某工程岩溶区域桩基问题的处理方案

徐 建

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西南昌 330038）

岩溶地区岩土工程勘察的准确度、桩基的施工质量一直难以掌控。没有处理好不仅保证不了工程质量，而且会存在巨大的安全隐患。由此，能处理好岩溶地区桩基的勘察、设计、施工及检测问题，将有利于提高该区域的工程建设水平。

1 工程现状

该工程位于广西省扶绥县，厂房设2台Gn=10 t LD型电动单梁起重机，跨度S=12.5 m，轨顶标高约为41.8m。行车工作制为A7，厂房内设多层操作平台，场地整平标高为94.60m，无地下室，采用钢框架结构。基础采用直径800mm的钻孔灌注桩。由检测公司提供的《本工程厂房桩基检测成果》[1]中10根桩（107#、119#、123#、140#、143#、207#、210#、213#、261#、267#）的单桩竖向抗压静载试验结果显示，有5根（107#、119#、123#、140#、207#）检测不合格。为此，对项目桩基整个过程情况进行了分析。

1.1 设计情况

根据工勘单位提供一桩一探的报告，该拟建厂房建筑不高，建筑总荷载相对较小，桩基础详细分析如下：钻孔灌注桩属非挤土桩[2]，可适用于任何岩土层的施工，不受地层限制，穿透能力强，对临近建筑物影响小，且具有单桩承载力大，桩长易于控制等优点。但采用老式的冲（钻）孔灌注桩设备施工，存在工期较长，经济费用较高，施工中泥浆易造成污染，不利于文明施工，桩身质量难控制，孔底沉渣不易清干净等缺点。新型的旋挖桩工艺具有适用地层广泛、施工速度快、施工震动噪音较小，施工精度易于控制等优点。考虑拟建工程场地基岩为碳酸盐岩石 （石灰岩），根据碳酸盐岩地层被覆盖埋藏的情况，可归入浅覆盖型岩溶地基。参考其附近区域地质情况，有可能存在对工程安全有影响的岩溶，如选择桩基础施工应先进行施工勘察。

依据室内试验及现场原位测试成果，结合扶绥县已有的建筑经验综合考虑，提供各类桩型桩的极限侧阻力标准值qsik、桩的极限端阻力标准值qpk，见表1。

表1 桩基设计参数建议值

依据上述分析本工程采用了钻孔灌注桩，桩径为800 mm，入岩深度≥1 000 mm，单桩竖向承载力特征值R a≥3 140 kN。

1.2 勘察报告与实际施工情况对比

根据《本工程岩土工程勘察报告》[3]得知，本工程施工勘察的365个钻孔中有22个钻孔揭露有溶洞存在。但在实际桩基施工过程中遇到溶洞43个，且只有6个编号包含在勘察报告中22个揭露溶洞的编号内，且提前入岩桩有34根。工勘报告的结论与实际施工所反映的结果偏差较大。

1.3 施工记录情况

根据施工单位提供的《钻孔施工记录表》及《钻孔桩水下混凝土灌注记录》，记录中没有填写设计桩底标高、灌注前孔底标高、护筒顶标高、钢筋骨架底标高等参数。无法判断桩底沉渣厚度。

1.4 检测分析情况

检测情况如下：1）根据桩基检测规范，本工程桩基施工完毕后，第 1 次抽取 6 根（119#、143#、207#、267#、210#、261#）做单桩竖向抗压静载试验，试验结果119#和207#两根桩不合格。2）根据第1次抽检情况，业主组织参建各方开会讨论扩大检测方案，会议决定增加140#、213#两根桩做单桩竖向抗压静载试验，并对 6 根（118#、119#、207#、210#、261#、328#）做取芯检测。3）第2次单桩竖向抗压静载试验结果判定140#不合格，根据结果继续增加107#、123#做单桩竖向抗压静载试验。4）根据工程质量检测单位提供的《本工程厂房桩基检测成果》及《厂房钻芯法检测成果》判定 5 根桩（107#、119#、123#、140#、207#）单桩竖向抗压静载试验不合格，3根桩（119#、207#、261#）钻芯法检测为Ⅱ类桩。5）根据检测单位提供的《厂房钻芯法检测成果》[4]，扩大检测的30根桩为Ⅰ或Ⅱ类桩。6）根据检测单位提供的《厂房低应变检测成果》，检测的365根桩为Ⅰ或Ⅱ类桩。

2 处理过程及方法

2.1 参建各方达成的处理意见

根据检测单位提供的检测报告，业主组织参建各方开会讨论达成处理意见如下：1）增加钻芯法检测桩的数量，使钻芯检测桩数量达到总桩数的10%（37根）。根据钻心法检测报告，对整个工程桩基做一个全面的评价，根据评价结果，再确定桩基处理方案。2）根据钻芯法检测结果，对119#桩采用高压注浆处理方案进行处理，处理后再进行单桩竖向抗压静载试验，根据检测结果判定高压注浆处理方案是否可行。

