复杂地质中岩土工程中桩基施工管理中常见问题及处理措施

◎冉献智

岩土工程是以岩体力学、工程学、土力学等理论为基础，对岩体和土体进行重点整治和改造的过程。在岩土工程施工建设的时候需要相关人员在施工之前做好土体开挖、降水防范、维护管理、岩土情况测试等工作，在进行多方面测试分析的基础上制定出适合的施工方案，旨在能够更好的提升工程施工质量。桩基施工是岩土工程施工的一个重要组成，通过对桩基施工的有效管理能够在总体上提高岩土工程的施工质量。

一、复杂地质中岩土工程施工常见地质条件

第一，溶蚀现象严重。复杂地质条件下岩土工程施工会出现比较严重的渗流问题，伴随渗流现象的发生，地下水会沿着比较薄弱的灰岩岩层进入到基岩中，在基岩和孔隙水之间频繁的交换会使得基岩中出现比较多的溶洞，在降雨频繁的情况下会扩展溶洞的面积，并在外力的作用下出现上覆土层塌落的问题，溶解沟槽的出现会对整个岩土工程的施工带来难度。第二，地层分布复杂。以岩土工程施工中常见的灰岩地质为切入点，在工程施工中常见的地层就包含了四个类型，其中，第四系冲积层包含比较多的粉质黏土、粉土和砂砾，孔隙潜水量和渗透性较强；残积层会在风化作用影响下呈现出流塑状态，在潜水的影响下，岩层会出现溶蚀。第三，地下水丰富。复杂地质岩土工程的地下水分布广泛，分布在不同岩层中的时候很容易形成孔隙水和裂隙水，渗漏性良好。

二、复杂地质中岩土工程施工影响因素

复杂地质条件对岩土工程施工所产生的影响具体表现在以下两个方面：第一，土层稳定性。灰岩复杂环境下的土层中会分布比较多的连通性良好、渗透性强的孔隙水。在岩土工程桩基施工中，受水系的影响工程基坑支护施工的强度难以得到保障，一旦降雨量丰富就会对周围的建筑物安全带来不利的影响。在土洞和岩石发育的干扰下，整个岩土工程的岩土层稳定性无法得到保障。第二，加大工程施工难度。在复杂地质的岩土工程施工中，土层分布多为残积层、冲基层，在长时间使用的过程中会出现流砂的现象，最终会让桩基坑开挖和护壁施工处理遭受不利的影响。在流塑形态软弱地层的广泛分布下，岩土工程的桩基施工也会出现塌孔、裂缝等隐患，工程的施工质量得不到保障。

三、复杂地质中岩土工程中桩基施工管理中常见问题

（一）桩基础顶部缺陷问题

受混凝土施工质量不达标的影响，桩基础顶部会出现一些缺陷，这种影响具体表现在以下几个方面：第一，水下浇筑混凝土沉淀泥沙厚度如果没有经过精准的测定，在超灌桩顶混凝土强度不大的情况下会因为夹泥而影响混凝土施工质量。第二，在混凝土浇筑施工之后，施工人员由于个人的疏忽会使得钢护筒的预埋、拆拔受力不均衡，由此会严重干扰到桩顶混凝土的施工，最终会影响混凝土施工质量。第三，在使用大功率风镐凿除混凝土桩头的时候会扰乱周围的混凝土，影响混凝土质量。

（二）桩基础顶部缺陷

如果岩土工程施工前期勘察设计不合理，在混凝土浇灌的时候就会出现一些塌孔现象，使得混凝土的后续翻浆受到阻碍，甚至还会诱发桩身缺陷。在岩土工程施工中，如果施工人员拆管时所使用的力量较大，就会干扰到混凝土的连续性，最终影响其质量。

（三）预制桩缺陷

桩身断裂、桩顶断裂是预制桩施工中的常见问题，从岩土工程施工发展实际情况来看，施工人员一般会选择使用锤击打入法的方式来开展桩基础施工，在将预制桩下沉的时候会出现桩身斜错位的现象，虽然桩顶部的土层没有出现变化，但是在桩灌入加深的情况下，伴随灌入速度的加快，桩身也会出现回单的现象。

岩土工程的预制桩会通过锤击的形式被打入，在这个情况下如果桩的长细比较大，或者说是在沉桩操作的时候遇到较硬的障碍物就会使得桩尖偏离纵轴线，最终出现多个节桩衔接不在同一个轴线上的情况，诱发桩身的扭曲。

