论岩溶发育地质灌注桩施工质量控制关键要点及应对措施

周铁峰

广州机场建设投资集团有限公司 广东 广州 510010

岩溶发育地质施工是城市建设施工中经常面临的施工环境，岩溶地质属于不良地质的一种，施工过程需采用科学合理的施工控制手段来保证是施工过程的安全，也是保证桩基施工质量的重要措施。在岩溶发育地质基桩施工前，需对作业面的上覆岩（土）层进行充分的设计和论证，保证施工机械的安全作业；需对场地进行合理化的降排水设计，保证上覆软土的水分能有效排出，改良施工作业面土层的强度和压缩性，保证桩基施工过程的垂直度满足要求，从而控制基桩的施工质量；需根据穿越土层的特性，对护壁泥浆的配合比及换浆速度进行合理设计，保证孔壁的稳定和清渣效果等。

1 工程概况

白云机场三期扩建工程周边基础设施一期工程，也称平西安置区，项目规划总用地面积约604297m2，群体建筑面积约1172146.47m2。项目主要建设内容工程内容包括安置区建设、地下空间等综合开发建设及公建配套设施、红线范围内的配套道路等工程。其中，平西安置区南区标段包括地块一至地块十四的工程建设内容，群体建筑面积约554182.71m2，其中住宅建筑面积约346721.8m2，均采用装配式建筑，建筑物最大高度41.2m，单跨最大跨度10.8m，基础主要为高强预应力管桩和泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩两种形式。

2 场地地质情况

场区岩土层为：第四系冲洪积层、残积土层覆盖，冲洪积土层主要由填土、粉质黏土、黏土、粉细砂、中粗砂、下伏岩层等组成，局部分布有淤泥；残积土层主要为粉质黏土、粉土等；基岩主要为壶天组、测水组沉积岩，主要岩性为石灰岩、炭质灰岩和炭质页岩等岩性，呈浅色、灰白色、灰黑色为主，岩面标高起伏大，溶洞发育强烈，溶洞直径范围大部分分布在0.5～3.5m区间，连通性一般。场地内静止水位埋深1.90～3.80m左右。

3 桩基概况

本工程地工程桩采用预应力管桩和钻（冲）孔灌注桩两种桩型，桩基工程概况见表1。

表1 桩基工程概况

4 泥浆护壁冲击成孔灌注桩

4.1 场地准备

首先做好清表和场地平整工作，保证后续施工设备平台的稳定。在工作面位于溶洞范围或影响范围在溶洞临空面范围内时，应详细勘察溶洞位置、大小和充填效果，摸查上覆岩土层的厚度等，保证施工机械在作业期间的安全稳定。

4.2 测量放线

在施工测量工作，首先要采用全站仪进行桩位测放，先将钢筋插入桩位中心，再在周围打一根控制桩，并采用砂浆进行固定，经检查合格以后才能进入下一工序。

4.3 埋设护筒

在护筒埋设前，先结合项目的地质情况和桩身直径等进行钢护筒制作，护筒成形以后，及时对钢护筒的下放位置进行定位，并进行钢护筒下沉，在下沉时应确保钢护筒的平稳性。由于项目所处地质为软土地质，其土层为淤泥质黏土层，故易于发生塌孔，将护筒埋深控制在10m。同时，在护筒埋设时，考虑到穿透难度较大，故应采用人工挖埋技术进行埋设，以免受到外界因素的影响而导致塌陷[1]。施工中应注意以下几点：

（1）对桩位中心进行校核，并采用粘土进行护筒回填。

（2）在护筒埋设时，应采用人工挖埋方式，将入土深度控制在4m左右，护筒上部应高出地面0.3m，同时要超出地下水位1.5～2m。

（3）在施工中，应确保护筒中心与桩中心相互重合，将平面偏差控制不大于5cm，倾斜度偏差不大于1%。如果出现不良土层，应加深护筒埋设的深度。

4.4 钻机就位

（1）在钻进前，应在桩位两边铺设路基箱，高度为30cm，在上方放置枕木，当钻机就位时，应确保底座的平稳性，加强钻机的垂直度控制，确保钻机顶部、与护筒中心在同一垂直线上，将偏差控制小于±20mm。

（2）钻机就位时，应对钻机平台进行复测，做好钢护筒标高测量，为孔深与沉渣厚度测量提供参考。

4.5 冲击钻进

冲孔灌注桩施工作为钻孔施工中重要工序，应优选钻机，采用低速钻进方式，以免造成施工影响。同时，要结合项目的地质条件，对钻机钻头进行切换，保证钻机平稳[2]。

（1）在冲孔钻进时，应采用低锤密击的方式，泥浆护壁时采用循环方式，孔深达护筒下 3m 后，转入正常连续冲击，造孔时及时将残渣排出孔外。

（2）在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度。大直径桩孔可分级成孔，成孔过程中泥浆面保持稳定。

（3）成孔后，用测绳下挂0.5kg重铁砣测量检查孔深并验收，核对无误后，进行清孔。

（4）孔径≥设计桩径，孔斜≤1%，孔深允许偏差+30cm护筒中心，要求偏差不大于±20mm。

图1 冲击钻进

4.6 一次清孔

清孔作为钻孔后一个重要环节，主要清除桩孔内的杂质，以减小孔底沉降，提升桩孔的承载力。在钻孔完毕后，应及时进行清孔，以减少放置时间，避免出现残渣沉积现象。终孔作业完成后，确保冲孔管离孔底约16cm左右，泥浆要循环，输入比重控制在1.1～1.25，并换出钻渣较多的泥浆[3]。另外，将清孔时间控制在0.3～2h。清孔过程中，应保证泥浆面高度。

