復雜巖溶條件下旋挖灌注樁施工分析

曾廣暉

湖南省地質礦產勘查開發局四一三隊，湖南常德 415000

旋挖灌注樁是一種新穎的基礎成樁施工技術，在目前很多建筑工程都有所應用，并取得良好的效果。然而，在巖溶發育區，由于地質條件十分復雜，易發生質量問題，所以必須在充分考慮地質條件的基礎上，采取有效措施做好施工控制，以保證施工質量。

1 工程概況

湖南省常德市某建筑工程地處巖溶發育區，整體地形十分復雜，但地勢起伏較小；場地地面相對平坦，實際測得的地面標高在91.96～94.95m范圍內，地貌以溶蝕平原為主。本工程基礎與巖土工程勘察等級均確定為甲級。通過對地質勘察資料的研究，工程場區巖土層按從上到下的順序依次為：表層雜填土、黏土；黏土；粉質黏土；硬塑狀紅黏土與可塑狀紅黏土；白云質灰巖。經鉆孔揭露，本工程場區巖面實際埋深在11.5～33.5m范圍內，起伏明顯，可見巖溶溝槽。個別地段巖層中存在溶洞，且溶洞中被黏性土完全填充。總的來看，工程場地巖溶十分復雜，巖溶強發育。

考慮到本工程情況特殊，且巖溶發育，故設計采用旋挖灌注樁基礎形式，灌注樁底端進入持力層（持力層為白云質灰巖），同時對各樁實施預鉆孔，以掌握樁底與樁身等關鍵位置的地質條件。

2 施工工藝

2.1 施工流程

采用鋼護筒進行護壁，并旋挖成孔的施工方法在松散土、砂卵石、巖溶區等地質情況中適用。在巖溶區當中進行改進的施工流程大致為：場地處理→測量放線→鉆機就位→護筒埋設→鉆進成孔→清孔檢查→鋼筋籠吊放→二次清孔→澆筑施工→成樁并取出護筒。

2.2 工藝要點

旋挖灌注樁為近年來出現的新興技術，因其質量控制標準及技術標準都未實現統一，所以在施工過程中，除了施工人員要認真負責，還應做好組織管理。針對巖溶地質這一特殊條件，在進行旋挖成孔時，應注意以下幾個要點：

（1）灌注樁測量放線必須準確無誤；

（2）護筒直徑不能小于樁徑+300mm，且長度達到3m以上，其頂端應比地面高30cm，確保護筒的軸線和樁中心完全重合，嚴格控制偏差，施工中動態檢查護筒埋設的垂直度；

（3）成孔時應對鉆頭狀況進行隨時檢查，如果磨損情況較為嚴重，則必須予以及時更換，以免對成孔質量造成影響[1]；

（4）成孔時應對孔口處的積水進行及時清理，如遇縮孔等問題，則應在第一時間進行處理，尤其是在孔位以下深度較大的部位，當存在葫蘆串形等特殊溶洞時，極易產生卡鉆，此時需對鉆進的速度進行嚴格控制，以平穩穿過這一溶洞；

（5）成孔之后再次清孔，其質量控制必須到位。

2.3 澆筑施工

成孔以后對鋼筋籠與聲測管等進行安裝，灌注前檢查孔底沉渣實際厚度，若不能滿足要求，則要進行清孔，確認合格以后開始灌注施工。在灌注施工中，應充分注意下列幾個要點：

（1） 護筒的起拔速度需要與灌注速度保持一致；

（2） 因混凝土密度遠大于泥漿，所以在灌注至一定高度以后，孔底部位混凝土將受到較大壓力，由于受到較高壓力，細骨料會向孔壁不斷擴散，類似于采用灌漿的方法對巖溶地基進行處理，易使混凝土快速下降，當在巖溶強發育區進行灌注時，需以地質報告為依據，選擇地質復雜度最高的樁進行灌注，結合以往經驗多配置30m3左右的混凝土，以此在混凝土出現下降的情況時，及時進行補充[2]；

