淺談石灰巖地區沖孔樁基礎施工的質量控制要點

王 松 陳柏海

（廣東省地質工程公司，廣東 廣州 510425）

1 概述

石灰巖（Limestone）簡稱灰巖，以方解石為主要成分的碳酸鹽巖。石灰巖的主要化學成分是CaCO3易溶蝕，故在石灰巖地區多形成溶洞。

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

2 基礎類型選擇

目前在珠三角石灰巖地區，樁基礎選型主要有預應力管樁、CFG 樁、沖孔樁及專家學者新研究的其它樁基礎類型。現就上述三種基礎類型進行經濟和質量對比如表1。

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根據上表分析，三種基礎類型各有優缺點，基礎選型時須根據地下室開挖深度、溶（土）洞發育情況合理選擇基礎類型。

以沖孔樁基礎為例，在巖溶地區常用的溶洞處理方式主要有：預注漿處理、鋼護筒護壁、拋填粘土片石等方式，其中較為經濟易節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，然后繼續沖孔，若出現漏漿，應繼續拋填復沖，直至保證在不漏漿的情況下沖孔至設計樁底位置。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

為保證每條基礎樁有良好完整的持力，樁基礎施工前應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，孔內泥漿的流失，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以3:1為宜。

4 施工過程中質量控制要點

4.1 沖孔

樁位測定后，即開始沖孔，下護筒、繼續沖孔，直至遇到溶洞。沖孔前應對應樁的超前鉆報告，在即將遇到溶洞時，應減小沖錘落距，采用輕錘慢沖的方式沖破溶洞頂板。此時應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，即刻向孔內拋填粘土和片石，直至泥漿不再流失，然后繼續采用輕錘慢打的方式向下錘擊，如此反復，直至沖孔至設計孔深。

4.2 泥漿

沖孔樁一般采用泥漿正循環的方式排渣，在巖溶地區。應根據地層情況特別配置泥漿，其經驗泥漿參數如表2所示。

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選擇合理的泥漿參數，才能保證護壁、排渣的效果。

4.3 樁位復核

巖溶地區沖孔樁施工，采用拋填粘土片石復沖孔的方式進行溶洞處理，多次的反復沖孔，極易造成施工管理人員的思想疲憊。作為施工管理人員，應以質量為重，不煩不燥，每次復沖孔前都應進行樁位復測，并在沖孔過程中動態監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，從而體現出較高的混凝土超灌系數。故在水下混凝土灌注時，應按經驗預備足量的混凝土，以免因混凝土流失較多而后補混凝土無法及時供應導致斷樁情況出現。同時，水下混凝土的坍落度應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 施工后的質量控制

5.1 樁基檢測

按照相關規范規定，基礎檢測主要有靜載檢測、超聲波檢測、低應變檢測、抽芯檢測等類型。因已施工完成的沖孔樁樁身異形（隨溶洞形態而不同），超聲波和低應變檢測較難斷定樁身完整性。故應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，低應變和超聲波僅作為預判斷的輔助方式。

5.2 質量問題處理措施

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填充物反涌與樁身混凝土混合，導致混凝土強度降低。若出現樁身強度不足，應由設計復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 樁身蜂窩現象。樁身蜂窩現在主要可能是因為因溶洞超灌難以確定導管埋深，起拔導管不均勻導致，亦有可能是因為石灰巖裂隙導致混凝土水泥漿流失，骨料難以膠合所致。蜂窩現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，則需進行結構補強，較為合理的結構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，達到結構補強目的。

5.2.3 沉渣較厚現象。因頻繁拋填粘土片石復沖孔，導致孔內泥漿比重發生變化，施工過程中若沒有動態調整泥漿比重，則會出現片石碎屑無法排出，最終導致孔底沉渣較厚。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。孔底沉渣超過規范要求值（5cm），對樁基礎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，并在承臺底板結構處加強構造，盡量增強承臺與底板的連接性能及剛度，從而減小樁基礎的承受荷載。

5.2.4 樁底持力層溶蝕現象。超前鉆孔勘察的孔徑遠遠小于樁基礎的直徑，石灰巖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現持力層有溶蝕或半邊溶蝕現象。這嚴重影響樁基礎的穩定性。此類問題的處理方式宜采用在持力層內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

巖溶地區進行沖孔樁施工，難度之大不言而喻，作為參建人員，應以“質量第一”為目標，從各個環節進行質量控制，確保施工質量達到要求。

[1] 《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008[S].

[2] 《建筑地基基礎施工驗收規范》GB50202-2002[S].

[3] 《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002[S].