論巖溶發(fā)育地質(zhì)灌注樁施工質(zhì)量控制關(guān)鍵要點(diǎn)及應(yīng)對措施

周鐵峰

廣州機(jī)場建設(shè)投資集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510010

巖溶發(fā)育地質(zhì)施工是城市建設(shè)施工中經(jīng)常面臨的施工環(huán)境，巖溶地質(zhì)屬于不良地質(zhì)的一種，施工過程需采用科學(xué)合理的施工控制手段來保證是施工過程的安全，也是保證樁基施工質(zhì)量的重要措施。在巖溶發(fā)育地質(zhì)基樁施工前，需對作業(yè)面的上覆巖（土）層進(jìn)行充分的設(shè)計和論證，保證施工機(jī)械的安全作業(yè)；需對場地進(jìn)行合理化的降排水設(shè)計，保證上覆軟土的水分能有效排出，改良施工作業(yè)面土層的強(qiáng)度和壓縮性，保證樁基施工過程的垂直度滿足要求，從而控制基樁的施工質(zhì)量；需根據(jù)穿越土層的特性，對護(hù)壁泥漿的配合比及換漿速度進(jìn)行合理設(shè)計，保證孔壁的穩(wěn)定和清渣效果等。

1 工程概況

白云機(jī)場三期擴(kuò)建工程周邊基礎(chǔ)設(shè)施一期工程，也稱平西安置區(qū)，項目規(guī)劃總用地面積約604297m2，群體建筑面積約1172146.47m2。項目主要建設(shè)內(nèi)容工程內(nèi)容包括安置區(qū)建設(shè)、地下空間等綜合開發(fā)建設(shè)及公建配套設(shè)施、紅線范圍內(nèi)的配套道路等工程。其中，平西安置區(qū)南區(qū)標(biāo)段包括地塊一至地塊十四的工程建設(shè)內(nèi)容，群體建筑面積約554182.71m2，其中住宅建筑面積約346721.8m2，均采用裝配式建筑，建筑物最大高度41.2m，單跨最大跨度10.8m，基礎(chǔ)主要為高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁和泥漿護(hù)壁鉆（沖）孔灌注樁兩種形式。

2 場地地質(zhì)情況

場區(qū)巖土層為：第四系沖洪積層、殘積土層覆蓋，沖洪積土層主要由填土、粉質(zhì)黏土、黏土、粉細(xì)砂、中粗砂、下伏巖層等組成，局部分布有淤泥；殘積土層主要為粉質(zhì)黏土、粉土等；基巖主要為壺天組、測水組沉積巖，主要巖性為石灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r和炭質(zhì)頁巖等巖性，呈淺色、灰白色、灰黑色為主，巖面標(biāo)高起伏大，溶洞發(fā)育強(qiáng)烈，溶洞直徑范圍大部分分布在0.5～3.5m區(qū)間，連通性一般。場地內(nèi)靜止水位埋深1.90～3.80m左右。

3 樁基概況

本工程地工程樁采用預(yù)應(yīng)力管樁和鉆（沖）孔灌注樁兩種樁型，樁基工程概況見表1。

表1 樁基工程概況

4 泥漿護(hù)壁沖擊成孔灌注樁

4.1 場地準(zhǔn)備

首先做好清表和場地平整工作，保證后續(xù)施工設(shè)備平臺的穩(wěn)定。在工作面位于溶洞范圍或影響范圍在溶洞臨空面范圍內(nèi)時，應(yīng)詳細(xì)勘察溶洞位置、大小和充填效果，摸查上覆巖土層的厚度等，保證施工機(jī)械在作業(yè)期間的安全穩(wěn)定。

4.2 測量放線

在施工測量工作，首先要采用全站儀進(jìn)行樁位測放，先將鋼筋插入樁位中心，再在周圍打一根控制樁，并采用砂漿進(jìn)行固定，經(jīng)檢查合格以后才能進(jìn)入下一工序。

4.3 埋設(shè)護(hù)筒

在護(hù)筒埋設(shè)前，先結(jié)合項目的地質(zhì)情況和樁身直徑等進(jìn)行鋼護(hù)筒制作，護(hù)筒成形以后，及時對鋼護(hù)筒的下放位置進(jìn)行定位，并進(jìn)行鋼護(hù)筒下沉，在下沉?xí)r應(yīng)確保鋼護(hù)筒的平穩(wěn)性。由于項目所處地質(zhì)為軟土地質(zhì)，其土層為淤泥質(zhì)黏土層，故易于發(fā)生塌孔，將護(hù)筒埋深控制在10m。同時，在護(hù)筒埋設(shè)時，考慮到穿透難度較大，故應(yīng)采用人工挖埋技術(shù)進(jìn)行埋設(shè)，以免受到外界因素的影響而導(dǎo)致塌陷[1]。施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）對樁位中心進(jìn)行校核，并采用粘土進(jìn)行護(hù)筒回填。

