論巖溶發育地質灌注樁施工質量控制關鍵要點及應對措施

周鐵峰

廣州機場建設投資集團有限公司 廣東 廣州 510010

巖溶發育地質施工是城市建設施工中經常面臨的施工環境，巖溶地質屬于不良地質的一種，施工過程需采用科學合理的施工控制手段來保證是施工過程的安全，也是保證樁基施工質量的重要措施。在巖溶發育地質基樁施工前，需對作業面的上覆巖（土）層進行充分的設計和論證，保證施工機械的安全作業；需對場地進行合理化的降排水設計，保證上覆軟土的水分能有效排出，改良施工作業面土層的強度和壓縮性，保證樁基施工過程的垂直度滿足要求，從而控制基樁的施工質量；需根據穿越土層的特性，對護壁泥漿的配合比及換漿速度進行合理設計，保證孔壁的穩定和清渣效果等。

1 工程概況

白云機場三期擴建工程周邊基礎設施一期工程，也稱平西安置區，項目規劃總用地面積約604297m2，群體建筑面積約1172146.47m2。項目主要建設內容工程內容包括安置區建設、地下空間等綜合開發建設及公建配套設施、紅線范圍內的配套道路等工程。其中，平西安置區南區標段包括地塊一至地塊十四的工程建設內容，群體建筑面積約554182.71m2，其中住宅建筑面積約346721.8m2，均采用裝配式建筑，建筑物最大高度41.2m，單跨最大跨度10.8m，基礎主要為高強預應力管樁和泥漿護壁鉆（沖）孔灌注樁兩種形式。

2 場地地質情況

場區巖土層為：第四系沖洪積層、殘積土層覆蓋，沖洪積土層主要由填土、粉質黏土、黏土、粉細砂、中粗砂、下伏巖層等組成，局部分布有淤泥；殘積土層主要為粉質黏土、粉土等；基巖主要為壺天組、測水組沉積巖，主要巖性為石灰巖、炭質灰巖和炭質頁巖等巖性，呈淺色、灰白色、灰黑色為主，巖面標高起伏大，溶洞發育強烈，溶洞直徑范圍大部分分布在0.5～3.5m區間，連通性一般。場地內靜止水位埋深1.90～3.80m左右。

3 樁基概況

本工程地工程樁采用預應力管樁和鉆（沖）孔灌注樁兩種樁型，樁基工程概況見表1。

表1 樁基工程概況

4 泥漿護壁沖擊成孔灌注樁

4.1 場地準備

首先做好清表和場地平整工作，保證后續施工設備平臺的穩定。在工作面位于溶洞范圍或影響范圍在溶洞臨空面范圍內時，應詳細勘察溶洞位置、大小和充填效果，摸查上覆巖土層的厚度等，保證施工機械在作業期間的安全穩定。

4.2 測量放線

在施工測量工作，首先要采用全站儀進行樁位測放，先將鋼筋插入樁位中心，再在周圍打一根控制樁，并采用砂漿進行固定，經檢查合格以后才能進入下一工序。

4.3 埋設護筒

在護筒埋設前，先結合項目的地質情況和樁身直徑等進行鋼護筒制作，護筒成形以后，及時對鋼護筒的下放位置進行定位，并進行鋼護筒下沉，在下沉時應確保鋼護筒的平穩性。由于項目所處地質為軟土地質，其土層為淤泥質黏土層，故易于發生塌孔，將護筒埋深控制在10m。同時，在護筒埋設時，考慮到穿透難度較大，故應采用人工挖埋技術進行埋設，以免受到外界因素的影響而導致塌陷[1]。施工中應注意以下幾點：

（1）對樁位中心進行校核，并采用粘土進行護筒回填。

（2）在護筒埋設時，應采用人工挖埋方式，將入土深度控制在4m左右，護筒上部應高出地面0.3m，同時要超出地下水位1.5～2m。

（3）在施工中，應確保護筒中心與樁中心相互重合，將平面偏差控制不大于5cm，傾斜度偏差不大于1%。如果出現不良土層，應加深護筒埋設的深度。

4.4 鉆機就位

（1）在鉆進前，應在樁位兩邊鋪設路基箱，高度為30cm，在上方放置枕木，當鉆機就位時，應確保底座的平穩性，加強鉆機的垂直度控制，確保鉆機頂部、與護筒中心在同一垂直線上，將偏差控制小于±20mm。

（2）鉆機就位時，應對鉆機平臺進行復測，做好鋼護筒標高測量，為孔深與沉渣厚度測量提供參考。

4.5 沖擊鉆進

沖孔灌注樁施工作為鉆孔施工中重要工序，應優選鉆機，采用低速鉆進方式，以免造成施工影響。同時，要結合項目的地質條件，對鉆機鉆頭進行切換，保證鉆機平穩[2]。

（1）在沖孔鉆進時，應采用低錘密擊的方式，泥漿護壁時采用循環方式，孔深達護筒下 3m 后，轉入正常連續沖擊，造孔時及時將殘渣排出孔外。

（2）在鉆進過程中每1～2m要檢查一次成孔的垂直度。大直徑樁孔可分級成孔，成孔過程中泥漿面保持穩定。

（3）成孔后，用測繩下掛0.5kg重鐵砣測量檢查孔深并驗收，核對無誤后，進行清孔。

（4）孔徑≥設計樁徑，孔斜≤1%，孔深允許偏差+30cm護筒中心，要求偏差不大于±20mm。

圖1 沖擊鉆進

4.6 一次清孔

清孔作為鉆孔后一個重要環節，主要清除樁孔內的雜質，以減小孔底沉降，提升樁孔的承載力。在鉆孔完畢后，應及時進行清孔，以減少放置時間，避免出現殘渣沉積現象。終孔作業完成后，確保沖孔管離孔底約16cm左右，泥漿要循環，輸入比重控制在1.1～1.25，并換出鉆渣較多的泥漿[3]。另外，將清孔時間控制在0.3～2h。清孔過程中，應保證泥漿面高度。

