巖溶地區樁基施工技術

熊宏韜，譚 斌，余開清

（中國建筑第四工程局有限公司珠海分公司貴陽分公司玉林萬達廣場項目部，廣西 玉林 537000）

0 引言

隨著我國人口基數日益增大及廣大人民群眾對美好生活的向往，我國基礎建筑工程、民用建筑工程項目不斷增多，樁基礎施工技術已得到廣泛應用。樁基礎是由樁基和連接于樁頂的承臺共同組成，樁基礎施工技術的優差與否不僅影響到工程建設的進度，而且關系到工程建設的質量及安全，因此探究樁基施工技術具有重要的價值和意義，目前國內外主要研究方向之一在于樁基施工難點攻克。在面對不同地質時，如何選擇最合適的施工方案，盡量降低施工成本，保證施工質量安全成為業內關注重點。

1 工程概況

玉林萬達廣場位于玉林市玉東新區金玉路與勝利路交匯處，將建設成大型多業態的現代化購物中心，同時配建國際觀影標準的萬達影城。玉林萬達廣場項目是萬達集團南區第一個實施BIM總發包模式的項目，地上4層（局部5層）、地下1層，地上部分主要為購物中心與商鋪，地下部分主要為超市及設備用房。總建筑面積11.14萬m2，地上建筑面積9.07萬m2、地下建筑面積2.07萬m2，規劃用地面積6.07萬m2。

2 前期樁基施工遇到的困難

1）場地發育較多淺層溶洞，鉆孔遇洞隙率48.98%，場地巖溶發育等級為中等發育，并隨著開挖進度，場地內大面積出現開口型溶洞，挖機、運輸車等施工機械在場地中行走，導致出現大面積的淤泥區及大片水洼，場地情況難以滿足樁基施工條件。

2）玉林屬于典型的亞熱帶季風氣候，氣候溫和，雨量充沛，4～9月為雨季，總降水量占全年降水量的70%～85%，強降水天氣過程較頻繁，基坑內水位持久不降。

對于本工程土層下大量溶洞且伴隨著當地地下水位高、降水量大的特點，在降低水位的同時又要保證對地下水位的高度限制，以及對周邊環境的影響，降水力度需要嚴格控制，所以基坑內水位下降緩慢，導致基坑中土質疏松，且形成大片的淤泥以及水坑，在樁基正常施工時出現塌孔現象，更有甚者出現大范圍塌方現象，對現場施工人員的安全也產生一些影響；因為孔內存在溶洞，且在地下土層中溶洞多為聯珠洞，在澆筑時上部混凝土帶來的壓力促使下部的混凝土灌入串聯的溶洞中，澆筑量達到理論方量時，往往是混凝土面并未上升至設計標高位置，并且成樁所需的混凝土量遠大于理論量，單根樁所耗費的財力、物力、人力相比于一般無溶洞樁或溶洞情況簡單的樁要多。

3 前期施工問題解決方案

1）對于能正常成孔且澆筑過程中不會發生塌孔現象的樁基，在遭遇溶洞時，現場需要三方確認后，按照專家會議討論結果使用同樁身強度等級的混凝土進行澆筑，直至成樁。

2）對于在成孔過程中發生的塌孔現象，現場需三方（甲方、總包、監理）確認后，還在成孔的樁基停止鉆進，按專家會議討論結果，采用C15混凝土進行回填，回填至塌陷部位上方1m處；對于在澆筑過程中發生塌孔現象的，現場三方確認后，按專家會議討論結果，拔出鋼筋籠，回填C15混凝土至塌陷部位上方1m處，然后等待混凝土初凝后，重新進行開挖。

這些方案都是在現場已發現問題后才實施，雖然能夠及時處理遇到的困難，但效果不盡如人意，達不到預計要求。如何減少使用混凝土量及精準應對施工過程發生的情況，是接下來實施方案中的重點。

4 試驗樁方案及成果

4.1 無溶洞樁基施工方案

正常進行樁基施工工藝，若在成孔過程中出現無法成孔的情況，立即停止施工，分析判定后再進行下一步工作；若混凝土在澆筑至理論方量時液面未達到設計樁頂標高，繼續澆筑樁身混凝土至成樁完成。現場實際澆筑2根試驗樁，充盈系數分別為1.27，1.43。

