复杂岩溶条件下旋挖灌注桩施工分析

曾广晖

湖南省地质矿产勘查开发局四一三队，湖南常德 415000

旋挖灌注桩是一种新颖的基础成桩施工技术，在目前很多建筑工程都有所应用，并取得良好的效果。然而，在岩溶发育区，由于地质条件十分复杂，易发生质量问题，所以必须在充分考虑地质条件的基础上，采取有效措施做好施工控制，以保证施工质量。

1 工程概况

湖南省常德市某建筑工程地处岩溶发育区，整体地形十分复杂，但地势起伏较小；场地地面相对平坦，实际测得的地面标高在91.96～94.95m范围内，地貌以溶蚀平原为主。本工程基础与岩土工程勘察等级均确定为甲级。通过对地质勘察资料的研究，工程场区岩土层按从上到下的顺序依次为：表层杂填土、黏土；黏土；粉质黏土；硬塑状红黏土与可塑状红黏土；白云质灰岩。经钻孔揭露，本工程场区岩面实际埋深在11.5～33.5m范围内，起伏明显，可见岩溶沟槽。个别地段岩层中存在溶洞，且溶洞中被黏性土完全填充。总的来看，工程场地岩溶十分复杂，岩溶强发育。

考虑到本工程情况特殊，且岩溶发育，故设计采用旋挖灌注桩基础形式，灌注桩底端进入持力层（持力层为白云质灰岩），同时对各桩实施预钻孔，以掌握桩底与桩身等关键位置的地质条件。

2 施工工艺

2.1 施工流程

采用钢护筒进行护壁，并旋挖成孔的施工方法在松散土、砂卵石、岩溶区等地质情况中适用。在岩溶区当中进行改进的施工流程大致为：场地处理→测量放线→钻机就位→护筒埋设→钻进成孔→清孔检查→钢筋笼吊放→二次清孔→浇筑施工→成桩并取出护筒。

2.2 工艺要点

旋挖灌注桩为近年来出现的新兴技术，因其质量控制标准及技术标准都未实现统一，所以在施工过程中，除了施工人员要认真负责，还应做好组织管理。针对岩溶地质这一特殊条件，在进行旋挖成孔时，应注意以下几个要点：

（1）灌注桩测量放线必须准确无误；

（2）护筒直径不能小于桩径+300mm，且长度达到3m以上，其顶端应比地面高30cm，确保护筒的轴线和桩中心完全重合，严格控制偏差，施工中动态检查护筒埋设的垂直度；

（3）成孔时应对钻头状况进行随时检查，如果磨损情况较为严重，则必须予以及时更换，以免对成孔质量造成影响[1]；

（4）成孔时应对孔口处的积水进行及时清理，如遇缩孔等问题，则应在第一时间进行处理，尤其是在孔位以下深度较大的部位，当存在葫芦串形等特殊溶洞时，极易产生卡钻，此时需对钻进的速度进行严格控制，以平稳穿过这一溶洞；

（5）成孔之后再次清孔，其质量控制必须到位。

2.3 浇筑施工

成孔以后对钢筋笼与声测管等进行安装，灌注前检查孔底沉渣实际厚度，若不能满足要求，则要进行清孔，确认合格以后开始灌注施工。在灌注施工中，应充分注意下列几个要点：

（1） 护筒的起拔速度需要与灌注速度保持一致；

（2） 因混凝土密度远大于泥浆，所以在灌注至一定高度以后，孔底部位混凝土将受到较大压力，由于受到较高压力，细骨料会向孔壁不断扩散，类似于采用灌浆的方法对岩溶地基进行处理，易使混凝土快速下降，当在岩溶强发育区进行灌注时，需以地质报告为依据，选择地质复杂度最高的桩进行灌注，结合以往经验多配置30m3左右的混凝土，以此在混凝土出现下降的情况时，及时进行补充[2]；

