保證巖溶地區樁基施工勘察質量的幾個關鍵點

馬明強

【摘要】高層建筑鉆孔灌注樁樁基持力層的選擇直接影響到建筑物的建設工期、工程造價及使用安全，而鉆孔灌注樁樁基持力層主要根據樁基施工勘察來確定。依據經驗，在樁基施工勘察中對巖體完整程度的判定主要依據巖芯采取率來確定。該文以本人負責的某高層住宅小區勘察為例，詳細介紹了保證巖溶地區樁基施工勘察質量的幾個關鍵點的控制。

【關鍵詞】鉆探進尺；巖芯采取率；樁基持力層

前言

隨著我國經濟建設的高速發展，城市人口迅速膨脹。有限的城市土地，要容納迅速膨脹的城市人口，高層建筑就成為城市工程建設的主流。由于許多城市巖土工程條件一般，天然地基難以滿足高層建筑對地基承載力的要求，鉆孔灌注樁成為了高層建筑普遍采用的基礎形式。為準確選擇鉆孔灌注樁樁基持力層，確保鉆孔灌注樁的質量，保證樁基施工勘察質量是關鍵。該文結合本人實踐就保證巖溶地區樁基施工勘察質量五個關鍵點的控制詳述如下。

1.鉆機就位

鉆機就位的準確與否直接影響到樁基施工勘察質量。我們都明白，樁基施工勘察就是為確定鉆孔灌注樁樁基持力層，確定樁底標高進行的鉆探。每個鉆孔對相應的灌注樁負責，一個鉆孔出錯就意味著一顆灌注樁可能存在風險，所以我們首先要確保鉆機就位后，鉆孔位于灌注樁的中心。另外，我們還要確保鉆機各個部位的墊板合適，保證鉆機機上鉆桿的垂直度及鉆機能夠平穩鉆進，切忌鉆機正常機械震動時發生滑移，甚至傾斜、傾覆。若鉆機不能平穩鉆進或機上鉆桿的垂直度不夠勢必難以保證巖芯采取率，從而影響技術人員對巖體完整性的判斷，不利于確定合理的樁底標高和樁基持力層。

2.基巖面的確定

基巖面以下的每個位置都有可能成為鉆孔灌注樁的樁底標高，所以進入基巖就是進入樁基施工勘察的關鍵鉆探段。從進入基巖開始，我們必須嚴格按照《建筑工程地質勘探與取樣技術規程》（JGJ/T87-2012）控制回次進尺，詳細記錄鉆探進尺情況、漏水情況，巖芯采取率，并及時與鉆探所得巖芯對照，以更加準確的對巖體的破碎程度、完整性做出判斷，為確定合理樁底標高及樁基持力層提供有利證據。一旦我們基巖面判斷出現失誤，將直接影響到技術人員對巖芯采取率的統計，錯誤的巖芯采取率會導致對基巖完整性的錯誤判斷，也就無法確定正確的樁底標高和樁基持力層。

3.基巖中巖芯采取率的確定

《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）中明確規定：對于大直徑嵌巖鉆孔灌裝樁，必須確保樁底以下3倍樁徑且不小于5m范圍內巖石的完整性。由于巖石深埋于地下，其完整性我們難以宏觀的看到，此時基巖中巖芯采取率成為反應巖石完整性的重要指標。概括的講，巖芯采取率受到巖體本身完整性（內因）和鉆探操作、人員判斷（外因）兩個主要方面的影響。

內因方面一般存在四種情況：

1）巖體巖溶強發育區，溶溝、溶槽、巖溶裂隙及溶洞分布密集，彼此交叉連通，巖體呈千瘡百孔狀，此時的巖體完整程度分類屬于破碎、極破碎。鉆進時進尺不連續，時快時慢，甚至直接掉鉆。這種情況巖芯采取率很低，大約10%～30%，該層位不可作為端承樁的樁基持力層。

2）巖體巖溶中等發育區，絕大部分巖溶裂隙和構造裂隙被方解石脈充填，巖體完整程度分類屬于較破碎～較完整。鉆進時由于鉆具的高速旋轉及鉆機振動，原在原位狀態充填完好的裂隙或閉合裂隙會張開，致使巖芯呈碎塊狀、短柱樁，巖芯之間相互磨損消耗嚴重，巖芯采取率偏低。另外，碎塊狀巖芯容易卡鉆、堵鉆，致使鉆頭不能有效切割底部基巖，造成巖石切割巖石的尷尬情況發生，這樣既不利于進尺，又因巖芯消耗嚴重難以保證巖芯采取率。這種情況巖芯采取率大約40%～50%，該層位不宜作為樁基持力層。

3）巖體巖溶微發育區，巖體本身受地質作用影響處于高應力狀態。鉆具對巖體進行切割后，巖體應力釋放，巖芯呈餅狀。此時由于鉆具的高速旋轉，巖芯消耗也比較嚴重，巖芯采取率大約50%～60%，該層位作為樁基持力層需仔細研究討論。

4）巖體巖溶微發育區，巖體本身應力處于正常狀態，巖體完整程度分類屬于較完整～完整。鉆進進尺平穩連續，巖芯呈短柱狀、柱狀，巖芯采取率可達到80%以上。該巖體是很好的樁基持力層。

