高層建筑樁基成孔過程中的孔壁坍塌問題及處理方案

劉星（四川名陽巖土工程有限公司 四川 南充 637100）

0 引言

隨著我國經濟飛速發展，城市人口密度不斷增大，住宅用地需求也不斷增大，高層建筑成為了住宅的主流趨勢。我國巖溶地區主要集中在西南部，特別是云南、貴州、四川等地，據不完全統計西南地區巖溶地貌總面積達到42萬km2。眾所周知，西南地區也是我國人口密集的區域之一，所以人口與土地的矛盾也十分突出，人地關系的失衡是經濟可持續發展以及脫貧攻堅戰略影響因素之一，同理解決人地關系的矛盾將對該地區的發展起到重要的影響。高層建筑作為現目前主要的建筑形式，能夠最大限度的利用有限的土地滿足人們的住房需求。而在高層建筑的施工過程中如何解決巖溶地區樁基成孔過程中的孔壁坍塌問題成為了關鍵點。

1 巖溶地區對高層建筑基礎的影響

隨著我國多巖溶地區大量高層建筑工程的興建，巖溶地基問題就成為建設過程中必須克服的難關，分析評價巖溶地基穩定性，討論刪選既合理又經濟的高層建筑地基處理措施，是從技術和經濟層面合理處理巖溶地基問題的重要手段。而對巖溶地區基礎處理的核心是根據地質勘察資料，建立力學模型、數學模型并對巖溶地基進行科學，有效的分析。巖溶地區的不良地質構造如起地基承載力不足的巖溶地基，常會發生地基不均勻沉降、塌陷等地基施工質量事故，從而造成對建筑基礎的破壞，嚴重影響建筑結構安全。所以在巖溶地區進行高層建筑施工時，地基評價不能滿足穩定性要求時，根據地質和水文條件對地基要進行專項處理，編制專項施工方案。對巖溶地區建筑基礎，一般采用樁基措施，而樁基施工過程中，也存在諸多易發質量事故，必須做好施工方案和問題處理預案。

2 巖溶地區高層建筑樁基成孔過程中孔壁坍塌形成的原因

巖溶地區修建高層建筑基礎常采用樁基的方式，對地基進行處理。樁基工藝優點為施工工藝簡單，可有效控制基礎質量；經濟高效，材料大眾化，可節約成本并縮短工期；工藝環保，材料中不含污染水源的有害物質。但在施工過程中需要注意成孔過程中的孔壁坍塌問題，現分析孔壁坍塌原因如下：樁基護壁泥漿稠度過小，質量達不到要求，無法保證孔壁的穩定性，造成護壁漏水的情況出現；樁基護壁泥漿的相對密度過小，使得水頭對孔壁的壓力不足，造成坍塌事故；樁基成孔過程中，在松軟砂層時鉆孔時進尺過快，泥漿澆筑速度過慢，護壁形成速度無法跟上成孔速度，致使孔壁滲水的情況；樁護筒埋入深度不夠，或護筒周圍封堵不密實，造成護筒內壁漏水；或護筒底部的粘土層厚度不足，護筒底部漏水等原因，造成泥漿水頭高度不夠，對孔壁壓力減少；樁基成孔時未開展連續性作業，中途停工時間過長，樁孔內水頭保持在孔外水位或地下水位線2m以內，使得水頭對孔壁的壓力不足，對護壁的支撐不足，導致孔壁坍塌；樁孔形成并清孔后未及時澆注混凝土，樁孔放置時間過長，導致泥漿護壁支撐作用下降，造成孔壁坍塌；機械操作不規范，在提升樁頭或吊放鋼筋籠時，碰撞孔壁，造成對泥漿護壁的破壞，致使孔壁坍塌；樁基施工時未對鉆孔周圍進行保護，附近有大型施工機械進行作業，或周圍有施工時通行便道，重型車輛通過時產生振動，致使孔壁坍塌。

3 巖溶地區高層建筑樁基成孔過程中孔壁坍塌的預防措施

在樁基施工前，召開交底會議，對地質勘察資料和施工圖進行交底，制定好施工方案，做好事故處理預案；認真研究分析設計部門提供的地質勘探資料，選用適宜地質情況的泥漿比重、泥漿粘度、鉆進速度。如在砂層中鉆孔時，應選用高稠度的泥漿，選用優質的造漿材料，提高泥漿的粘度以加強護壁，并適當降低樁基成孔速度；樁基施工時，在鉆孔附近禁止設立其他大型施工機械，禁止進行其他高震動強度施工作業，禁止設置施工進出場臨時道路；樁基施工區域有地下水時，應仔細研究地質勘察資料，護筒在振動沉入地下水的過程中，護筒之間的接頭要好密封工藝處理，防止密封不當造成孔內漏水。護筒沉入深度必須沉穿於泥和透水層；樁基陸地埋置護筒時，應在護筒周圍和底部夯填粘土，護筒周圍要做到回填均勻，均勻夯擊，達到夯實的程度，要保證護筒在地面位置的穩固，并防止地表水滲入樁孔內；樁基成孔時做好操作人員及材料的安排，要做到連續作業，連續成孔，如無特殊情況中途不得暫停。在提升鉆頭、下放鋼筋籠時，應做到保持垂直提升，垂直進籠嚴禁碰撞泥漿孔壁，造成護壁被破壞；在汛期或有地下水區域進行樁基施工時，必須保證水頭壓力足夠穩定，可采用增加水頭或者采用虹吸管等措施。護筒沉入過程中，應保證在孔外水位或地下水位線2m以上。

4 巖溶地區高層建筑樁基成孔過程中孔壁坍塌處理方案

樁基施工區域為飽和性粘土、沙礫層發生塌孔時，要采用大比重、高粘度泥漿灌入。也可采用低錘沖擊的方式增大泥漿濃度，并投入以及粘土，將片石、卵石、塊石強行擠入孔壁，以達到增強護壁強度的作用。在樁沉入時，要控制好入樁速度；樁基施工成孔過程中，如果發生孔口坍塌的情況，必須立即拆除護筒，并選用極配填料重新回填樁孔，重新埋設；如果發生樁孔內部坍塌的情況，需要判斷坍塌的具體位置，并用砂和粘土配置回填料，回填到距離塌孔位置1~2m以上的地方，如果孔壁坍塌嚴重，應用配置的回填料全部回填至孔口位置，重新進行樁基成孔的施工；清孔時應保證孔內水頭高度，并保證泥漿質量，清孔完成后，應立即進行下道工序；樁基施工區域有地下水時，水中鉆孔發生護筒底部坍塌，應密切注意是否夾有不透水層，必須保持足夠的泥水壓力，并將護筒下沉穿過淤泥層或砂層。