論巖溶地質(zhì)沖（鉆）孔灌注樁施工質(zhì)量控制

童曉凌

（福建省中福工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，福建 福州 350000)

1 工程概況

某工程為政府安置房，總建筑面積約46265.5m2，地上建筑面積35630.5m2，地下室建筑面積約10635m2。建筑層數(shù)：地上26 層，地下二層；建筑總高度：78.1m。人防工程等級(jí)為甲類核六級(jí)、常六級(jí)。建筑等級(jí)為一級(jí)，結(jié)構(gòu)體系為框剪結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6 度。

2 巖溶地質(zhì)對(duì)建筑地基的影響

巖溶地質(zhì)也叫喀斯特地質(zhì)，是指可溶性巖石在水的溶蝕或侵蝕作用下，使巖石產(chǎn)生溝槽、裂隙、空洞及空洞頂板塌落等地質(zhì)現(xiàn)象的總稱。巖溶地質(zhì)區(qū)域，在巖石的上覆層由于地下水的徑流，帶走上覆層的微小土顆粒，時(shí)常發(fā)生土洞。在地基主要受力范圍內(nèi)，如果存在有溶洞、土洞等特殊地質(zhì)，在附加荷載或振動(dòng)作用下，由于溶洞頂板厚薄不均，可能導(dǎo)致地基下沉；巖溶地質(zhì)區(qū)域通常存在土洞、溶洞、石筍等基巖起伏，土洞、溶洞內(nèi)也存在軟弱土層等。如果建筑物基礎(chǔ)埋置在基巖上部，因其范圍內(nèi)可能有土洞、溶洞，容易使建筑地基不均勻沉降，甚至產(chǎn)生局部的下陷，直接威脅到建筑的結(jié)構(gòu)安全，為此設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常采用沖（鉆）孔灌注樁進(jìn)行處理。鑒于此類地質(zhì)的特殊性，在沖（鉆）孔灌注施工中，樁基施工質(zhì)量控制難度大，施工時(shí)需采用相應(yīng)的措施，才能保證其工程質(zhì)量。

3 沖（鉆)孔灌注樁施工工藝及關(guān)鍵工序質(zhì)量控制措施

3.1 沖（鉆)孔灌注樁施工工藝流程

放樣→復(fù)樣→對(duì)樁位→跟蹤樁位→修孔、沖孔→介巖→嵌巖→終孔→一次清孔→下鋼筋籠→二次清孔→澆砼、配合比、塌落度控制→下導(dǎo)管長(zhǎng)度控制、埋深→拆管記錄→空孔測(cè)定

3.2 成孔施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理

3.2.1 漏漿、塌孔現(xiàn)象

造成漏漿、塌孔現(xiàn)象的主要原因有：由于地基地質(zhì)為巖溶地質(zhì)，樁孔中有的存在土洞、溶洞，并且可能貫通，所以在成孔過(guò)程中如果遇到土洞、溶洞，就會(huì)發(fā)生泥漿面突然下降，甚至瞬間全部泥漿流失，造成土壁失穩(wěn)而塌孔。可以用這些方法處理：（1）投入適量的片石及黏土，調(diào)高泥漿濃度。（2）如果存在漏漿的現(xiàn)象，就繼續(xù)投黏土、片石并摻一定量的水泥。（3）以上兩種處理效果不好時(shí)，可投入適量的片石及混凝土。（4）碰到大溶洞或以上方法均無(wú)法處理時(shí)，采用投入適量的片石、水泥并加適量的水玻璃，并迅速采用小沖程沖擊水泥漿及片石混合物，使泥石混合物擠進(jìn)溶洞，形成泥石護(hù)壁，避免塌孔。繼續(xù)采用小沖程沖擊，如此反復(fù)操作，一直到不再漏漿為止。

本工程沖（鉆）孔灌注樁成孔過(guò)程中共有35 根樁存在不同程度的漏漿、塌孔現(xiàn)象，具體樁號(hào)為：1#、7#、19#、26#、31#、40#、43#、49#、59#、65#、72#、75#、77#、86#、87#、95#、97#、99#、103#、106#、111#、118#、123#、127#、131#、135#、141#、147#、151#、155#、161#、168#、170#、177#、181#，通過(guò)上面的處理措施，漏漿、塌孔都得到了控制。

3.2.2 沖孔偏斜現(xiàn)象

這種現(xiàn)象是由于巖溶地質(zhì)巖石的風(fēng)化程度不同，造成軟硬不均，出現(xiàn)斜巖面情況而造成沖孔偏斜現(xiàn)象?？刹捎没靥钆c巖石強(qiáng)度相當(dāng)?shù)钠梆ね粱旌衔镏疗滋幧喜?m，停滯一段時(shí)間后進(jìn)行重新沖擊。如果不能一次修正斜孔，則需重復(fù)上述工序，直至將孔位修正到位為止。