4.7 鋼筋籠吊裝

（1）合理選擇噸位合適的吊裝機械，在吊放時，應以孔位為中心進行下沉，以免與孔壁發生碰撞。

（2）在接長時，應對準孔位將第一段鋼筋籠吊入，再在護筒上部采用架立筋進行固定，接著將第二段鋼筋籠吊起，并進行接長。

（3）當鋼筋籠安裝完畢以后，應嚴格檢查鋼筋頂端的高度。

圖2 鋼筋籠吊裝

4.8 導管和漏斗安裝

在混凝土澆筑前，應合理選擇導管并安裝。在導管組裝時，應確保接頭密封性，以免發生滲漏。

首次使用前，先做好閉水試驗，試水壓力0.6～1.0MPa，以不漏水為合格。導管底端下沉深度為孔底標高上500mm。在漏斗安裝時，應將它安裝于導管頂端。

4.9 二次清孔

（1）在水下砼灌注前，應進行二次清孔。二次清孔時，應采混凝土導管，清孔時，保證輸入密度不大于1.15的泥漿[4]。

（2）當二次清孔完畢后，應對孔底沉渣厚度進行測定，一般控制不大于50mm，當滿足要求以后，及時進行水下混凝土灌注。

圖3 二次清孔

4.10 水下澆筑混凝土

水下混凝土灌注作為灌注樁施工中最后一道工序，在施工時，應對灌注樁的中心坐標進行檢查，當滿足要求以后才能進行使用。同時，要合理控制混凝土的灌注時間，確保水下灌注的質量，在實際施工時，應注意以下幾點。

（1）將導管直徑控制在200～250mm范圍內，分節長度控制在2～2.5 m，施工時，確保導管與鋼筋距離在100mm左右，在安裝前先進行試拼裝，安裝結束以后才能進行試壓。

（2）在澆筑過程中，應將管底與孔底的間距控制在300～500mm，同時采用導管將混凝土面埋入，其埋深應大于0.8m，在澆筑過程中，應將導管埋深控制在2～6m。

（3）在施工過程中必須安排施工人員實時查看導管孔狀態，確保導管內不發生堵塞，一旦發現導管內部存在堵塞物，施工人員需要立即活動導管，保證導管的通透性。

5 施工中質量控制

（1）原材料控制。在施工前，應嚴格檢查進場的鋼筋原材料的標號、出廠日期和實驗報告等文件，看各項性能指標是否符合設計要求，禁止使用劣質材料。

（2）成孔質量檢查。在鉆孔灌注樁成孔施工時以及混凝土灌注之前，應嚴格檢查鉆孔成孔質量。首先進行孔位檢查，當埋設好鋼護筒以后，應采用全站儀對孔位進行定位檢查。其次，在樁孔成孔以后，應選用測量鉆頭從孔口至孔底鉆入孔中，如果鉆頭不卡鉆，就證明孔徑滿足要求。在檢測時，應將井徑器吊起，保持孔的中心與鋼繩的一致性，并將它逐漸放入孔內，孔徑不小于籠徑，保證能夠通暢放入。另外，還要結合測量系統進行工程測量。1）做好孔深檢查工作，采用錐形錘進行檢查，保證錘底直徑約14cm，高度約21cm，質量約5kg。在測繩時，應對鋼尺進行核查。2）清孔結束以后，應在樁孔底部位置取泥漿，再采用比重稱進行泥漿的比重和含沙量測定[5]。

（3）樁身質量檢查。在樁身混凝土澆筑時，先進行混凝土取樣，取樣成型以后，再開展混凝土指標試驗工作。根據設計要求，確保混凝土試件成型組數滿足數量要求。另外，在混凝土澆筑完畢后，應采用超聲波管來檢測樁體質量。

（4）樁位控制。為了保證樁位質量，在施工前，應采用全站儀進行樁位定位，當埋設護筒完成以后，要進行復測。同時，要采用坐標架進行護筒中心、樁位中心校正，看是否保持一致。

（5）樁長控制。在施工過程中，應對護筒口高程進行換算。同時，要確保機具長度的準確性。對鋼繩長度進行測量，對于負重后的伸長值進行檢查，看是否有誤，如果有誤要及時更正。

（6）樁底沉渣控制。加強樁底沉渣控制，鉆孔的泥漿比重不大于1.25，及時清理孔底沉渣，以免影響到基樁承載力。

（7）混凝土強度控制。在施工前，應結合設計要求進行混凝土試配，施工結束后，及時進行混凝土保養，合理調整混凝土配合比。

（8）樁身結構控制。按照隱蔽工程進行鋼筋籠驗收，并做好記錄。在鋼筋籠施工前，應將施工指標控制在允許范圍內，包括主筋搭接長度、塊位置定位等。

6 結語

綜上所述，隨著我國建筑行業的不斷發展，建筑施工技術也得到了迅速發展和進步，建筑施工質量和施工過程安全也得到了顯著提升。本文結合實例，通過對巖溶發育地質環境下的泥漿護壁沖擊成孔灌注樁施工中質量控制措施進行研究，結果表明，泥漿護壁沖擊成孔施工技術具有良好的施工效果和質量可靠性，具有一定的應用價值，可為后續巖溶地質環境中施工提供參考。