四、复杂地质中岩土工程中桩基施工管理的优化对策

（一）根据地质条件来选择适合的桩基础形式

对于岩溶发育完善、地下水丰富、土洞发育良好的复杂地质下的岩土工程施工来说，为了保障施工质量，需要施工人员能够完成合理的基础选型，即需要在水文、地质全面分析的基础上，根据工程施工需要来选择适合的基础形式。比如如图一所示的人工挖孔桩施工，在具体的施工中通过开展人工挖空操作能够提升单桩的承载力，缩短工程的施工周期。

为了能够恰当的选择适合的桩基础形式，在施工中需要施工人员能够系统、全面的掌握施工区域范围内的地下室流动走向、水位变化、水流量、岩溶分布情况。与此同时，为了能够避免出现涌水的现象，还可以通过使用钢套护壁的方式来组织施工。

图一：人工挖孔桩施工

（二）桩基础施工技术的应用

第一，偏移处理技术。①严格按照规范的标准和施工设计图纸完成超平放线，并根据建筑物的轴线控制桩大小来确定桩基轴线的位置，每个桩和桩之间位置的偏差要被控制在20mm左右。②根据桩密集程度、基础设计标高、桩的设计规格来选择打桩的顺序，一般是从中间到两边对称进行，这样的打桩顺序能够在最大限度上防范桩位偏移。第二，接桩法。①接桩开挖。在桩基施工的时候挖出桩头，去掉混凝土浮浆上面的松散层，开凿出钢筋，并就钢筋实施必要的冲洗处理，而后在其上面按照规范的标准浇筑混凝土。②嵌入接桩。在混凝土浇筑的过程中要注重采取措施排除一系列的干扰因素。第三，补桩技术。①桩基承台之前的补桩。在桩距离较小的情况下可以选择使用先钻孔、后植桩，最后沉桩的处理方式。②在桩基承台、地下室施工完成之后在其上面打上静压桩，并确保地下室和承台能够有效承受桩基的压力。

（三）加强对桩基础施工质量的控制

第一，静压桩施工质量控制。地下水对静压桩施工干扰不大，施工周期短暂，能够在复杂的地质环境下实施。在具体实施操作的时候受不同地段基岩埋深不同的影响，施工中有效桩的长度也就不足，加上受土洞发育的影响加，静压桩在施工的时候十分容易出现偏位、桩身折断的问题。为了能够规避这个问题，在小部分地段施工中，需要提前使用小钻实施引孔处理；对于土洞、溶洞较多的施工地段，需要在具体施工中选择时候的桩基形式。第二，冲孔灌注桩施工质量控制。冲孔灌注桩施工过程中的桩径、桩长设置是十分灵活的，在复杂地质环境中具有较强的穿透性。但是需要注意的是，在溶槽、溶沟位置上施工的时候，为了确保冲斗作业操作的均匀和平整，可以通过使用预埋块石的方式来减少岩面出现倾斜的可能。第三，钻孔灌注桩施工质量控制。在使用钻孔桩施工操作的时候要注重地下水对掉钻、卡钻现象的影响，同时，在施工的过程中还需要注重考虑混凝土流失对孔底沉渣控制的干扰。比如在钻孔桩施工操作的时候可以使用预钻孔跟进钻的方式来冲钻成孔。同时，为了保障钻头作业面的强度，在溶沟、溶洞部位施工的时候可以通过预埋块石的方式开展施工。常见的桩基础施工管理流程如图二所示。

图二：常见的桩基础施工管理流程

五、复杂地质中岩土工程中桩基施工情况分析

（一）工程概述

所打造的大润发华中区物流配送中心项目由中国海城工程科技股份公司进行设计，房屋建筑的总体面积为66489.34平方米，具体由仓库、综合楼、公用站房、保养厂、自行车棚等建筑组成。综合楼为两层，其他楼层是单层。整个房屋建筑重要性等级是二级，地基为二级，岩土工程勘察是乙级。

在对整个工程项目开展的时候，我们发现，工程场地33m深度范围的地基土按照从上到下的层序分布地层如下：表层为素填土，颜色为黄褐色、红褐色，土层分布比较分散，该层由粘性土和少量碎石组成，土层的厚度在0.5m到11m；土层的下方是粉质粘土，颜色是灰黑色的；所有土层呈现出饱和的状态，存在异味，切面光滑，层顶埋深在0m到8.2m。