4.7 钢筋笼吊装

（1）合理选择吨位合适的吊装机械，在吊放时，应以孔位为中心进行下沉，以免与孔壁发生碰撞。

（2）在接长时，应对准孔位将第一段钢筋笼吊入，再在护筒上部采用架立筋进行固定，接着将第二段钢筋笼吊起，并进行接长。

（3）当钢筋笼安装完毕以后，应严格检查钢筋顶端的高度。

图2 钢筋笼吊装

4.8 导管和漏斗安装

在混凝土浇筑前，应合理选择导管并安装。在导管组装时，应确保接头密封性，以免发生渗漏。

首次使用前，先做好闭水试验，试水压力0.6～1.0MPa，以不漏水为合格。导管底端下沉深度为孔底标高上500mm。在漏斗安装时，应将它安装于导管顶端。

4.9 二次清孔

（1）在水下砼灌注前，应进行二次清孔。二次清孔时，应采混凝土导管，清孔时，保证输入密度不大于1.15的泥浆[4]。

（2）当二次清孔完毕后，应对孔底沉渣厚度进行测定，一般控制不大于50mm，当满足要求以后，及时进行水下混凝土灌注。

图3 二次清孔

4.10 水下浇筑混凝土

水下混凝土灌注作为灌注桩施工中最后一道工序，在施工时，应对灌注桩的中心坐标进行检查，当满足要求以后才能进行使用。同时，要合理控制混凝土的灌注时间，确保水下灌注的质量，在实际施工时，应注意以下几点。

（1）将导管直径控制在200～250mm范围内，分节长度控制在2～2.5 m，施工时，确保导管与钢筋距离在100mm左右，在安装前先进行试拼装，安装结束以后才能进行试压。

（2）在浇筑过程中，应将管底与孔底的间距控制在300～500mm，同时采用导管将混凝土面埋入，其埋深应大于0.8m，在浇筑过程中，应将导管埋深控制在2～6m。

（3）在施工过程中必须安排施工人员实时查看导管孔状态，确保导管内不发生堵塞，一旦发现导管内部存在堵塞物，施工人员需要立即活动导管，保证导管的通透性。

5 施工中质量控制

（1）原材料控制。在施工前，应严格检查进场的钢筋原材料的标号、出厂日期和实验报告等文件，看各项性能指标是否符合设计要求，禁止使用劣质材料。

（2）成孔质量检查。在钻孔灌注桩成孔施工时以及混凝土灌注之前，应严格检查钻孔成孔质量。首先进行孔位检查，当埋设好钢护筒以后，应采用全站仪对孔位进行定位检查。其次，在桩孔成孔以后，应选用测量钻头从孔口至孔底钻入孔中，如果钻头不卡钻，就证明孔径满足要求。在检测时，应将井径器吊起，保持孔的中心与钢绳的一致性，并将它逐渐放入孔内，孔径不小于笼径，保证能够通畅放入。另外，还要结合测量系统进行工程测量。1）做好孔深检查工作，采用锥形锤进行检查，保证锤底直径约14cm，高度约21cm，质量约5kg。在测绳时，应对钢尺进行核查。2）清孔结束以后，应在桩孔底部位置取泥浆，再采用比重称进行泥浆的比重和含沙量测定[5]。

（3）桩身质量检查。在桩身混凝土浇筑时，先进行混凝土取样，取样成型以后，再开展混凝土指标试验工作。根据设计要求，确保混凝土试件成型组数满足数量要求。另外，在混凝土浇筑完毕后，应采用超声波管来检测桩体质量。

（4）桩位控制。为了保证桩位质量，在施工前，应采用全站仪进行桩位定位，当埋设护筒完成以后，要进行复测。同时，要采用坐标架进行护筒中心、桩位中心校正，看是否保持一致。

（5）桩长控制。在施工过程中，应对护筒口高程进行换算。同时，要确保机具长度的准确性。对钢绳长度进行测量，对于负重后的伸长值进行检查，看是否有误，如果有误要及时更正。

（6）桩底沉渣控制。加强桩底沉渣控制，钻孔的泥浆比重不大于1.25，及时清理孔底沉渣，以免影响到基桩承载力。

（7）混凝土强度控制。在施工前，应结合设计要求进行混凝土试配，施工结束后，及时进行混凝土保养，合理调整混凝土配合比。

（8）桩身结构控制。按照隐蔽工程进行钢筋笼验收，并做好记录。在钢筋笼施工前，应将施工指标控制在允许范围内，包括主筋搭接长度、块位置定位等。

6 结语

综上所述，随着我国建筑行业的不断发展，建筑施工技术也得到了迅速发展和进步，建筑施工质量和施工过程安全也得到了显著提升。本文结合实例，通过对岩溶发育地质环境下的泥浆护壁冲击成孔灌注桩施工中质量控制措施进行研究，结果表明，泥浆护壁冲击成孔施工技术具有良好的施工效果和质量可靠性，具有一定的应用价值，可为后续岩溶地质环境中施工提供参考。