淺談巖溶地區沖孔灌注樁施工的若干問題

■江俊健 ■建龍工程咨詢有限公司，福建 龍巖 364000

1 工程概況

該工程為某金融大廈沖孔灌注樁工程，共有123根沖孔灌注樁，設計持力層為中風化灰巖，地層中有溶洞及土洞存在，作為持力層的巖層厚度不小于5米，樁底進入持力層為50㎝，樁徑為1．2米。

沖孔灌注樁施工工藝程序是:場地平整→樁位放線、開挖泥漿池、漿溝→護筒埋設樁機就位、孔位校核→沖擊成孔→界巖、終孔驗收→鋼筋籠制作、下鋼筋籠和鋼導管→二次清孔、測沉渣厚度符合設計要求→灌注水下混凝土→成樁養護。

2 成孔中產生塌孔的原因、預防和處理

(1)產生塌孔的原因有:①由細砂、卵石及泥質卵石組成的砂卵層為透水層由于沖擊力和地下水的作用破壞孔壁土層結構導致塌孔;②沖孔過程中遇溶洞或土洞，泥漿面迅速下沉，失去泥漿對孔壁的側壓力，孔壁土體粘聚力減弱，以致孔壁產生塌孔、埋鉆，甚至破壞整個孔位引起地面塌陷;③泥漿的粘性較差，泥漿的密度較小，沒有起到泥漿護壁的作用也是造成塌孔不可忽略的因素。

(2)預防和處理:①采用含砂率低、粘性良好的粘土造漿，護筒應高出自然地面50㎝以上，增大水頭使孔內水側壓力增加;②根據樁機的分布、樁機的移機路線以及地勘柱狀圖，將袋裝粘土及袋裝水泥分散在各樁機周圍，在場地相對中心的位置挖兩個備漿池，將性能好的泥漿抽到備漿池作為補漿備用，沖孔過程中，如遇溶洞，泥漿面下沉，在最短時間內將準備好的片石、黃土或水泥填充溶洞后，再補漿，以防塌孔，一般土洞、溶洞洞頂擊穿后樁孔中泥漿很快下降，直至孔中的泥漿停止下降，并慢慢上升，此時可用沖錘進行適當擠壓，反復拋塊石、粘土、水泥直至把樁基兩側的溶洞都填滿或堵死為止，最后補充泥漿再重新成孔，溶洞較大的最好等1～2天后再重新沖孔成樁;③根據柱狀圖所示透水性砂卵層厚度，準備好若干個鋼護筒以能護住砂卵層長度為宜，采用鉆錘沖擊的方法將護筒埋入，護筒之間焊接順直牢固;④另外，若塌孔引起地面塌陷，土層較松軟，重新成孔還會塌孔時，應采用護筒跟進的方法施工。

3 成孔過程中產生偏孔的原因、預防及處理

(1)成孔后不直，出現垂直偏差，其原因是:①沖孔中遇大孤石探頭石或在有傾斜度的軟硬地層交界處、巖石傾斜處。②樁機安裝穩定性差，樁機所處地面軟弱或軟硬不均。

(2)防治措施:①在沖孔過程中，要及時復核樁錘鋼絲繩位置，如發現偏位要及進糾正，要多次向孔底拋直徑20～30cm的塊石糾斜，否則容易偏孔。然后低錘快打嚴格控制鉆進速度，造成一個平臺后再提錘猛打;②嚴格控制鉆進速度，先將場地夯實平整，軌道枕木宜均勻著地或用型鋼加寬樁機底座設置可靠的固定設施③如果孔位巖石傾斜度較大或巖質軟硬相差較大可直接灌注混凝土，待混凝土達到一定強度后再重新鉆進，若還不能糾正垂直度，應在澆筑混凝土的基礎上，在混凝土面上加5㎜厚鋼板，待混凝土達一定強度后再施打。