本工程沖（鉆）孔灌注樁成孔過(guò)程中共有3 根樁存在沖孔偏斜現(xiàn)象，具體樁號(hào)為：11#、53#、68#，通過(guò)上面的處理方法使樁孔偏斜情況得到了校正。

3.2.3 埋錘、卡錘及掉錘現(xiàn)象

這種現(xiàn)象主要是以下這些情況造成：（1）由于孔內(nèi)的斜巖、孤石及部分較大串聯(lián)的溶洞，使錘頭掉入溶洞內(nèi)或被斜巖或孤石卡住而造成卡錘；（2）由于溶洞的不斷發(fā)育或受外力的影響造成塌孔，將錘頭埋入孔內(nèi)；（3）巖石出現(xiàn)懸挑的鷹嘴石，沖孔時(shí)發(fā)生的卡錘。

采取的處理措施：（1）當(dāng)遇到溶洞時(shí)可采用小沖程沖孔，拉緊錘繩，反復(fù)操作，直至穿越溶洞；（2）在鉆孔過(guò)程中要隨時(shí)注意孔內(nèi)泥漿液面，孔內(nèi)一旦漏漿要及時(shí)處理，待處理方案確定后方可繼續(xù)沖孔，以免塌孔埋錘；（3）如果出現(xiàn)埋錘、卡錘、掉錘的時(shí)候要及時(shí)處理，并在處理過(guò)程中要持續(xù)換漿，以免沉淀泥漿過(guò)厚掩埋錘頭[1]。本工程沖（鉆）孔灌注樁成孔過(guò)程中共存在有2 根埋錘，1 根掉錘，3 根卡錘。

4 混凝土的澆筑

本樁基工程采用強(qiáng)度等級(jí)為C40 的混凝土，塌落度為180～220mm，水下混凝土采用導(dǎo)管法施工，用250/300mm 導(dǎo)管底端下放至距孔底約500mm 處。為了確保導(dǎo)管無(wú)滲、漏水，使用前需經(jīng)過(guò)通球和壓水試驗(yàn)，并且在導(dǎo)管接頭連接時(shí)須加密封圈并上緊絲扣。

混凝土澆搗前應(yīng)復(fù)查沉渣的厚度，發(fā)現(xiàn)沉渣厚度超過(guò)規(guī)范要求，則需再次進(jìn)行清孔，直至沉渣厚度符合規(guī)范允許范圍。開(kāi)始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底端距離孔底的距離控制在30～40mm 范圍內(nèi)，并儲(chǔ)備好不少于1.0m的混凝土量以保障導(dǎo)管一次埋入混凝土面下，用其混凝土量灌注孔底時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大重量沖擊力排擠底部沉渣，以達(dá)到最后清孔的目的。

按成孔的實(shí)際情況計(jì)算出每根樁的混凝土初澆量（巖溶地質(zhì)樁孔徑不規(guī)則），保證導(dǎo)管在混凝土中埋深1.0～1.30m。

5 控制斷樁的產(chǎn)生

造成斷樁的主要原因有：（1）沖孔過(guò)程中雖然泥漿不漏，但溶洞沒(méi)有完全封堵、溶洞壁比較薄或泥漿護(hù)壁的強(qiáng)度不足，在砼灌注過(guò)程中，混凝土比重及壓力比較大，沖破溶洞或孔壁坍塌導(dǎo)致砼面下降而造成斷樁。（2）澆筑混凝土過(guò)程中拔管速度過(guò)快。

采取的處理措施：（1）根據(jù)實(shí)際情況，施工過(guò)程中投入適量的片石、粘土混合物，必要時(shí)加適量的水泥，反復(fù)沖打，直至將溶洞封堵完全；（2）砼灌注過(guò)程中要時(shí)刻注意導(dǎo)管的埋深，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提離混凝土面，導(dǎo)管埋深控制在2～6m，且不得小于2m。根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況，可適當(dāng)提高導(dǎo)管的埋置長(zhǎng)度，以防止砼面下降太多使導(dǎo)管懸空，造成斷樁；（3）砼灌注完畢后，埋在孔內(nèi)混凝土的導(dǎo)管要靜置一段時(shí)間待混凝土面平穩(wěn)后緩慢拔管，以免混凝土面下降過(guò)大造成斷樁[2-5]。

6 樁基質(zhì)量驗(yàn)收

6.1 樁基檢測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求及樁基檢測(cè)規(guī)范的規(guī)定，建設(shè)單位委托了第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)本項(xiàng)目的沖（鉆）孔灌注樁的各項(xiàng)驗(yàn)收指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)。

本項(xiàng)目樁基總數(shù)為182 根，樁徑均為φ1000mm，樁身強(qiáng)度等級(jí)為C40，樁端持力層為中風(fēng)化灰?guī)r。實(shí)際樁長(zhǎng)為21.91～45.75m。建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和施工單位根據(jù)有關(guān)規(guī)定共同研究制定了樁基檢測(cè)方案，確定了檢測(cè)方法、檢測(cè)的數(shù)量及檢測(cè)的樁號(hào)。

