不同地質成樁方法及注意事項的思考與探討

在不同地質條件進行樁基施工，由于關系到自身安全，周邊安全，以及環境情況。所以除了要對當地的巖土狀況考察、對地勘報考進行深入研究以外，同時還應該要注重施工流程把控。從樁基類型的選擇、成樁方式的選擇、施工方式的選擇以及整體的施工質量和施工安全展開論述。針對一些工程的施工經驗進行進一步分析以達到保證工期以及質量的結果。

地質； 成樁； 樁基礎

TU753A

［定稿日期］2023-03-23

［作者簡介］趙利彪（1986—），男，本科，工程師，主要從事建筑工程管理工作;趙賀飛（1993—），男，專科，助理工程師，主要從事建筑工程管理工作;馬振宇（1987—），男，本科，助理工程師，主要從事建筑工程施工技術工作。

1 工程地質水文分析

針對地質條件的分析，在不同的施工地區地質的狀況有著很大的不同。在開始施工之前，就應該要對當地的地質情況進行詳細的勘察，認真地對每一個地勘的數據進行詳細地分析，地層情況、地下水情況、軟臥層位置等作到對巖土情況的全面把握。

（1）在軟土的區域中，由于軟土的含水率較高，土質間空隙率較大，所以容易被壓縮，這類土主要分布在我國長三角地區以及珠三角地區比較常見（圖1）。

（2）我國的黃土面積在整個土地面積中占絕大的比例。黃土是一種性質特殊的土，土質比較均勻、結構較為疏松、孔隙比較發育。在未受水濕潤的時候，其特點是強度較高，不易壓縮。當遇水濕潤，土質結構會迅速破壞，產生較大的下沉，強度迅速降低（圖2）。

（3）同時我國還有一定的區域分布著粉土，粉土的水穩性較差，毛細作用大，干燥時強度較高，但其強度隨著含水率的增加而呈顯著下降的趨勢。干燥時雖然有黏性，但易于破碎，遇水時容易變為流動狀態（圖3）。

針對水文條件的分析，若施工現場有復雜的地質水文情況，則需要用動態的水文勘察方式，作到對該地區的地下水的分布規律、分布情況、水位深度全面進行把控。另需考慮施工時間是在枯水期還是在汛期。建立地下水位的監測點，時刻了解水位的變化。在全面考慮地下地質水文的情況后，選擇有效的成樁方式，同時事先考慮樁基施工過程中可能出現的問題和應對措施確保地下水的問題得到有效解決。

2 不同地質的成樁方式選擇

在不同的地質條件下，根據不同的水文和土質情況。需結合實際使用不同的成樁方式，由于成樁方式較多，此處僅針對鉆孔灌注樁、人工挖孔樁以及CFG樁進行分析。

2.1 鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁施工如圖4所示。

2.1.1 正循環鉆孔灌注樁

普遍適用于黏性土、軟土、黃土、粉土、砂土、碎石類土、強風化巖及軟巖等，成樁范圍為500～2 200 mm。在對不同地層可采取更換鉆頭的方式進行鉆進，鉆進效率較高。缺點是在遇到卵漂石層的底層條件下鉆進困難且在鉆孔直徑較大時，遇易坍塌地層的護壁困難，泥漿使用量巨大。

2.1.2 反循環鉆孔灌注樁

普遍適用于黏性土、軟土、黃土、粉土、砂土、碎石類土、強風化巖及軟巖等，成樁范圍為500～2 200 mm。尤其在鉆進粉砂、卵礫石、黏性土、黃土、軟土、粉土時效率高、進尺速度快。可使用清水進行鉆進，依靠水柱壓力保持孔壁的穩定，出渣較為徹底、鉆進效率高，鉆頭磨損小，對于大口徑的深孔鉆進較為有利。缺點是對于含水層有一定抽吸效應，水量消耗大，尤其在漏水時很容易引起孔壁坍塌。

2.2 人工挖孔樁

此成樁方式主要適用于樁徑大于等于800 mm且無水或滲水量小的回填土、黏土、粉土、砂土、風化巖等地層。施工時穿越流砂、淤泥、松散砂土等易坍塌部位必須得采用井壁護筒等支護措施保證施工人員的安全。對于地下水位以下、涌水量大、地下有瓦斯、沼氣等有害有毒氣體的地層不可使用此成樁方式（圖5）。