（2）在護(hù)筒埋設(shè)時，應(yīng)采用人工挖埋方式，將入土深度控制在4m左右，護(hù)筒上部應(yīng)高出地面0.3m，同時要超出地下水位1.5～2m。

（3）在施工中，應(yīng)確保護(hù)筒中心與樁中心相互重合，將平面偏差控制不大于5cm，傾斜度偏差不大于1%。如果出現(xiàn)不良土層，應(yīng)加深護(hù)筒埋設(shè)的深度。

4.4 鉆機(jī)就位

（1）在鉆進(jìn)前，應(yīng)在樁位兩邊鋪設(shè)路基箱，高度為30cm，在上方放置枕木，當(dāng)鉆機(jī)就位時，應(yīng)確保底座的平穩(wěn)性，加強(qiáng)鉆機(jī)的垂直度控制，確保鉆機(jī)頂部、與護(hù)筒中心在同一垂直線上，將偏差控制小于±20mm。

（2）鉆機(jī)就位時，應(yīng)對鉆機(jī)平臺進(jìn)行復(fù)測，做好鋼護(hù)筒標(biāo)高測量，為孔深與沉渣厚度測量提供參考。

4.5 沖擊鉆進(jìn)

沖孔灌注樁施工作為鉆孔施工中重要工序，應(yīng)優(yōu)選鉆機(jī)，采用低速鉆進(jìn)方式，以免造成施工影響。同時，要結(jié)合項目的地質(zhì)條件，對鉆機(jī)鉆頭進(jìn)行切換，保證鉆機(jī)平穩(wěn)[2]。

（1）在沖孔鉆進(jìn)時，應(yīng)采用低錘密擊的方式，泥漿護(hù)壁時采用循環(huán)方式，孔深達(dá)護(hù)筒下 3m 后，轉(zhuǎn)入正常連續(xù)沖擊，造孔時及時將殘渣排出孔外。

（2）在鉆進(jìn)過程中每1～2m要檢查一次成孔的垂直度。大直徑樁孔可分級成孔，成孔過程中泥漿面保持穩(wěn)定。

（3）成孔后，用測繩下掛0.5kg重鐵砣測量檢查孔深并驗(yàn)收，核對無誤后，進(jìn)行清孔。

（4）孔徑≥設(shè)計樁徑，孔斜≤1%，孔深允許偏差+30cm護(hù)筒中心，要求偏差不大于±20mm。

圖1 沖擊鉆進(jìn)

4.6 一次清孔

清孔作為鉆孔后一個重要環(huán)節(jié)，主要清除樁孔內(nèi)的雜質(zhì)，以減小孔底沉降，提升樁孔的承載力。在鉆孔完畢后，應(yīng)及時進(jìn)行清孔，以減少放置時間，避免出現(xiàn)殘渣沉積現(xiàn)象。終孔作業(yè)完成后，確保沖孔管離孔底約16cm左右，泥漿要循環(huán)，輸入比重控制在1.1～1.25，并換出鉆渣較多的泥漿[3]。另外，將清孔時間控制在0.3～2h。清孔過程中，應(yīng)保證泥漿面高度。

4.7 鋼筋籠吊裝

（1）合理選擇噸位合適的吊裝機(jī)械，在吊放時，應(yīng)以孔位為中心進(jìn)行下沉，以免與孔壁發(fā)生碰撞。

（2）在接長時，應(yīng)對準(zhǔn)孔位將第一段鋼筋籠吊入，再在護(hù)筒上部采用架立筋進(jìn)行固定，接著將第二段鋼筋籠吊起，并進(jìn)行接長。

（3）當(dāng)鋼筋籠安裝完畢以后，應(yīng)嚴(yán)格檢查鋼筋頂端的高度。

圖2 鋼筋籠吊裝

4.8 導(dǎo)管和漏斗安裝

在混凝土澆筑前，應(yīng)合理選擇導(dǎo)管并安裝。在導(dǎo)管組裝時，應(yīng)確保接頭密封性，以免發(fā)生滲漏。

首次使用前，先做好閉水試驗(yàn)，試水壓力0.6～1.0MPa，以不漏水為合格。導(dǎo)管底端下沉深度為孔底標(biāo)高上500mm。在漏斗安裝時，應(yīng)將它安裝于導(dǎo)管頂端。

4.9 二次清孔

（1）在水下砼灌注前，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔時，應(yīng)采混凝土導(dǎo)管，清孔時，保證輸入密度不大于1.15的泥漿[4]。

（2）當(dāng)二次清孔完畢后，應(yīng)對孔底沉渣厚度進(jìn)行測定，一般控制不大于50mm，當(dāng)滿足要求以后，及時進(jìn)行水下混凝土灌注。

圖3 二次清孔

4.10 水下澆筑混凝土

水下混凝土灌注作為灌注樁施工中最后一道工序，在施工時，應(yīng)對灌注樁的中心坐標(biāo)進(jìn)行檢查，當(dāng)滿足要求以后才能進(jìn)行使用。同時，要合理控制混凝土的灌注時間，確保水下灌注的質(zhì)量，在實(shí)際施工時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）將導(dǎo)管直徑控制在200～250mm范圍內(nèi)，分節(jié)長度控制在2～2.5 m，施工時，確保導(dǎo)管與鋼筋距離在100mm左右，在安裝前先進(jìn)行試拼裝，安裝結(jié)束以后才能進(jìn)行試壓。