6.2 低應(yīng)變法檢測(cè)

樁長(zhǎng)≤35m 的樁采用低應(yīng)變檢測(cè)法。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求：柱下三樁或三樁以下的承臺(tái)抽檢樁數(shù)不得少于1 根；不應(yīng)少于總樁數(shù)的30%，且不得少于20 根。本工程實(shí)際樁長(zhǎng)≤35m 的樁共101 根，檢測(cè)總數(shù)量為31 根，結(jié)合施工過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)討論確定檢測(cè)的樁號(hào)為：1#、11#、19#、23#、39#、40#、42#、43#、53#、63#、65#、69#、72#、77#、81#、86#、92#、94#、97#、102#、106#、112#、121#、131#、135#、142#、147#、155#、168#、170#、182#。

6.3 聲波透射法檢測(cè)

樁長(zhǎng)＞35m 的采用聲波透射檢測(cè)法。本工程樁長(zhǎng)＞35m 的樁共81 根，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求：檢測(cè)總數(shù)量為25 根，結(jié)合施工過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)討論確定檢測(cè)的樁號(hào)為：7#、8#、18#、25#、29#、31#、34#、49#、51#、54#、59#、61#、68#、75#、87#、98#、117#、123#、127#、134#、139#、141#、151#、163#、177#。

根據(jù)低應(yīng)變、聲波透射法檢測(cè)報(bào)告顯示檢測(cè)結(jié)果：其中Ⅰ類樁共46根占82.1%；Ⅱ類樁共10 根占17.9%。

6.4 鉆孔取芯法檢測(cè)

設(shè)計(jì)圖紙要求按GB50007-2011 視巖性檢驗(yàn)樁底下3 倍樁直徑或5m 深度范圍內(nèi)有無(wú)空洞，破碎帶軟弱夾層等不良地質(zhì)條件，采用鉆孔取芯法檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)量不得少于總樁數(shù)的10%，且不得少于10 根。結(jié)合施工過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，經(jīng)討論研究選擇檢測(cè)的樁號(hào)為：7#、11#、18#、23#、39#、43#、51#、61#、65#、69#、77#、86#、87#、97#、106#、123#、139#、155#、177#，總數(shù)共19 根。

檢測(cè)結(jié)果：（1）樁身完整性為Ⅰ類樁；（2）樁身砼抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求（均≥40MP）；（3）樁底沉渣厚度滿足規(guī)范要求（最大值為15mm）；（4）樁端持力層巖土性狀符合設(shè)計(jì)要求（為中風(fēng)化灰?guī)r）。

6.5 靜載試驗(yàn)檢測(cè)

采用靜載試驗(yàn)確定單樁豎向抗壓極限承載力，同一條件下的試樁數(shù)量，分別不宜少于總樁數(shù)的1%，且不少于3 根。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的情況，共同定出檢測(cè)的樁號(hào)為：9#、50#、112#共3 根。檢測(cè)結(jié)果顯示，三根樁的單樁豎向抗壓極限承載力均為13000kN，滿足設(shè)計(jì)要求（最大試驗(yàn)荷載作用下樁頂累計(jì)沉降量最大值是50#樁為28mm，且每級(jí)荷載的作用下各級(jí)沉降增量無(wú)明顯增大的現(xiàn)象，取最大試驗(yàn)荷載為試驗(yàn)樁抗壓極限承載力）。

6.6 樁位偏差

基礎(chǔ)土方開(kāi)挖完成后對(duì)182 根樁位進(jìn)行實(shí)測(cè)，最大偏差值為82mm，根據(jù)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定其偏差值應(yīng)≤D/6 且不大于100mm，本工程樁位最大偏差值在允許范圍內(nèi)，符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

2018 年8 月5 日，監(jiān)理單位組織了建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、勘察單位、施工單位等建設(shè)責(zé)任主體以及邀請(qǐng)了本項(xiàng)目的質(zhì)量監(jiān)督部門共同參與了本項(xiàng)目的樁基子分部工程的驗(yàn)收，一致認(rèn)為質(zhì)量控制資料齊全完整，樁位偏差、樁基檢測(cè)數(shù)量及結(jié)果符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，樁基子分部工程質(zhì)量驗(yàn)收合格。

7 結(jié)束語(yǔ)

沖（鉆）孔灌注樁的施工具有其本身的特點(diǎn)，特別是在巖溶地質(zhì)區(qū)域，施工過(guò)程時(shí)常會(huì)發(fā)生不可預(yù)見(jiàn)和難以控制的情況，作為工程的技術(shù)人員，必須認(rèn)真分析巖溶地質(zhì)的特性，強(qiáng)化各個(gè)工序管理和過(guò)程跟蹤，切實(shí)控制好施工過(guò)程的施工工藝，要求施工單位在施工過(guò)程出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)采取相應(yīng)控制措施及合理的處理方法，方能保證沖（鉆）孔灌注樁的施工質(zhì)量。