淺談賀州市農產品商貿園果蔬交易區墩（樁）基礎施工應用

□ 莫春峰

廣西賀州市位于南嶺山系之中段南部，屬南嶺山地丘陵范疇，山多平地少；地貌類型以構造侵蝕中低山為主，巖溶地貌和巖溶化地貌次之。巖溶地貌亦稱喀斯特地貌，主要有溶洞、溶槽、溶溝、石芽、石筍、裂隙、暗河、漏斗及落水洞等形態，是可溶性巖長久以來受水的化學和物理作用的結果。在目前可利用土地相對較少的情況下，在巖溶地區實施工程項目則需要克服各種困難，特別是巖溶地區工程基礎的設計及施工。本文通過賀州市農產品商貿園果蔬交易區墩（樁）基礎處治方案及施工工藝的選擇，從幾個方面對巖溶地區墩（樁）基礎施工進行分析。

1 ??項目概況

賀州市農產品商貿園果蔬交易區位于賀州市平桂區黃田鎮境內，主要建設集水果、副食、干貨、糧油等食品農產品批發交易與農產品集配、分級包裝、果蔬安全檢驗檢測以及農產品會展中心、信息中心、服務中心等功能于一體的現代化大型農產品集散綜合服務平臺，總建筑面積25萬m2。其中包括1棟4層冷庫、2棟4層立體倉庫、21棟2層農副食品交易行、4層配套住宅及6層酒店等，屬多層公共建筑，為框架結構。項目所處地質為典型喀斯特地貌，巖溶發育、巖溶裂隙水較豐富，鉆探期間具有一定的微承壓性，場地勘探實測發現有地下水，根據含水層的性質、地下水的賦存特征、埋藏條件和水力特點，場地地下水類型為上層滯水和巖溶裂隙水，施工前需對地表水進行截排，同時四周修建排水溝進行集水和明排水。鑒于該場地，設計單位采用石灰巖作為持力層，根據勘察報告建議優先采用墩（樁）基礎施工，以確保結構物穩定。施工過程進行施工勘察（超前鉆），采用鉆探取芯方式，根據施工勘察結果采用相應的處理措施。在確保工程質量的前提下，為有效節省投資，創造效益最大化，在該項目設計時對基礎設計進行充分論證，優化工程方案。

2 ??巖溶地區墩（樁）基礎處治方案及施工工藝

2.1 鋼護筒跟進法

巖溶強發育地段墩（樁）基礎施工， 由于地層基巖受侵蝕不均勻而起伏較大，溶洞大小、形狀等各式各樣；當洞內無充填物或有少量流塑狀充填物且漏水嚴重，即使采用片石和黏土回填后反復沖擊打密仍然無法形成泥石護壁的，需采取鋼護筒跟進法處理溶洞。鋼護筒跟進法在鉆孔灌注樁工藝的基礎上增加邊沖孔邊接護筒工藝，將鋼護筒下沉并貫穿溶洞，以隔絕溶洞內流塑填充物或水，便于樁基成樁。當巖層地下水豐富，人工挖孔墩（樁）孔內的水不易抽干；當巖層地質不理想、易坍塌時，一般采用沖擊鉆成孔鋼護筒跟進法施工。在施工過程中，充分利用鉆頭的擴孔作用及控制鉆孔豎直度，確保鋼護筒順利下沉和護筒垂直度[1]。鋼護筒直徑宜選用大于樁徑（鉆頭）5cm～10cm，鉆頭太小容易卡護筒而影響施工進度，鉆頭太大則造成混凝土浪費而增加施工成本。護筒跟進可采用振錘法、搓管法、旋挖驅動法等。鋼護筒安裝時可利用四周護樁返測出孔位中心點，再使用吊機安裝鋼護筒，保證鋼護筒安裝順直，在連接處進行滿焊處理，防止漏漿。

采用鋼護筒跟進法處理高大溶洞時，施工速度快是保證施工安全和施工質量、縮短工期的一種可靠的施工方案及施工工藝；缺點則是施工成本較高，不利于投資控制。

2.2 巖溶注漿預處理法

經詳細勘察揭露地質為巖溶地區地質后，針對具體情況進行施工勘察（超前鉆），在完善地質調查條件下，墩（樁）基礎鉆孔施工前，使用水泥漿灌注對裂隙、溶洞、溶槽、溶腔等進行填充，以提高墩（樁）周圍巖層的完整性，避免鉆孔時發生漏漿、塌孔、縮孔等現象。當溶洞層數較多或溶洞較大，且土層中有較厚的砂層或松土層時，可采用地質鉆機鉆孔，預先壓注水泥漿，注漿壓力控制在0.4Mpa以內，待穩定后再進行下一個孔洞的注漿。對樁底3倍樁徑深度范圍內的溶洞進行充分壓漿，將溶洞完全填滿、充實，巖溶注漿14d后，再進行墩（樁）基礎施工。

