礙物就會(huì)使得樁尖偏離縱軸線，最終出現(xiàn)多個(gè)節(jié)樁銜接不在同一個(gè)軸線上的情況，誘發(fā)樁身的扭曲。

四、復(fù)雜地質(zhì)中巖土工程中樁基施工管理的優(yōu)化對(duì)策

（一）根據(jù)地質(zhì)條件來(lái)選擇適合的樁基礎(chǔ)形式

對(duì)于巖溶發(fā)育完善、地下水豐富、土洞發(fā)育良好的復(fù)雜地質(zhì)下的巖土工程施工來(lái)說(shuō)，為了保障施工質(zhì)量，需要施工人員能夠完成合理的基礎(chǔ)選型，即需要在水文、地質(zhì)全面分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程施工需要來(lái)選擇適合的基礎(chǔ)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(guò)開(kāi)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(dāng)?shù)倪x擇適合的樁基礎(chǔ)形式，在施工中需要施工人員能夠系統(tǒng)、全面的掌握施工區(qū)域范圍內(nèi)的地下室流動(dòng)走向、水位變化、水流量、巖溶分布情況。與此同時(shí)，為了能夠避免出現(xiàn)涌水的現(xiàn)象，還可以通過(guò)使用鋼套護(hù)壁的方式來(lái)組織施工。

圖一：人工挖孔樁施工

（二）樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用

第一，偏移處理技術(shù)。①嚴(yán)格按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)和施工設(shè)計(jì)圖紙完成超平放線，并根據(jù)建筑物的軸線控制樁大小來(lái)確定樁基軸線的位置，每個(gè)樁和樁之間位置的偏差要被控制在20mm左右。②根據(jù)樁密集程度、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)高、樁的設(shè)計(jì)規(guī)格來(lái)選擇打樁的順序，一般是從中間到兩邊對(duì)稱進(jìn)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(kāi)挖。在樁基施工的時(shí)候挖出樁頭，去掉混凝土浮漿上面的松散層，開(kāi)鑿出鋼筋，并就鋼筋實(shí)施必要的沖洗處理，而后在其上面按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)澆筑混凝土。②嵌入接樁。在混凝土澆筑的過(guò)程中要注重采取措施排除一系列的干擾因素。第三，補(bǔ)樁技術(shù)。①樁基承臺(tái)之前的補(bǔ)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(tái)、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(tái)能夠有效承受樁基的壓力。

（三）加強(qiáng)對(duì)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的控制

第一，靜壓樁施工質(zhì)量控制。地下水對(duì)靜壓樁施工干擾不大，施工周期短暫，能夠在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下實(shí)施。在具體實(shí)施操作的時(shí)候受不同地段基巖埋深不同的影響，施工中有效樁的長(zhǎng)度也就不足，加上受土洞發(fā)育的影響加，靜壓樁在施工的時(shí)候十分容易出現(xiàn)偏位、樁身折斷的問(wèn)題。為了能夠規(guī)避這個(gè)問(wèn)題，在小部分地段施工中，需要提前使用小鉆實(shí)施引孔處理；對(duì)于土洞、溶洞較多的施工地段，需要在具體施工中選擇時(shí)候的樁基形式。第二，沖孔灌注樁施工質(zhì)量控制。沖孔灌注樁施工過(guò)程中的樁徑、樁長(zhǎng)設(shè)置是十分靈活的，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中具有較強(qiáng)的穿透性。但是需要注意的是，在溶槽、溶溝位置上施工的時(shí)候，為了確保沖斗作業(yè)操作的均勻和平整，可以通過(guò)使用預(yù)埋塊石的方式來(lái)減少巖面出現(xiàn)傾斜的可能。第三，鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制。在使用鉆孔樁施工操作的時(shí)候要注重地下水對(duì)掉鉆、卡鉆現(xiàn)象的影響，同時(shí)，在施工的過(guò)程中還需要注重考慮混凝土流失對(duì)孔底沉渣控制的干擾。比如在鉆孔樁施工操作的時(shí)候可以使用預(yù)鉆孔跟進(jìn)鉆的方式來(lái)沖鉆成孔。同時(shí)，為了保障鉆頭作業(yè)面的強(qiáng)度，在溶溝、溶洞部位施工的時(shí)候可以通過(guò)預(yù)埋塊石的方式開(kāi)展施工。常見(jiàn)的樁基礎(chǔ)施工管理流程如圖二所示。

圖二：常見(jiàn)的樁基礎(chǔ)施工管理流程

五、復(fù)雜地質(zhì)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(rùn)發(fā)華中區(qū)物流配送中心項(xiàng)目由中國(guó)海城工程科技股份公司進(jìn)行設(shè)計(jì)，房屋建筑的總體面積為66489.34平方米，具體由倉(cāng)庫(kù)、綜合樓、公用站房、保養(yǎng)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(gè)房屋建筑重要性等級(jí)是二級(jí)，地基為二級(jí)，巖土工程勘察是乙級(jí)。

在對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目開(kāi)展的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)，工程場(chǎng)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(zhì)粘土，顏色是灰黑色的；所有土層呈現(xiàn)出飽和的狀態(tài)，存在異味，切面光滑，層頂埋深在0m到8.2m。