（3） 初灌量必須保證，灌注導管的下口應進入液面，使樁底部的泥漿可以順利排出；

（4） 導管下口和液面之間的距離應控制在2～6m范圍內，灌注時根據液面上升速度緩慢提升導管；

（5） 樁頂容易產生不密實等問題，對此應在灌注頂部時進行充分振搗；

（6） 灌注過程中有效控制速度，避免鋼筋籠受到沖擊，并防止鋼筋籠出現上浮的現象。

3 實例分析

3.1 相同地質情況下，各旋挖控制工藝的基樁質量比對

以本工程場地5#、6#、9#樓的樁基為例進行分析，各樓處在相同巖溶區，地質情況一致，但由不同施工隊伍負責施工，每個施工隊都有各自的施工方法。其中，5#樓主體建筑共64根樁，附屬建筑共78根樁，其樁徑處在1000～1800mm范圍內，樁長為6～46m不等；6#樓主體建筑共66根樁，附屬建筑共49根樁，其樁徑處在900～1800mm范圍內，樁長為7～34m不等；9#樓主體建筑共81根樁，附屬建筑共57根樁，其樁徑處在900～1600mm范圍內，樁長為7～42m不等。

施工中，5#樓與6#樓施工隊伍技術水平一般，同時缺乏管理，清孔作業十分粗糙，孔口和鋼筋籠之間未能固定，樁基頂部混凝土未振實，更重要的是沒有對巖溶這一復雜條件進行充分考慮，成孔施工中直接照搬常規方法，導致卡鉆與掉鉆等問題頻頻發生。9#樓施工隊伍素質良好且經驗豐富，對巖溶這一復雜情況也進行了充分考慮，嚴格按照上述要點進行施工，所有環節都投以嚴肅對待，很好的保證了施工質量[3]。

根據施工現場基樁質量檢測結果，進行綜合比對。對于樁身完整性，采用鉆芯法+聲波透射法進行檢測，聲波透射法檢測分析結果見表1。鉆芯法檢測分析結果為：5#樓檢測數目為14根，I～IV類樁數量分別為2根、5根、7根和0根；6#樓檢測數目為11根，I～IV類樁數量分別為3根、4根、4根和0根；9#樓檢測數目為13根，I～IV類樁數量分別為6根、7根、0根和0根。

表1 聲波透射法檢測分析結果

由表1可知，5#、6#樓的樁身完整性為III類的數量都比9#樓多，且I類的數量也比9#樓少，說明在復雜地質情況下，運用改進以后的工藝，能很好的保證質量。

由鉆芯法檢測分析結果可知，5#、6#樓的樁身完整性為III類的數量也比9#樓多，9#樓III類樁為0，進一步說明，在復雜地質情況下，運用改進以后的工藝，能很好的保證質量。

因5#、6#樓施工中未對工藝進行有效控制，所以鉆芯結果存在缺陷；但9#樓嚴格控制工藝，鉆芯結果基本沒有缺陷。出現這一現象的原因為：（1） 未對巖溶地質進行充分考慮，直接采用常規方法進行施工；（2） 技術人員專業資質不到位，質量意識不足，施工管理松懈，質量把控不嚴[4]。

3.2 提高巖溶發育區旋挖樁施工質量的有效措施

（1） 為避免孔壁坍塌，增加護筒埋設深度，并使用質量合格的穩定液；

（2） 切實做好清孔，并按要求安裝聲測管及鋼筋籠，同時嚴格進行灌注施工；

（3） 清孔以后使用測繩對孔深進行復測，防止在提鉆的過程對孔壁造成刮碰；

（4） 為避免鋼筋籠出現上浮，必須對孔口和鋼筋籠進行有效固定；

（5） 為避免產生斷樁等事故，灌注施工必須連續進行；

（6） 因有溶洞存在，尤其是鉆至半邊巖的情況時，易出現卡鉆等問題，若深度較大，則很難取鉆，此時必須放慢鉆進速度，使主動鉆桿時刻保持垂直[5]。

4 結語

綜上所述，通過對實例的分析提出對成樁質量有利的措施方法，為巖溶發育區旋挖施工提供可靠參考，從而保證質量，避免事故發生，并縮減成本，發揮最大化效益。

[1] 李進.旋挖灌注樁施工工藝探討[J].工程建設與設計，2016（18）：173-174.

[2] 王瓅瑋，葛成成.軟弱夾層地質鋼套管輔助旋挖灌注樁施工工藝[J].城市住宅，2016，23（11）：112-113.

[3] 陶成江，李文占.大直徑泥漿護壁旋挖灌注樁分級鉆進施工技術[J].建筑技術開發，2016，43（9）：58-60.

[4] 楊書偉.旋挖灌注樁基礎在工程施工中的應用[J].山西建筑，2015，41（16）：48-49.

[5] 劉秀蘭.旋挖灌注樁施工工藝及質量控制[J].中華民居（下旬刊），2014（7）：304-305.