2.3 沖擊鉆成孔灌注樁

沖擊鉆成孔灌注樁是利用沖擊鉆機上下往復沖擊，將土體、巖石破碎成孔，部分碎渣和土體擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出成孔，再灌注混凝土[2]。工藝流程：平整場地→樁位放樣→埋設護筒→泥漿制備→鉆機安裝并定位→沖孔→清孔并檢查成孔質量→下放鋼筋籠→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出護筒→樁基質量檢查。在沖孔過程中如遇到巖溶出現漏漿的現象，則需回填片石及黃黏土重新沖孔，將片石擠入巖溶中充填密實，從而形成保水護壁。其主要優點：設備構造簡單，適用范圍廣，操作簡便，所成孔壁堅實、穩定、不易坍孔，不受施工場地的限制，無振動和噪音影響等；對樁基混凝土澆筑超方偏離較小，主要缺點：成孔速度慢、孔底沉渣不易掏盡、成樁后單樁承載力不夠穩定、沖孔灌注樁成孔工藝較復雜、操作要求較嚴格、易發生質量缺陷等。因此，在成孔過程中要觀察孔內泥漿情況，以便及時補充漿液；成孔后根據需要檢測泥漿稠度機含砂率，漫出相應技術指標后方可進行混凝土灌注。

2.4 旋挖鉆孔灌注墩（樁）

旋挖鉆孔灌注墩（樁）利用旋挖鉆機成孔后灌注成樁，先通過鉆頭回轉破碎土體及巖石，再通過回旋鉆筒裝土提出孔外卸土，循環重復以上步驟程序，直到鉆至設計深度的施工工藝[3]。鉆孔時根據巖層情況選用干式、清水鉆進或泥漿護壁鉆進工藝。工藝流程：平整場地→測量放線定位→埋設護筒→檢查墩（樁）中心軸線→泥漿制備（如需）→鉆機就位→鉆孔→清孔→吊放鋼筋籠→安裝混凝土導管→灌注混凝土→拔出護筒→樁基質量檢查。與傳統的沖孔灌注樁相比，旋挖鉆機具有成孔速度快的特點，施工精度高，移位方便，自動化程度高，噪音小、環保特點突出，施工現場干凈[4]。缺點是旋挖鉆機重量大，施工地面需處理；需及時保持孔內水壓平衡，維持孔壁穩定，防止塌孔埋鉆事故的發生；鉆機價格較貴，維修費用高、時間長。當遇到巖溶地質時，溶洞需在墩（樁）混凝土澆筑時填充飽滿，而淤泥性孔底沉渣則難以清理干凈，造成墩（樁）基礎單樁承載力下降或墩（樁）基不均勻沉降。

3 ??項目墩（樁）基礎施工方案應用

根據廣西力誠勘察設計有限公司出具的《賀州市農產品商貿園果蔬交易區項目巖土工程勘察報告》，該工程采用旋挖墩，持力層為微風化石灰巖，承載力特征值為5500KPa，墩端全截面進入該層深度不小于0.5m。所有墩孔應進行超前鉆，以確保墩底下3d且不小于5m深度范圍內無空洞、破碎帶、軟弱夾層等不良地質條件。

旋挖墩成孔施工。當旱季無地下水或地下水位較低時，采用干式鉆進工藝。對于易坍塌松散的土層，或地下水位較高、孔壁不穩定時，則采用泥漿護壁鉆進工藝。鉆孔時要控制泥漿黏度和鉆進速度，保證孔壁光滑、垂直，避免產生縮頸及塌孔現象。鉆機就位后，需保證墩身的垂直度，做到機前、機后高差小于5mm，橫向小于2mm。在成孔過程中，采用泥漿護壁，泥漿比重控制由施工單位根據地質實際情況和現行規范調配或者泥漿置換，待泥漿滿足護壁要求后，在確保成孔安全情況下，進行繼續鉆孔或下一道工序。待終孔后進行泥漿循環清孔，及時補足泥漿，保證孔內壓力平衡及漿面穩定。

