喀斯特地貌沖孔灌注樁成孔施工技術探析

蔣銘舉

（恒億集團有限公司，福建 龍巖 364000）

喀斯特地貌是地下水與地表水對可溶性巖石溶蝕與沉淀、侵蝕與沉積以及重力崩塌、坍塌、堆積等作用形成的地貌，地下容易形成復雜的地下河及土洞、溶洞。本文從實際施工案例中分析獲取信息，對建筑工程中的沖孔灌注樁成孔控制要點進行闡述，提出成孔控制措施。

1 工程概況

本工程實例是福建省龍巖市新羅區(qū)某安置房項目，地下室兩層（面積23471.72m2），地上為3棟，分別為15#、17#、18#樓（地上建筑面積約55482.94m2），本工程總建筑面積約78954.66m2。本工程樁基礎采用大直徑沖孔灌注樁，基礎受力采用樁端承載受力，其中15#樓49根，17#樓104根，18#樓84根，裙樓271根，總計樁數(shù)508根；本工程場地根據(jù)勘察單位提供的地質勘查報告，地質土層包括雜填土、粉質黏土、卵石、含少量角礫粉質黏土、含少量角礫粉質黏土I、含卵石粉質黏土、含少量角礫粉質黏土II、土洞、碎塊狀強風化灰?guī)r、碎塊狀強風化輝綠巖、溶洞中風化灰?guī)r、中風化輝綠巖、中風化破碎灰?guī)r。

2 沖孔灌注樁施工前的準備

施工前的準備工作是有效保證沖孔灌注樁成孔的質量及安全的重要工作之一，提前對地勘單位提供的地質報告柱狀圖進行分析，了解每根樁地層狀況，做到心中有數(shù)，提前預防。

在樁基施工前準備工作有：人力準備、技術準備、機具和材料準備、場地準備及資源配置計劃。其中，施工前必須根據(jù)樁基圖紙、地勘報告柱狀圖編制專項施工方案，并初步布置樁基走位圖，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，實時調整樁基走位圖，保證各樁成孔互不干擾，保證灌注樁成孔的質量、安全和進度。

3 沖孔灌注樁施工難點及對策

3.1 喀斯特地貌沖孔灌注樁施工難點

根據(jù)本工程的地勘報告，地層存在大量的土洞、溶洞，但由于土洞、溶洞在空間上分布的無規(guī)律性，不排除勘察鉆孔（本工程采用口徑110mm）未發(fā)現(xiàn)土洞、溶洞而沖孔施工（本工程口徑900mm～1400mm），遇到溶洞或勘察孔內的小溶洞，與樁徑外的較大規(guī)模的溶洞相互貫通的可能性。所以在沖孔施工過程中可能會突然發(fā)生漏泥漿、坍塌等事故；對于卵石、含卵石粉質黏土層，沖孔至該層時常遇漏水、塌孔、埋鉆等狀況；在中風化破碎石灰?guī)r，由于溶蝕現(xiàn)象較嚴重，部分地段巖面易出現(xiàn)傾斜，在沖孔施工時遇出現(xiàn)偏孔、卡錘等狀況；同時，在喀斯特地貌巖面可能存在陡降，巖面突變可能造成鉆孔巖面與樁基施工巖面的差異，因此，樁基施工時巖面深度可能出現(xiàn)異常。

因此，在喀斯特地貌沖孔灌注樁成孔過程中塌孔、縮徑，土洞、溶洞漏漿、鉆孔偏斜、沖擊鉆頭被卡或提不起來等現(xiàn)象是最為常見的問題。

3.2 沖孔灌注樁施工成孔方法

3.2.1 塌孔、縮徑現(xiàn)象的施工控制措施

導致沖孔灌注樁成孔過程中出現(xiàn)塌孔、縮徑現(xiàn)象的主要原因有：泥漿性能指標、護筒埋深。

本工程泥漿制作由水、黏土和添加劑按一定比例通過機械在泥漿池沖孔中攪拌均勻。泥漿池由循環(huán)池、沉淀池、廢漿池三部分組成，施工時，從沖孔中排出的泥漿先經過沉淀池沉淀，再通過循環(huán)池進入沖孔樁內，為確保護壁質量，防止塌孔，本工程泥漿護壁循環(huán)次數(shù)按兩次進行。泥漿性能指標見表1。

表1 泥漿性能指標

現(xiàn)場泥漿池體積每個30m3，廢漿池50m3，以確保每天沖擊沖孔的需要。泥漿池及循環(huán)系統(tǒng)，主泥漿循環(huán)槽規(guī)格為0.5m×0.6m，成孔過程中，泥漿循環(huán)系統(tǒng)應定期清理，確保泥漿的黏度、相對密度、含砂量、膠體率、pH值及文明施工（如圖1所示）。