（2）在澆筑過程中，應(yīng)將管底與孔底的間距控制在300～500mm，同時采用導(dǎo)管將混凝土面埋入，其埋深應(yīng)大于0.8m，在澆筑過程中，應(yīng)將導(dǎo)管埋深控制在2～6m。

（3）在施工過程中必須安排施工人員實(shí)時查看導(dǎo)管孔狀態(tài)，確保導(dǎo)管內(nèi)不發(fā)生堵塞，一旦發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)部存在堵塞物，施工人員需要立即活動導(dǎo)管，保證導(dǎo)管的通透性。

5 施工中質(zhì)量控制

（1）原材料控制。在施工前，應(yīng)嚴(yán)格檢查進(jìn)場的鋼筋原材料的標(biāo)號、出廠日期和實(shí)驗(yàn)報告等文件，看各項性能指標(biāo)是否符合設(shè)計要求，禁止使用劣質(zhì)材料。

（2）成孔質(zhì)量檢查。在鉆孔灌注樁成孔施工時以及混凝土灌注之前，應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆孔成孔質(zhì)量。首先進(jìn)行孔位檢查，當(dāng)埋設(shè)好鋼護(hù)筒以后，應(yīng)采用全站儀對孔位進(jìn)行定位檢查。其次，在樁孔成孔以后，應(yīng)選用測量鉆頭從孔口至孔底鉆入孔中，如果鉆頭不卡鉆，就證明孔徑滿足要求。在檢測時，應(yīng)將井徑器吊起，保持孔的中心與鋼繩的一致性，并將它逐漸放入孔內(nèi)，孔徑不小于籠徑，保證能夠通暢放入。另外，還要結(jié)合測量系統(tǒng)進(jìn)行工程測量。1）做好孔深檢查工作，采用錐形錘進(jìn)行檢查，保證錘底直徑約14cm，高度約21cm，質(zhì)量約5kg。在測繩時，應(yīng)對鋼尺進(jìn)行核查。2）清孔結(jié)束以后，應(yīng)在樁孔底部位置取泥漿，再采用比重稱進(jìn)行泥漿的比重和含沙量測定[5]。

（3）樁身質(zhì)量檢查。在樁身混凝土澆筑時，先進(jìn)行混凝土取樣，取樣成型以后，再開展混凝土指標(biāo)試驗(yàn)工作。根據(jù)設(shè)計要求，確保混凝土試件成型組數(shù)滿足數(shù)量要求。另外，在混凝土澆筑完畢后，應(yīng)采用超聲波管來檢測樁體質(zhì)量。

（4）樁位控制。為了保證樁位質(zhì)量，在施工前，應(yīng)采用全站儀進(jìn)行樁位定位，當(dāng)埋設(shè)護(hù)筒完成以后，要進(jìn)行復(fù)測。同時，要采用坐標(biāo)架進(jìn)行護(hù)筒中心、樁位中心校正，看是否保持一致。

（5）樁長控制。在施工過程中，應(yīng)對護(hù)筒口高程進(jìn)行換算。同時，要確保機(jī)具長度的準(zhǔn)確性。對鋼繩長度進(jìn)行測量，對于負(fù)重后的伸長值進(jìn)行檢查，看是否有誤，如果有誤要及時更正。

（6）樁底沉渣控制。加強(qiáng)樁底沉渣控制，鉆孔的泥漿比重不大于1.25，及時清理孔底沉渣，以免影響到基樁承載力。

（7）混凝土強(qiáng)度控制。在施工前，應(yīng)結(jié)合設(shè)計要求進(jìn)行混凝土試配，施工結(jié)束后，及時進(jìn)行混凝土保養(yǎng)，合理調(diào)整混凝土配合比。

（8）樁身結(jié)構(gòu)控制。按照隱蔽工程進(jìn)行鋼筋籠驗(yàn)收，并做好記錄。在鋼筋籠施工前，應(yīng)將施工指標(biāo)控制在允許范圍內(nèi)，包括主筋搭接長度、塊位置定位等。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑施工技術(shù)也得到了迅速發(fā)展和進(jìn)步，建筑施工質(zhì)量和施工過程安全也得到了顯著提升。本文結(jié)合實(shí)例，通過對巖溶發(fā)育地質(zhì)環(huán)境下的泥漿護(hù)壁沖擊成孔灌注樁施工中質(zhì)量控制措施進(jìn)行研究，結(jié)果表明，泥漿護(hù)壁沖擊成孔施工技術(shù)具有良好的施工效果和質(zhì)量可靠性，具有一定的應(yīng)用價值，可為后續(xù)巖溶地質(zhì)環(huán)境中施工提供參考。