墩基成孔后按設計及規范要求進行鋼筋籠制作及安裝。鋼筋籠在沉放過程中要確保籠體的垂直度、保護層厚度以及鋼筋籠搭接后的垂直度，確保受力主筋應在同一軸線上[5]。待沉放鋼筋籠及灌注導管后，利用導管進行二次循環清孔，需適時檢測泥漿稠度及含砂率。混凝土灌注前應通知監理工程師、質量監督部門及其他有關單位，檢查驗收孔深、孔徑、孔底沉渣厚度及鋼筋籠位置等，各項指標驗收合格后方能進入下一道工序；混凝土灌注時，先將導管下至離孔底30cm～50cm處，灌料斗安裝后，安放隔水球及隔水板，待灌料斗內盛滿混凝土后拉起隔水板，混凝土落入孔底，壓出導管中的泥漿，并使導管下端能埋入混凝土中2m以上。在灌注過程中，要勤測量混凝土高度，防止導管埋太深或拔脫，邊灌邊拔導管，導管埋管深度應控制在2m～6m，嚴格按施工方案進行每道工序，確保混凝土灌注質量。

對于可預見性溶洞、穿越溶洞墩，為了防止大量混凝土超灌，節約投資成本，可在原鋼筋籠外增加鍍鋅碳鋼編織網，沿墩全長布置，做法大樣見圖1所示。每一條主筋對外設置1條同墩長Φ10的鋼筋，使用1根Φ14的鋼筋與主筋焊接固定。外圍使用雙層鍍鋅碳鋼編織網（5mm×5mm×1mm）搭接緊包墩身鋼筋籠，搭接長度不小于250mm，采用扎絲與外圈Φ10鋼筋綁扎固定。根據墩長及壓力情況適當在網外圈使用鐵線螺旋綁扎加固，工程應用如圖2所示。下籠時控制下籠速度，避免鋼編織網受損壞。采取有效措施固定鋼筋籠，防止澆筑過程中鋼筋籠上浮。在澆筑混凝土過程中，需注意控制拔導管的高度和速度，避免壓力過大致使鋼編織網破裂。澆筑完成后觀察一段時間，確定混凝土不下沉、無漏漿情況后方可拔出導管。

圖1 穿越溶洞墩綁鋼絲網大樣

圖2 穿越溶洞墩綁鋼絲網應用

4 ??巖溶地區墩（樁）基礎施工問題的解決方案

4.1 加強地基設計前的勘察工作

為提高施工圖設計的合理性和準確性，采用綜合法進行設計前地質調查工作。如選用鉆探與物探結合，或地質雷達、地震波反射、紅外探測等組合勘察方案，以提高巖層性狀、夾層、溶洞、水文等地質解析的準確度和精度；使用新技術并借助電子信息系統實現對巖溶地基土洞、溶洞形態及地下水的三維立體成像，為設計人員提供準確清晰的地質基礎資料。

4.2 創新適應巖溶地區的地基基礎型式

根據巖溶地區受力特點及基礎力學分析，在現有的基礎上研究更能適應巖溶地區的新型基礎型式。目前，巖溶地區的地基基礎型式相對較為傳統，現行的規范及安全儲備取值相對安全，設計創新方法有待進一步提升。樁基設計時地基承載力、最佳嵌巖深度和巖溶頂板安全厚度、力學特性及其對樁基特性的影響、工程應用案例分析等需結合材料和科技信息的發展融合分析。

4.3 優化并規范巖溶地區墩（樁）基礎施工工藝

在現有的樁基施工工藝基礎上，創新巖溶地區地基處理的施工工藝，研發新型施工機械。同時，改進樁端噴漿技術、后注漿技術；優化改進沖孔樁巖溶樁基施工方法，降低孔底沉渣，加強樁頭的嵌固能力；創新剛性樁、半剛性樁等復合地基工藝等。

5 ??結語

樁基鉆孔因地質條件的“不可預見性”而面臨不小的不確定性，在樁基鉆孔過程中因某些技術問題處理不當，則會造成較大的經濟損失，甚至可能對工程設備和人員安全構成威脅。掌握巖溶地區翔實的地質勘查資料對巖溶地區墩（樁）基礎施工非常重要，地勘能否準確地揭露巖溶發育情況，直接影響施工質量和施工進度。因此，在巖溶地區墩（樁）基礎施工前，必須進行全面準確地進行墩（樁）位地質勘查。結合現場地質情況，有針對性地編制巖溶地區墩（樁）基礎施工方案，細化工藝方案及保障措施；輔以施工缺陷應急處治預案，是確保巖溶地區墩（樁）基礎施工順利的技術保證。此外，還要重視現場施工的管理，過程管理的缺失將會降低樁基質量控制措施的效果。因此，采用創新施工工藝及施工精細化管理是墩（樁）基礎施工進度和質量優良的有效保障。