2.2 专家论证会意见

召开了两次专家论证会，意见如下：1）若对桩继续进行检测，应先做所有桩底应变检测，看检测情况，对桩底反射较强烈的桩进行抽芯检测。建议检测单位进行桩抽芯检测时使用电动钻机，且钻探接近混凝土与桩底岩石交接部位时取芯，据此判定桩底的情况，且钻取的混凝土及岩样需要按顺序摆放整齐；建议检测单位抽芯完毕立即获取桩底电视影像，更直接地观察桩底情况；得到数据后再对桩进行处理。2）若不继续进行检测，设计单位会依据检测单位所提供的检测桩端承载力值进行进行补桩或其他设计变更，费用成本较高

2.3 应对措施

采取的应对措施如下：1）对问题桩进行高压灌浆处理，根据140#桩灌注情况，桩底熔岩裂隙较多，灌浆需做好方案，灌浆料需要先做试验，浆液的配合比上进行调整，确保灌浆时能出现灌浆反冒情况，这样也能确保灌浆质量。由于119#、207#、123#这3根桩灌浆前即为不合格桩，建议对这3根桩灌浆后进行静载检测，依据检测数据对设计单位进行相关设计处理。2）剩余66根桩做一桩两个部位的超前探，提高勘察的准确度。3）剩余66根桩入岩深度按专家意见入完整岩1.5 d，且施工单位选择施工机型的能力至少大于等于320机型，改善施工工艺，并采用钢护筒，减少桩基混凝土的侧向渗漏。4）选检测出现问题的207#桩灌浆后进行静载复检，加载直至破坏，为设计提供承载力值的参考依据。试验时必须按国家相关检测的规范要求进行试验。5）待问题桩进行复检得出相应数据后，设计院再进行验算，以评估是否可以使用复合地基处理的其它设计思路。6）检测单位尽快提交已经做完低应变的桩的波形图资料，再在下面备注静压与抽芯的检测情况，与问题桩进行对比，为剩余桩检测情况提供参考依据。7）根据所有桩底应变检测，发现并提取出桩底反射情况明显的问题桩基。8）对有问题的桩进行二次检测并处理。9）高压注浆处理时出现了大面积混凝土渗漏情况，通过控制浇筑速度解决了浇筑问题。后期经过检测，承载力得到了显著提高，但还是没有达到设计值。因此依据检测单位提供的桩基检测报告，本工程调低了单桩竖向承载力特征值。经设计复算后，对不满足要求的桩基进行了补桩处理。

3 总结与建议

本工程对桩基的整个处理过程周期相当长（近8个月）。从检测结果及上述分析的情况来看，产生这种结果有多方面的原因。

本着节约成本加快施工进度的原则，此次处理采取了多种解决方案并行的方式，并聘请当地经验丰富的专家召开评审会。对本工程桩基作出了定性的分析和评价，采取了一些经济合理的处理方案，保证了主体工程基础的质量与安全。

由于本项目场地属岩溶区，岩面起伏较大，可能存在以下主要4种地质情况：1）石灰岩岩面较平整，桩基成孔施工遇岩高程与勘察报告基本一致；2）钻孔在石灰岩岩面凸起部，桩基成孔施工遇岩高程与勘察报告基本一致；3）岩面倾斜，桩基成孔施工遇岩高程比勘察报告高；4）岩面起伏大，存在溶沟、槽现象，桩基成孔施工遇岩高程比勘察报告高出较多。

该地质情况导致即使勘察采取一桩一探的方式进行勘察也会出现偏差过大的情况。故建议以后进行类似岩溶地区基础设计时，应避免采用桩基，优先采用筏板基础。如必须采用桩基，建议采取如下措施：1）施工前进行一桩多探的形式进行桩基检测，保证勘察的准确性；2）条件允许的情况下，桩基入岩深度尽可能加深，充分利用桩侧摩擦力保证竖向承载力；3）施工前要进行试桩，排除操作、机械及施工工艺的影响；4）打桩过程中做设计桩底标高、灌注前孔底标高、护筒顶标高、钢筋骨架底标高等参数记录，排除沉渣厚度的影响；5）尽可能设计成大直径桩基，排除小溶洞对桩基施工过程的误导；6）尽可能的采用钢护筒护壁，可以减少混凝土的渗漏；7）加强检测，分析低应变反射波曲线，查找缺陷桩基，对施工过程中有问题的桩基要采取取芯检测和扩大检测，保证检测报告的客观性和准确性。