2.3 CFG（水泥粉煤灰碎石樁）樁

適用于地下水位以上的黏性土、粉土、回填土地基如圖6所示。

3 地質條件對成樁方式造成的影響

3.1 人工挖孔樁基礎

3.1.1 人工挖孔樁的優點

方便對持力層情況進行鑒別，對孔底沉渣的控制也較為方便。同時還可以將樁底的直徑擴大來增加單柱樁的承受能力，由于是干作業成孔且挖孔深度較淺，挖孔的土質也較為松軟，所以施工周期較短，工程造價也相對偏低等。由于這些優點使得人工挖孔樁在土質較軟且地下水位之上，同時大型機械又無法進入的工程中被得到廣泛應用。

3.1.2 人工挖孔樁的缺點

人工挖孔樁的成孔方式也存在著一定的缺陷，所以在實際施工過程中有一定的困難。

（1）如果空氣濕度大又加之陰雨天氣，那地層中的殘積層以及沖洪積層就很容易形成淤泥以及流砂，非常不利于保護樁孔壁和開挖，如果在未做好護筒以及未制定合理的開挖方案時盲目的進行開挖，就會出現質量問題和安全問題。

（2）地層中如果遇到裂隙水和巖溶水很容易造成涌水。

（3）土層中若呈現出流塑或軟塑狀態的泥土或砂質填充物則會讓護壁的安全和開挖出現安全隱患。

（4）若地下水的流通性能較好，則會導致在混凝土澆筑過程中出現水灰比的比例出現改變或是細骨料以及砂漿的流失，樁體出現分崩離析的狀態。

（5）施工單位自身的管理人員技術不到位或者交底不到位或未對地勘報告進行分析就開始施工，亦或者施工單位本身就不具備施工人工挖孔樁的成熟經驗。這些問題都有可能導致挖掘好的孔無法使用，出現歪斜、孔徑不夠、孔深不夠、護壁措施不足等。造成人力物力的浪費，甚至重大質量問題以及安全問題。

3.1.3 人工挖孔樁施工要點

人工挖孔樁施工前，首先應對地質和水文狀況進行詳細勘察，全面將要施工的區域內的土質分布情況、地下水深度、地下水流量水量、地下水流向、空氣濕度等勘察明確。其次，項目部在施工前應制定好完善的應急降水計劃。降水的成功與否直接關系到該施工地區能否運用人工挖孔樁這項技術。如果施工區域的地下水含量豐裕，且降水又較為困難，那就不可采用人工挖孔樁的成樁方式。此外，還可采用鋼套管護壁的方式來防止涌水、流泥和流沙現象。在樁基礎施工前，項目部應提前作好專項施工方案并經審核通過，書面對所有項目部現場管理人員進行交底，在作業前應對現場所有的施工作業人員進行書面的交底，并經雙方確認簽字。每日施工前應對孔底的有毒有害氣體進行檢測并形成檢查記錄，施工時應設有空氣循環裝置確保孔底氧氣充足。

3.2 鉆孔灌注樁

3.2.1 鉆孔灌注樁的優點

幾乎不受到地下水影響、且是機械作業所以施工過程安全，施工噪音和振動小。而且能建造比預制樁直徑大很多的樁，且在各種地基上均可使用。

3.2.2 鉆孔灌注樁施工要點

（1）由于工程地質較差，所以在某些地層控制泥漿護壁的難度較大，若控制不當在施工過程可能會導致鉆孔的坍塌。

（2）在某些巖溶地區的護壁較困難，則可能會導致混凝土大量流失，在這樣的情況下施工可能會造成卡鉆、掉鉆的情況。

（3）孔底的沉渣不好控制。

（4）樁位放線不準確，造成偏差過大、施工過程中樁位標記丟失或被擠壓導致偏離、施工人員不專業的隨意定位、造成樁位錯位、樁數量偏差較大。

3.2.3 鉆孔灌注樁施工要點

針對可能出現的問題，可采用套管護壁的形式在某些特殊地層和溶洞中進行超前預支護。其次，在鉆頭將要進入持力層時，采用預鉆跟進的方法或改用沖孔法進入巖石持力層。溶溝、溶洞、溶槽部位進行施工時，應預先填埋塊石確保鉆頭的作業面的受力均勻。對于沉渣的厚度的控制應嚴格選用合理比例的護壁泥漿，嚴格控制施工的時間，避免時間太長導致泥漿中的沙粒等沉淀，最后應對現場人員管理的全面到位，杜絕粗心大意和任意指揮的情況發生。