（3） 初灌量必须保证，灌注导管的下口应进入液面，使桩底部的泥浆可以顺利排出；

（4） 导管下口和液面之间的距离应控制在2～6m范围内，灌注时根据液面上升速度缓慢提升导管；

（5） 桩顶容易产生不密实等问题，对此应在灌注顶部时进行充分振捣；

（6） 灌注过程中有效控制速度，避免钢筋笼受到冲击，并防止钢筋笼出现上浮的现象。

3 实例分析

3.1 相同地质情况下，各旋挖控制工艺的基桩质量比对

以本工程场地5#、6#、9#楼的桩基为例进行分析，各楼处在相同岩溶区，地质情况一致，但由不同施工队伍负责施工，每个施工队都有各自的施工方法。其中，5#楼主体建筑共64根桩，附属建筑共78根桩，其桩径处在1000～1800mm范围内，桩长为6～46m不等；6#楼主体建筑共66根桩，附属建筑共49根桩，其桩径处在900～1800mm范围内，桩长为7～34m不等；9#楼主体建筑共81根桩，附属建筑共57根桩，其桩径处在900～1600mm范围内，桩长为7～42m不等。

施工中，5#楼与6#楼施工队伍技术水平一般，同时缺乏管理，清孔作业十分粗糙，孔口和钢筋笼之间未能固定，桩基顶部混凝土未振实，更重要的是没有对岩溶这一复杂条件进行充分考虑，成孔施工中直接照搬常规方法，导致卡钻与掉钻等问题频频发生。9#楼施工队伍素质良好且经验丰富，对岩溶这一复杂情况也进行了充分考虑，严格按照上述要点进行施工，所有环节都投以严肃对待，很好的保证了施工质量[3]。

根据施工现场基桩质量检测结果，进行综合比对。对于桩身完整性，采用钻芯法+声波透射法进行检测，声波透射法检测分析结果见表1。钻芯法检测分析结果为：5#楼检测数目为14根，I～IV类桩数量分别为2根、5根、7根和0根；6#楼检测数目为11根，I～IV类桩数量分别为3根、4根、4根和0根；9#楼检测数目为13根，I～IV类桩数量分别为6根、7根、0根和0根。

表1 声波透射法检测分析结果

由表1可知，5#、6#楼的桩身完整性为III类的数量都比9#楼多，且I类的数量也比9#楼少，说明在复杂地质情况下，运用改进以后的工艺，能很好的保证质量。

由钻芯法检测分析结果可知，5#、6#楼的桩身完整性为III类的数量也比9#楼多，9#楼III类桩为0，进一步说明，在复杂地质情况下，运用改进以后的工艺，能很好的保证质量。

因5#、6#楼施工中未对工艺进行有效控制，所以钻芯结果存在缺陷；但9#楼严格控制工艺，钻芯结果基本没有缺陷。出现这一现象的原因为：（1） 未对岩溶地质进行充分考虑，直接采用常规方法进行施工；（2） 技术人员专业资质不到位，质量意识不足，施工管理松懈，质量把控不严[4]。

3.2 提高岩溶发育区旋挖桩施工质量的有效措施

（1） 为避免孔壁坍塌，增加护筒埋设深度，并使用质量合格的稳定液；

（2） 切实做好清孔，并按要求安装声测管及钢筋笼，同时严格进行灌注施工；

（3） 清孔以后使用测绳对孔深进行复测，防止在提钻的过程对孔壁造成刮碰；

（4） 为避免钢筋笼出现上浮，必须对孔口和钢筋笼进行有效固定；

（5） 为避免产生断桩等事故，灌注施工必须连续进行；

（6） 因有溶洞存在，尤其是钻至半边岩的情况时，易出现卡钻等问题，若深度较大，则很难取钻，此时必须放慢钻进速度，使主动钻杆时刻保持垂直[5]。

4 结语

综上所述，通过对实例的分析提出对成桩质量有利的措施方法，为岩溶发育区旋挖施工提供可靠参考，从而保证质量，避免事故发生，并缩减成本，发挥最大化效益。

[1] 李进.旋挖灌注桩施工工艺探讨[J].工程建设与设计，2016（18）：173-174.

[2] 王瓅玮，葛成成.软弱夹层地质钢套管辅助旋挖灌注桩施工工艺[J].城市住宅，2016，23（11）：112-113.

[3] 陶成江，李文占.大直径泥浆护壁旋挖灌注桩分级钻进施工技术[J].建筑技术开发，2016，43（9）：58-60.

[4] 杨书伟.旋挖灌注桩基础在工程施工中的应用[J].山西建筑，2015，41（16）：48-49.

[5] 刘秀兰.旋挖灌注桩施工工艺及质量控制[J].中华民居（下旬刊），2014（7）：304-305.