4.2 溶洞小于5m的樁基施工方案

1）采用水玻璃、水泥、碎石、黏土等原料用不同配合比進行調配，試驗要求能夠在孔內形成有效的護壁，防止混凝土超灌過量，試驗情況如表1所示。

試驗數據表明，若采用低配的混合比，結合物不能夠在孔內形成有效的護壁，不滿足試驗要求；而高配混合比雖然勉強能滿足要求，但也無法保證能正常成孔，并且原材料投入巨大，經濟效益差。

2）采用回填老黏土或8%～12%黏土水泥拌合物逐個擠壓溶洞成孔后再澆筑樁身混凝土成樁，現場選取2根樁作為試驗對象，后補選1根進行完整的成樁過程。第1根樁大量泥土與水混合后形成的泥漿隨提鉆壓鉆時冒出孔口，且孔口出現明顯塌方跡象，由于反復回填并擠壓，擾動了孔壁周圍的土層，導致塌孔；第2根樁在提鉆壓鉆時大量泥漿冒出孔口，孔內無法形成有效的泥漿護壁；第3根樁在回填過程中出現了前2根樁的現象，在處理完塌孔之后，繼續鉆進最終成孔，進行混凝土澆筑，充盈系數為4.98。

表1 試驗情況

圖2 護筒下放

試驗結果表明，此類方案對于樁內溶洞裂縫的封堵效果并不明顯，充盈系數還是相對較大，且在成孔鉆進的過程中，易出現泥漿外流以及塌孔的現象，能正常成孔所需要的時間及人力更多。

4.3 溶洞大于5m的樁基施工方案

采用下放鋼護筒的成樁工藝，在正常成孔后，先下放鋼護筒（護筒長度=該樁最大溶洞頂標高-樁底標高+1m，孔徑為1m，護筒直徑為0.9m，鋼筋籠直徑為0.8m），然后澆筑混凝土成樁（見圖1）。

圖1 下放鋼護筒成樁工藝

通過超前鉆資料，選擇1根溶洞高度為10.20m的樁，需要制作長16.20m的護筒。在理論情況下，鋼護筒直接下放至樁底，能夠有效防止混凝土外流，降低經濟成本；現場操作中樁內存在溶洞，在下放過程中卡住后采取措施截取8m短護筒下放（見圖2）。

最終將鋼護筒下放至地面標高以下5.2m處，后澆筑成樁，試驗樁充盈系數為2.76，相比于前期樁基施工遇到同類樁基時的實際方量為理論方量幾十倍的情況，此方案有效減少了混凝土用量，節約經濟成本。

5 最終樁基施工方案

在前期，塌孔、超灌等現象都是在樁基施工過程中常遇問題，對突發情況經驗較少，應對處理并不完善，所以在后續施工方案中，在試驗施工前進行超前鉆資料核對、溶洞情況分析及預防方案的確定；在試驗施工過程中，將實際情況與設計資料進行對比，尋找更為切合實際、更加經濟的方案。經過一系列的試驗，并對試驗內容進行了合理、準確的分析，得出以下方案。

1）超前鉆顯示孔內存在溶洞、溶洞小于1m及超前鉆顯示無溶洞的樁基，采用直接澆灌成樁方案。

2）超前鉆顯示孔內存在溶洞，且溶洞高度在1～3m的樁位，往孔內回填黏土及片石（粒徑小于10cm），造漿擠壓溶洞。

3）超前鉆顯示孔內存在溶洞，且溶洞范圍大于3m的樁基，采用下放短護筒方案，鋼筋籠尺寸按750mm，鋼護筒內徑900mm制作。

4）當超前鉆資料顯示最大溶洞高度小于6m時，鋼護筒壁厚6mm；最大溶洞高度介于6～10m的，鋼護筒壁厚8mm，正常情況下長護筒長度不大于10m。

6 結語

隨著我國經濟快速發展，國民物質文化需求日益增長，推陳出新、精益求精是各個行業的追求也是一種要求，在建筑類行業也不例外，面臨著各類施工難題，如何在保證施工進度前提下，同時在經濟方面的需求更少，是本行業前進的方向。在工程樁基施工過程中發生的各種問題及地理地質情況對項目產生的影響，如果僅憑借以往的經驗、按部就班進行，就單根樁而言，方案有效可行，但對于大工程項目，樁基數量多，地質情況復雜，就難以估量其中所消耗的資源了。通過對玉林萬達項目樁基施工的研究探討，得出的一系列方案，能夠有效控制施工進度及施工資源的消耗，也可為后續類似工程提供參考。