超前钻在岩溶场地桩基工程中的应用

李玉才

（湖北地矿建设勘察有限公司　430072）

1　前言

高层、超高层建筑多采用钻（冲）孔灌注桩基础，以中～微风化岩石作桩端持力层。桩基施工过程常遇到溶洞、破碎带、孤石、软硬互层等不良地基。

岩溶（又称喀斯特）是可溶性岩石在水的溶蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。可溶性岩石包括碳酸盐类岩石（石灰岩、白云岩等）、硫酸盐类岩石（石膏、芒硝等）和卤素类岩石（盐岩等）。在我国碳酸盐类岩石的分布范围占有绝对优势。

岩溶发育的条件：①具有可溶性的岩层；②具有可溶解能力（含CO2）和足够流量的水；③具有地表水下渗、地下水流动的途径。

我国岩溶分布广，基岩面起伏大，工程地质条件复杂多变。利用超前钻摸清桩基的地质条件、确定桩底标高、对保证桩基施工质量、工程进度、节约投资有重要指导意义。

2　项目概况

2.1　建筑概况

武汉杨泗港新港长江城J地块项目位于武汉市汉阳区，四至范围东侧为晴川大道，南侧为两湖路，西侧为鹦鹉大道，北侧为规划道路（建港路南约120m），规划净用地地面积约41200m2。建筑业态包含高层住宅（2栋33层）/超高层住宅（3栋54层、2栋44层）、公租房（1栋46层超高层）、幼儿园、社区服务站、商业、地下室及人防地下室等。

2.2　地形地貌及地层岩性

建筑场地位于长江左岸，距离长江大堤最近距离约320m，地貌单元属长江Ⅰ级阶地。据详勘资料显示可溶岩见洞隙率13.9%（中等发育），基岩埋深33～52m。场地覆盖层由杂填土、粉质黏土、粉砂、细砂、中粗砂夹卵砾石、砾砂、黏土及黏土夹碎石层组成，基岩为三叠系大冶组（T2dy）泥灰岩、灰岩、局部地层含红砂岩。

3　超前钻目的与要求

3.1　超前钻目的

充分利用详细勘察报告（场区溶洞洞隙的分布、形态和发展规律；岩面起伏、形态和覆盖层厚度；地下水赋存条件、水位变化和运动规律；）查明埋藏的河道、沟浜、防空洞、软弱夹层、孤石等对工程不利的埋藏物。准确揭示桩端持力层基岩的标高；确定桩端以下持力层深度范围内基岩为中～微风化完整基岩，是否存在岩溶、破碎带、软弱夹层等不良地质条件，为桩基施工提供地质依据。

3.2　终孔深度确定

《高层建筑岩土工程勘察规程》（JCJ72-2004）中：4.2.3对于端承桩，勘探孔的深度硬符合下列规定：4对于岩溶、断层破碎带地区，勘探孔应穿过溶洞、或断层破碎带进入稳定地层，进入深度应满足3d，并不小于5m。

《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009）中：4.9.4嵌岩桩应钻入嵌岩面下3～5d，并穿过溶洞、破碎带、到达稳定地层。

本地块工程灌注桩（嵌岩桩）以中风化泥灰岩或中风化灰岩为桩端持力层，经各方共同技术论证，终孔标准如下：钻孔进入桩端下完整岩石的深度不小于5m，且需满足桩基施工图设计要求。

3.3　技术要求

3.3.1钻孔孔径的确定

开孔孔径110mm，终孔孔径不应小于75mm。

3.3.2孔深、孔斜误差及分层精度要求

①孔深校正情况：主要地层界限、软弱夹层、涌水处、漏浆处、变径处、下管前和终孔时。孔深误差不得大于1‰，超过误差范围要重新丈量孔深并及时修正报表。②孔斜误差要求：顶角弯曲度不大于2°/100m。③钻进深度量测精度，不应低于±5cm。

3.3.3取心要求

严禁超管钻进。重点取芯地段（如溶洞、破碎带、软弱夹层等）应限制回次进尺（每回次进尺不大于0.5m），尽量采用提高岩心采取率的钻进及取样工艺。

4　超前钻施工

4.1　施工流程

图1　

4.1.1钻孔测量定位

岩溶场区施工勘察工作量应根据岩溶地基设计和施工要求布置。对大直径嵌岩桩，勘探点应逐桩布置。依据设计院提供的桩位中心X、Y测量坐标实地放孔，测量原始孔口标高。做好孔位标识及保护工作。

4.1.2钻机就位

本场区超前钻施工的主要钻机型号为XY-100型（轮式、三脚塔式、履带式）。局部起伏的地形或低洼的场地应根据施工安全性及操作性加以平整，便于钻进。各型钻机根据施工组织安排及机械工作特性到指定孔位准备施工。

4.1.3钻进

按钻进施工标准开孔、控制回次进尺钻进（重点层位需取样）、溶洞区需卡准溶洞顶板及底板深度、达到终孔要求的基岩深度。

4.1.4检验、终孔

钻至持力层下完整中风化基岩5m即可通知监理单位检验并见证终孔。

4.1.5移至下一孔

按堤防封孔要求完成钻孔封堵后，清理场地后可将钻机移至下一孔位施工。

4.2　钻孔质量控制

（1）泥浆制备宜选择高塑性粘性土或膨润土，泥浆具有护壁、出渣、冷却的作用。砂层和岩溶中钻进时，要加大泥浆比重，一般不宜小于1.5，以加强对孔壁的支护效果，消除或降低漏浆。

（2）溶洞孔在验收终孔后需及时下导管注浆处理，按压浆技术要求、控制注浆压力及注浆量完成洞隙的封堵，便于桩基施工。

（3）长江、汉汉干堤及重要支堤工程留用地和安全保护区一般为距堤内平台脚500m。本项目超前钻施工区域需按要求做好封孔工作，确保防洪安全。“钻一孔封一孔”，不得留下隐患。按照“以砂还砂，以土还土”的原则确定，即砂层孔段采用粗砂封孔，土层孔段采用风干粘土泥球封孔。如土层中夹砂层，夹砂层也应回填风干粘土泥球。

5　结语

桩基施工中，超前钻是不可缺的勘探手段。对确定桩型、桩端持力层位置的及工程地质条件、成孔工艺和确保工程质量等方面起着重要指导作用。