（二）桩基施工常见的问题

第一，护筒底部土层塌陷。在护筒底部是软土、淤泥、砂土、杂填土等松软粘土层时选择泥浆护壁操作，在成孔之后提出钻杆、钻头，护壁泥浆的液面会出现降低的情况，在液面低于护筒筒底的是偶就会诱发护筒底部的塌陷。第二，孔壁塌落。孔壁塌落的原因如下：①护筒埋深不够，在地层中出现粉细砂层或者粗砂层的时候，地层在遭遇水分侵袭的时候，护筒周围底部的土层会变得松软，最终发生塌陷。②地面动荷载的影响。在孔隙周围出现重型机械移动或者作业振动的时候，地面5m到15m范围内会出现孔壁坍塌。③孔内水位高度较低。④钻具上下移动速度较快，在钻洞上下移动速度较快的情况下水流会冲刷孔壁，甚至在提升钻头的时候还会出现孔壁塌陷。④护壁泥浆稠度不够，达不到护壁的基本要求。第三，桩底成渣过厚。在钻头钻到砂层位置上的时候会有砂砾混入到泥浆中，砂砾泥浆混合进入到孔隙中之后会沉淀几个小时，最终形成孔底沉渣。在砂砾流动大、钻头水口缝隙大的情况下，沉淀会形成沉渣。第四，钻孔偏斜问题。钻孔偏斜产生的原因包含以下以种：场地不平整，在场地不平整度情况下钻机会处于一种倾斜的状态，在钻杆不处于竖直状态的时候就会出现桩孔偏斜的问题。同时，在钻机液压系统出现故障的时候还会出现桩位偏斜的问题。第五，串孔问题。在含有饱和粉土、粉细砂层、岩溶发育场地打桩施工操作的时候会遇到串孔的问题。对串孔问题分析发现引发这个问题的原因包含土层中的松散饱和粉土、粉细砂数量多，在处理不当的情况下会出现串孔。同时，混凝土泵压力较大、新填土不密实等也会诱发串孔问题。

（三）桩基施工问题的解决对策

第一，护筒底部土层塌陷问题的解决对策。针对护筒底部土层塌陷的问题，可以根据超前钻探资料信息和场地实际情况来分析地层构造，根据地层构造来选择适合的护筒深度。一般情况下护筒埋藏深度不能够低于5m，最大埋深在10m，只有严格按照规范的标准确保护筒埋深能够保证筒底土层不发生塌陷。第二，孔壁塌落的解决对策。在护筒底压入粘土0.5m以上的时候，需要在护筒内部投入粘土，并使用钻头实施必要的夯实处理。在了解地面地层情况的基础上观察是否出现塌陷问题，并在施工的过程中采用泥浆护壁的方式来减少施工中的机械振动。第三，桩底成渣过厚问题的解决对策。在泥浆抽入到沉淀池之后会有大量的砂石沉淀到池塘底部，这个时候可以借助挖掘机将沉淀池的沉渣装入都自卸车中，之后使用排浆车解决泥浆池内多余的泥浆。第四，钻孔偏斜问题的解决对策。对待钻孔偏斜问题可以使用以下解决办法：①使用挖机平整场地，确保打桩机器操作场地的平整，并为整个工程的顺利施工提供重要支持。②在施工操作的过程中，操作者要经常性的检查钻杆的垂直度，并强化对钻机操作人员的管理。③使用水准仪、全站仪来调节机械的使用，使得钻杆始终处于垂直的状态。第五，串孔问题的解决措施。仔细勘察施工场地的地质情况，因地制宜的调整设计方案，并在施工操作的过程中调整桩的间隔距离，同时，采取措施夯实回填土。

结束语

综上所述，本人先后在陕西省核工业地质局214大队及阜阳市建筑勘察设计院从事岩土工程专业工作已14年，深知岩土工程的桩基础施工是一项十分重要的内容，这项工作的顺利开展能够保证房屋建筑的施工安全。因此，在新的历史时期，需要相关人员在全面了解岩土工程施工实际情况的基础上，立足当前岩土工程桩基础施工存在的问题，有针对性的提出解决对策，打造出完善的施工质量管理体系和高素质的施工人才队伍，从而为整个岩土工程的顺利施工提供重要支持。