圖1 現(xiàn)場泥漿池

護筒采用鋼護筒埋設，護壁內徑大于工程樁直徑應不小于10mm，無特殊地層，采用1.5m高護筒并埋于自然地面以下，進入原狀土0.3m～0.5m，護筒埋設位置應準確，其中心與樁中心允許誤差不大于20mm，并保證護筒的垂直和水平。若遇卵石土層、角礫石土層、砂層等使用普通泥漿及化學泥漿無法成孔的地層時，采用全護筒跟進沖孔施工，使護筒穿越沖孔施工中不利地層，直至到達穩(wěn)定的樁端持力層。

在鉆孔過程中，如發(fā)生孔內坍塌時，探明坍塌位置，將砂和膨潤土1：1或砂礫石和黃土2:1混合物或1:1水泥和黃土混合物回填到坍孔處以上1m～2m，但每層回填厚度不超過50cm，采用鉆頭沖壓密實，讓其回填土擠密塌孔部位后重新鉆進。如坍孔嚴重時，應將孔洞全部回填，回填方法同上，然后重新埋設護筒后再行沖孔。

3.2.2 土洞、溶洞漏漿現(xiàn)象的施工處理措施

施工中要密切注意沖孔機的工作情況，以及周圍地表沉降和護筒內的水位變化，當土洞、溶洞位置出現(xiàn)塌孔、漏漿時，采取回填黏土、毛石和水泥等填充材料進行修孔和堵漏，回填頂面高于土洞、溶洞頂板50cm，當填充材料穩(wěn)定后，再回灌泥漿，并采用底錘密擊。為保證形成人工孔壁進行堵漏，應反復添加填充材料和沖擊填充材料，將填充材料擠入土洞、溶洞中，直至土洞、溶洞不出現(xiàn)塌孔、漏漿現(xiàn)象。當孔內巖面較陡出現(xiàn)偏錘時，應采取回填塊石和黏土進行小沖程沖擊，直至孔內巖面修平后方可往下進尺。

3.2.3 偏斜現(xiàn)象的施工控制措施

導致沖孔灌注樁成孔過程中偏斜的主要原因有兩方面：一是管理人員的現(xiàn)場管理；二是現(xiàn)場地質土層狀況。管理人員只要控制好場地平整度、鉆桿垂直度、鉆頭磨損、鉆機底座安置平整，從技術層面現(xiàn)場控制好沖孔灌注樁成孔過程中偏斜現(xiàn)象；而遇現(xiàn)場地質土層狀況時，如當沖擊過程中遇探頭石、漂石，鉆頭受力不均，導致鉆孔偏斜現(xiàn)象時，應當在發(fā)現(xiàn)探頭石后，立即回填碎石或將鉆機稍移向探頭石一側，用高沖程猛擊探頭石，破碎探頭石后再鉆進；如遇基巖面產狀較陡，引起鉆孔偏斜現(xiàn)象時，應采用低沖程，加快沖擊頻率，進入基巖后采用高沖程鉆進；若發(fā)現(xiàn)孔斜，應回填重新沖孔。

總之，沖孔灌注樁成孔過程中，要勤于用經緯儀檢查樁基的垂直度，才能發(fā)現(xiàn)問題，及時調整成孔過程中的偏斜。若傾斜超標時，在樁孔偏斜處上下反復掃孔，使孔校正校直；偏斜嚴重時，應回填黏土至樁孔偏斜處以上，待回填料沉積密實后繼續(xù)鉆進。

3.2.4 沖擊鉆頭被卡、提不起來現(xiàn)象施工處理措施

當沖孔過程中鉆孔不圓時，鉆頭易被孔的狹窄部位卡住（叫下卡），此時鉆頭應向下有活動余地，可使鉆頭向下活動，并轉動至孔徑較大方向提起鉆頭；當沖孔過程中鉆頭在孔內遇到大的探頭石（叫上卡）時，此時應使鉆頭向下活動脫離卡點。當沖孔過程中石塊落在鉆頭與孔壁之間時，鉆頭應上下活動，讓石塊落下；若未及時焊補鉆頭，鉆孔直徑逐漸變小，鉆頭入孔沖擊被卡時，應及時修補沖擊鉆頭，若孔徑已變小，應嚴格控制鉆頭直徑，并在孔徑變小處反復沖刮孔壁，以增大孔徑，防止鉆頭被卡；若在黏土層中沖孔導致泥漿黏度過高，以致鉆頭吸住時，應利用泥漿泵向孔內泵送性能優(yōu)良的泥漿，清除坍落物，替換孔內黏度過高的泥漿；若因放繩太多，沖擊鉆頭傾倒，頂住孔壁時，應使用專門加工的工具將頂住孔壁的鉆頭撥正。

4 結語

沖孔灌注樁具備沖擊能力大、穿透力強、較易穿過巖層等特點，可以有效地保證樁端持力層嵌入中風化巖層中，保證樁端承載力。因此，沖孔灌注樁在喀斯特地貌區(qū)域，是一種較為理想的成樁工藝形式。作為施工單位一員，需要全面掌握沖孔灌注樁施工技術的質控要點和工藝操作要點，嚴格控制各施工環(huán)節(jié)質量，以建設優(yōu)質建筑工程。