外因方面比較復雜，主要有四個方面的因素：

1）鉆機平穩，機上鉆桿垂直度滿足要求時，就容易保證巖芯采取率。若鉆機易發生振動滑移，甚至傾斜或機上鉆桿傾斜過大，就難以正常鉆進。這樣既影響鉆進速度又不利于保證鉆探質量，影響巖芯采取率，影響對巖體完整性程度的判定。

2）鉆頭的胎體硬度及磨損情況也影響著巖芯采取率。當鉆頭胎體硬度合適且處于六-九成時，鉆頭的切割效果最佳，進尺快，巖芯消耗少，巖芯采取率高。相反，鉆頭則切割效果差，甚至難以進尺，巖芯消耗大，巖芯采取率偏低。此時的巖芯采取率不能正確反應巖體的完整程度。

3）鉆進給水量也直接影響鉆探質量。當給水量充足時，能及時帶走鉆進形成的巖粉，鉆頭能與底部基巖充分接觸，切割效果明顯，進尺快，巖芯采取率高。相反，水量不充足時，部分巖粉黏連在鉆頭上或覆在底部基巖上，嚴重影響了鉆頭對基巖的切割，增加了巖石之間、巖石與巖粉之間的磨損消耗，進尺慢，巖芯采取率偏低，影響了對巖體完整性的判定。

4）鉆探人員及技術人員的業務水平也左右著巖芯采取率的確定。首先鉆探人員在停鉆，準備上管時，應停水，間斷性的干鉆幾圈，確保巖芯從根部裁斷且已牢固裝進鉆具，切忌從中間某一部位裁斷，使得鉆探段巖芯不能夠全部采取上來，影響巖芯采取率的量測。其次，在上管和鉆桿拆卸過程中，要保證連續平穩，不要發生較大幅度晃動，以免巖芯脫落，導致采取的巖芯不能正確反應實際的巖芯采取率。進行編錄的技術人員更應該詳細了解各個環節操作對巖芯采取率可能造成的潛在影響，切忌簡單的套用公式，直接量測采取所得巖芯及鉆進回次進尺換算巖芯采取率，應結合鉆探進尺情況、本回次及前、后回次所采取巖芯情況及鉆探進尺情況綜合分析確定每一回次的巖芯采取率。

總之，巖芯采取率是定量評價巖體完整程度的重要指標。作為巖土工程技術人員應綜合運用所學知識及實踐經驗，仔細分析、推斷并量測相應數據，以最終確定合理的巖芯采取率，使其能較準確的反應巖體的完整程度，為科學的確定樁底標高和樁基持力層提供有利依據。

4.勘察終孔深度的確定

前述中每一鉆孔為相應的灌注樁樁長確定提供依據。但實際巖土工程問題中，灌注樁之間有著密不可分的聯系，最終樁底標高及樁基持力層的選擇應從整體考慮。因此，鉆孔深度的確定也應該參照周邊鉆孔，合理確定其終孔深度。例如，在本工程中計劃按連續揭露6m較完整中風化巖石為終孔條件。1號鉆孔10.0m入巖，10.0-14.8m為較完整中風化巖石，14.8-17.2m為巖溶強發育段，17.2-23.2m為較完整中風化巖石，鉆孔終孔深度為23.2m。但在2號鉆孔（緊鄰1號鉆孔，水平距離2.4m）也是10.0m入巖，10.0-16.0m為較完整中風化巖石，若此時停鉆，鉆孔終孔深度為16.0m顯然是欠妥的。樁基施工勘察中，鉆孔直徑約75-91mm，灌注樁樁徑為600-800mm，甚至樁徑更大。顯然勘察鉆進中遇到的巖土工程條件與灌注樁施工中遇到的巖土工程條件難以完全一致。而且從1號孔鉆探結果看，在14.8-17.2m處為巖溶強發育段，據此推斷在2號孔16.0m以下不遠處可能也存在巖溶強發育段，故2號鉆孔應適當加深，而不能簡單的依據揭露連續較完整中風化巖石6m作為終孔條件，應參考2號鉆孔及周邊其它鉆孔資料綜合確定終孔深度。其它鉆孔逐一類推，以為最終確定樁底標高及樁基持力層提供充分且準確的勘察資料。

5.保存巖芯照片與施工資料相互印證

鉆探所采取巖芯編錄完成后，應詳細拍照留存和選樣留存。待灌注樁施工時，綜合運用編錄資料、勘察報告和巖芯照片等及時與施工中遇到的巖土工程問題進行比對。這樣既有利于驗證當初勘察時所做推斷及判定的準確與否，又能夠有針對性的指導灌注樁施工。同時還能總結經驗，更好的應用于以后的樁基施工勘察，有助于技術人員做出更合理準確的判定，提供更加合情合理，更加接近實際的勘察報告，提出更加科學的建議。

結束語

本樁基施工勘察項目共8棟高層住宅樓，共布置鉆孔542個。鉆孔灌注樁施工完成后，對每棟住宅樓隨機抽取一組（3顆樁），共24顆樁進行載荷試驗，試驗結果沉降量在1.7-3.2mm之間，均滿足要求。這充分說明了樁基施工勘察的準確性，說明了在樁基施工勘察中我們針對關鍵點控制合理，措施得當，最終得出的結論和提供的建議科學可行。

地域性是巖土工程的主要特點之一，不同地域有著不同的巖土工程問題條件。敬盼各位同行針對不同地域、不同的巖土工程條件提出控制樁基施工勘察質量所采用的好的方法和措施，共同探討，共同進步，為更好做好勘察工作貢獻自己的力量。

參考文獻

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