4 樁基斷樁的原因、預防及處理

(1)樁基斷樁的原因:①導管輕微漏水，導管內存在氣壓，造成堵管，導致灌注中斷;若重新灌注，則混凝土內存在浮漿夾層造成斷樁;②導管埋入混凝土太深，造成堵管，導致灌注中斷;若重新灌注，則混凝土內存在浮漿夾層造成斷樁;③混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素，造成導管堵塞，導致灌注中斷;若重新灌注，則混凝土內存在浮漿夾層造成斷樁;④灌注混凝土時，孔壁側壓力增大，超出孔壁與相鄰溶洞(或土洞)間隔離層承受能力，混凝土面驟然下降，導致導管出口在在混凝土面上，于是后澆筑混凝土與已下沉混凝土面間夾雜一層泥渣，造成斷樁。

(2)防治方法:①導管安裝前預先試拼并作好標記，安裝導管時須按試拼時的狀態對號安裝，所有的法蘭盤接頭均須墊入5-7㎜厚的橡膠墊圈，安裝時須對正放平，擰緊螺栓;②導管不要埋入混凝土內過深，導管埋入混凝土深度為2～6米③;嚴格控制混凝土配合比、和易性等技術指標;④混凝土灌注過程中嚴密監測混凝土面上升速度。

5 孔底沉渣厚度偏大的原因、預防及處理

(1)孔底沉渣厚度偏大的原因:①清孔過程中未搖動導管，清孔時形成單一循環水路使孔底泥漿不能均勻循環導致孔底沉渣厚度不均勻，不符合設計及規范要求。可用小型空氣泵連接吸泥管送風將孔底沉渣抽出或通過邊清孔邊不斷搖動導管，將孔底沉渣清出;②封底失敗，由于首批混凝土數量過小，孔底的沉渣厚度大等原因導致首批混凝土灌入孔后，未實現水下混凝土封底的現象，稱為封底失敗，封底失敗后應立即停止灌注，灌斗容量應能滿足初灌量的要求，開始灌注混凝土時，導管底部距離孔底的距離宜為300～500㎜，及時對孔內混凝土進行清理地面穩定性較好的，應采取導管內安裝高壓風管進行二次清孔的方法;③鋼筋籠在起吊、運輸和安裝時鋼筋籠變形，下籠時碰撞孔壁，大量孔壁砂石土脫落后沉至孔底，二次清孔時未能將孔底松散泥石清起;④清孔過程中，泥漿比重降低孔壁壓力減小，經處理的溶洞及土洞處孔壁泥石發生塌落沉入孔底，二次清孔時未能將孔底松散泥石清起。

(2)防治及處理措施:①清孔過程中多搖動導管使孔底泥漿均勻循環，將孔底沉渣帶出;②鋼筋籠放置在平坦堅實的地面上以免產生彎曲變形，鋼筋籠各節點焊接牢固預防起吊、運輸過程中發生變形;③采用含砂率低、粘性良好的粘土造漿;④灌斗容量應能滿足初灌量的要求，導管底部距離孔底的距離宜為300～500㎜，確保首灌量沖擊力將泥漿與孔底沉渣沖擠上來;⑤用小型空氣泵連接吸泥管送風將孔底沉渣清出。

6 灌注第一批混凝土時鋼筋籠上浮原因、預防及處理

(1)鋼筋籠上浮的原因:設計樁頂標高與自然地坪高差大，鋼筋籠與自然地坪間存在很長一段空孔，吊筋太長而剛度不足，鋼筋籠在較深的孔中受較大浮力作用，再在首灌量混凝土浮力作用下將鋼筋籠頂起。

(2)防治及處理措施:①在鋼筋籠頂部套鋼管與護筒焊接，阻止鋼筋籠上浮;②準確計算導管埋深和已澆筑混凝土標高，當混凝土埋過鋼筋籠底端2-3米時，應及時稍微將導管提至鋼筋籠底端以上，以防混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動鋼筋籠上浮，導管提升后，提升段混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，從而阻止鋼筋籠上升。

7 結語

本人在某橋梁沖孔灌注樁施工過程中，嚴格執行樁基技術規范，通過對成孔、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注三個環節的質量控制，該橋梁工程沖孔灌注樁聲測及動測檢測結果均達合格以上，123根樁中有81根樁身完整達一類樁，42根樁局部有輕微缺陷不影響結構承載為二類樁。由于土洞、溶洞的影響以及沖孔灌注樁施工的隱蔽性，還有更多的問題需要我們去探索。