3.3 CFG（水泥粉煤灰碎石樁）樁

3.3.1 CFG樁可能出現的問題

CFG樁在不同土質情況下施工的過程中同樣面對的問題較多：縮頸、斷樁、樁身偏位、孔洞歪斜、孔底虛土過多、樁身夾泥、樁長不足、灌堵管卡管等。僅對于縮頸和斷樁進行分析。

（1）在飽和的軟土中成樁，樁機的振動較小，當采用連續打樁作業時 ，新打的樁對已打樁的作用主要的表現形式為擠壓 ，讓已打樁被擠壓，擠壓后形狀開始不規則。嚴重時甚至還會產生縮頸和斷樁。

（2）如上部有偏硬土層或中間部分夾雜著較硬土層的土體中成樁，樁機的振動較大，對已打成型的樁影響主要是體現在振動破壞，可考慮采用跳孔施工的工藝。若已打樁還未形成一定強度，在中間補打新樁時，已打的樁也會有被振裂的風險。

（3）在軟土層中施工的時候拔管速度過快，導致軟土結構層被破壞。

（4）淤泥質土護壁強度不足，成孔后等待時間過長至使孔壁收縮。

（5）在吸水飽和的軟土中成樁。由于已完成的樁尚未形成強度，新打樁對已打樁造成一定擠壓導致已打樁產生形變，引起縮頸。

3.3.2 CFG樁施工要點

（1）選用合理的成孔工藝。成樁的工藝選擇對CFG樁成樁的質量起著至關重要的作用，不同的土地質情況應選擇不同的成樁方法 ，CFG樁施工方法的選擇，應根據地勘報告的要求和現場實際的圖紙情況、地下水情況 、場地的情況和是否有對振動有敏感度要求等多種因素來選擇施工的工藝，這是確保 CFG樁施工質量有效的方式。

（2）嚴格控制灌注拔管的速度。螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁施工在鉆進至設計深度之后，應掌握提鉆桿的時間，嚴格控制混合料泵送量與拔管速度匹配，飽和土或粉土層中施工時，不得停泵待料。嚴格控制拔管的速度，拔管速度應勻速的控制，若遇到淤泥或淤泥質土 ，拔管速度應根據實際情況適當的放慢。

（3）制定正確的打樁順序 。當成樁的過程中會產生較大振動時，由于成樁過程中對土體會產生擠密作用，后打入的樁將會先擠壓土體導致先打入的樁產生水平推擠而造成偏移變位和變形，因此需要采用正確的打樁順序：密集樁群，從中間向兩邊或向四周對稱施工。當一側有毗鄰建筑物時，應該由毗鄰建筑向另一方向施工。根據設計的標高，宜先深后淺，先大后小，先長后短。

4 施工勘察對樁基礎的影響

因為地質勘察對樁基施工的影響是很重大的，所以在施工前就要進行詳細勘察。隨著工程技術的更新，勘察的技術也在同步升級中，但目前大多數采用的方式是工程鉆探。但又由于受到布孔的間距影響，所以在勘察的過程中也不能完全的做到細致入微全面覆蓋。導致在施工的過程中也會遇到預料之外的情況，如遇到未被勘察到的墳坑井穴，或未被勘測到的地下管道管線。導致增加了樁基礎的施工難度以及施工時間，也影響了樁基礎施工的工程質量。所以對于勘察方式的升級也是在未來當中需要繼續完善的重要任務之一。

5 結束語

隨著經濟的高速發展，建筑工程規模大小的不斷擴張，對建筑施工企業的施工要求越來越高，就目前從建筑樁基施工來看，樁基施工的技術已越來越走向成熟，建筑樁基從業人員更應該努力學習各種知識，認真總結自己經歷的施工經驗來提高對于樁基的施工能力。因此從業人員在進行施工的時候需要根據已有資料、實際施工土質的不同。來選擇相對應的施工方式，切實提高樁基施工的效率以及安全性，從而提升我國的建筑施工能力。

參考文獻

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