（二）樁基施工常見(jiàn)的問(wèn)題

第一，護(hù)筒底部土層塌陷。在護(hù)筒底部是軟土、淤泥、砂土、雜填土等松軟粘土層時(shí)選擇泥漿護(hù)壁操作，在成孔之后提出鉆桿、鉆頭，護(hù)壁泥漿的液面會(huì)出現(xiàn)降低的情況，在液面低于護(hù)筒筒底的是偶就會(huì)誘發(fā)護(hù)筒底部的塌陷。第二，孔壁塌落?？妆谒涞脑蛉缦拢孩僮o(hù)筒埋深不夠，在地層中出現(xiàn)粉細(xì)砂層或者粗砂層的時(shí)候，地層在遭遇水分侵襲的時(shí)候，護(hù)筒周圍底部的土層會(huì)變得松軟，最終發(fā)生塌陷。②地面動(dòng)荷載的影響。在孔隙周圍出現(xiàn)重型機(jī)械移動(dòng)或者作業(yè)振動(dòng)的時(shí)候，地面5m到15m范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)孔壁坍塌。③孔內(nèi)水位高度較低。④鉆具上下移動(dòng)速度較快，在鉆洞上下移動(dòng)速度較快的情況下水流會(huì)沖刷孔壁，甚至在提升鉆頭的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)孔壁塌陷。④護(hù)壁泥漿稠度不夠，達(dá)不到護(hù)壁的基本要求。第三，樁底成渣過(guò)厚。在鉆頭鉆到砂層位置上的時(shí)候會(huì)有砂礫混入到泥漿中，砂礫泥漿混合進(jìn)入到孔隙中之后會(huì)沉淀幾個(gè)小時(shí)，最終形成孔底沉渣。在砂礫流動(dòng)大、鉆頭水口縫隙大的情況下，沉淀會(huì)形成沉渣。第四，鉆孔偏斜問(wèn)題。鉆孔偏斜產(chǎn)生的原因包含以下以種：場(chǎng)地不平整，在場(chǎng)地不平整度情況下鉆機(jī)會(huì)處于一種傾斜的狀態(tài)，在鉆桿不處于豎直狀態(tài)的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)樁孔偏斜的問(wèn)題。同時(shí)，在鉆機(jī)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)樁位偏斜的問(wèn)題。第五，串孔問(wèn)題。在含有飽和粉土、粉細(xì)砂層、巖溶發(fā)育場(chǎng)地打樁施工操作的時(shí)候會(huì)遇到串孔的問(wèn)題。對(duì)串孔問(wèn)題分析發(fā)現(xiàn)引發(fā)這個(gè)問(wèn)題的原因包含土層中的松散飽和粉土、粉細(xì)砂數(shù)量多，在處理不當(dāng)?shù)那闆r下會(huì)出現(xiàn)串孔。同時(shí)，混凝土泵壓力較大、新填土不密實(shí)等也會(huì)誘發(fā)串孔問(wèn)題。

（三）樁基施工問(wèn)題的解決對(duì)策

第一，護(hù)筒底部土層塌陷問(wèn)題的解決對(duì)策。針對(duì)護(hù)筒底部土層塌陷的問(wèn)題，可以根據(jù)超前鉆探資料信息和場(chǎng)地實(shí)際情況來(lái)分析地層構(gòu)造，根據(jù)地層構(gòu)造來(lái)選擇適合的護(hù)筒深度。一般情況下護(hù)筒埋藏深度不能夠低于5m，最大埋深在10m，只有嚴(yán)格按照規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)確保護(hù)筒埋深能夠保證筒底土層不發(fā)生塌陷。第二，孔壁塌落的解決對(duì)策。在護(hù)筒底壓入粘土0.5m以上的時(shí)候，需要在護(hù)筒內(nèi)部投入粘土，并使用鉆頭實(shí)施必要的夯實(shí)處理。在了解地面地層情況的基礎(chǔ)上觀察是否出現(xiàn)塌陷問(wèn)題，并在施工的過(guò)程中采用泥漿護(hù)壁的方式來(lái)減少施工中的機(jī)械振動(dòng)。第三，樁底成渣過(guò)厚問(wèn)題的解決對(duì)策。在泥漿抽入到沉淀池之后會(huì)有大量的砂石沉淀到池塘底部，這個(gè)時(shí)候可以借助挖掘機(jī)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(nèi)多余的泥漿。第四，鉆孔偏斜問(wèn)題的解決對(duì)策。對(duì)待鉆孔偏斜問(wèn)題可以使用以下解決辦法：①使用挖機(jī)平整場(chǎng)地，確保打樁機(jī)器操作場(chǎng)地的平整，并為整個(gè)工程的順利施工提供重要支持。②在施工操作的過(guò)程中，操作者要經(jīng)常性的檢查鉆桿的垂直度，并強(qiáng)化對(duì)鉆機(jī)操作人員的管理。③使用水準(zhǔn)儀、全站儀來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)械的使用，使得鉆桿始終處于垂直的狀態(tài)。第五，串孔問(wèn)題的解決措施。仔細(xì)勘察施工場(chǎng)地的地質(zhì)情況，因地制宜的調(diào)整設(shè)計(jì)方案，并在施工操作的過(guò)程中調(diào)整樁的間隔距離，同時(shí)，采取措施夯實(shí)回填土。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本人先后在陜西省核工業(yè)地質(zhì)局214大隊(duì)及阜陽(yáng)市建筑勘察設(shè)計(jì)院從事巖土工程專業(yè)工作已14年，深知巖土工程的樁基礎(chǔ)施工是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，這項(xiàng)工作的順利開(kāi)展能夠保證房屋建筑的施工安全。因此，在新的歷史時(shí)期，需要相關(guān)人員在全面了解巖土工程施工實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，立足當(dāng)前巖土工程樁基礎(chǔ)施工存在的問(wèn)題，有針對(duì)性的提出解決對(duì)策，打造出完善的施工質(zhì)量管理體系和高素質(zhì)的施工人才隊(duì)伍，從而為整個(gè)巖土工程的順利施工提供重要支持。