论旋挖成孔在岩溶地基中的应用

王海军

贵州江源建筑设计有限公司

1 工程概况

乌当区马家湾公租房项目2#楼～5#楼结构形式为框支剪力墙结构，裙房结构形式为框架结构，拟采用基础形式为桩基础或独立基础。拟建场地地形地貌相对简单，但下伏基岩为可溶性碳酸盐岩，存在岩溶发育不良地质作用，故为二级场地。场地内岩土种类多，性质变化较大，地基复杂程度为一级地基，岩土工程勘察等级为甲级。

2 岩土工程勘察情况与施工选型

经钻探揭露，场地下伏基岩地层为三叠系安顺组二段浅灰色泥质白云岩和三叠系安顺组一段浅灰色白云岩。由于局部区域受节理裂隙发育及地表水的作用，致使部分岩石被溶蚀，形成竖向的裂隙。经统计本次完成的387 个钻孔中31 个钻孔遇溶洞，见洞隙率8.0%，相邻柱基之间基岩起伏面相对高差2m～5m，根据GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》表6.6.2 及DBJ52/T 046—2018《贵州建筑岩土工程技术规范》划分场地岩溶条件为中等发育。拟建场地基岩裂隙水富水性总体上较弱，属弱透水层，通过钻探孔进行简易水文观测，钻探深度范围内未见地下水，场区地下水埋藏较深。地下水位埋藏较深，对工程影响较小。其中，由于2#楼建设区域岩溶较发育，建议采用桩基础。

图1 2#楼岩土工程勘察剖面图

图2 旋挖成孔灌注桩施工示意图

根据现场施工条件和工期计划等综合考虑，选用旋挖成孔灌注桩施工技术。下面就2#楼旋挖成孔在岩溶地基中的施工应用进行探讨。

3 旋挖成孔在岩溶地基施工中的质量控制措施要点

3.1 桩位控制

施工时，桩位伴随偏移的因素有：测量者进行定位测量的时候伴随错误；旋挖机伴随不当的操作；未能准确的定位钢筋笼或者浇筑的时候伴随偏移。要想预防桩位偏移，可以采取的措施是：（1）结合桩位做好护筒的预埋，埋设工作要稳定且准确，同时要处于垂直状态。（2）在护筒的上方进行溢浆孔（1～2个）的开设。（3）为做好圆砾层塌孔的预防和混凝土超量的相关控制，埋设护筒的时候，需要：黏土中高于1m，沙土中高于2m；如果遇到圆砾层，则要实施全部穿越；就旋挖桩而言，如果遇到大于2m溶洞的时候，无法填充护壁泥浆，则可选择10mm 的厚壁筒作为护壁进行施工的跟进，根据实际桩径挑选钻孔径，以后者比前者大二十公分为佳，跟进过程中，护筒直到桩底持力层1m，之后选择设计桩径钻头进行施工一直到桩底标高（设计）。（4）就护筒周围而言，要采用黏性土由下及上的进行捣实填满工作。

3.2 孔底沉渣厚度控制

（1）挑选清孔策略的时候，要结合设备实际、钻孔方法以及具体的设计和地层概况进行选择，清孔办法有多种，一种为掏渣法，一种为换浆法，一种为抽浆法，一种为喷射法。（2）做好清孔时间的严格控制，桩成孔以后，在钢筋笼吊放以前和导管陈放之前，孔内的原土泥浆悬浮，时间相对较长时，沉渣就会沉积到孔底，若沉淀太多就很难在混凝土的冲击下进行反起，最终发展为永久性沉渣，对桩基工程的质量有着很大影响。（3）做好清孔泥浆指标的严格控制，在清孔的时候，泥浆密度大多数情况下小于钻孔泥浆的密度，但泥浆有着过小的黏度和密度，则会对孔壁的稳定造成影响，进而减弱清孔的成效。（4）利用高效的固孔策略。结合现场实际和规定做好护筒的设置，施工的时候，保护好护筒，预防碰撞或者因为振动使得孔口伴随坍塌。挑选合理的钻孔和清孔机具。如果桩孔土层太过松软，容易坍塌，则尽可能的不要选择具有较大振动、较低负压的施工机具以及工艺方法，拆卸钻具以及安装导管的时候，尽量不要碰撞孔壁；挑选科学的钻孔泥浆指标，使得孔壁可以形成实效相对较高的泥皮保护层。如果土层易坍塌、松散，可以进行护筒的适度深埋，做好回填土的密实。（5）二次清孔结束以后，要彻底的进行清孔，此项工作可以利用优质泥浆，将泥浆的黏度和密度控制好，不能直接利用清水进行置换，钢筋垂直缓缓放入孔中。首批混凝土进行灌注以前，要进行孔底沉渣层厚度的再次探测，如果超出了规定的需求，就要灌注混凝土以前通过导管做再一次的清洗工作，一直到符合标准，当不论是沉渣的厚度还是孔口的返浆密度都符合标准以后，要在第一时间针对水下混凝土做相应的灌注。浇筑的时候要切忌钻具碰到孔壁，从而伴随坍孔，这也会使得第二次的清孔工作面临较大难题，有时，可能二次清孔通过了也不能预防塌落的沉渣，清除的时候只能采用高压注浆法。

3.3 全套管管内取土（岩）成孔控制

全套管管内取土（岩）成孔灌注桩施工应不间断地一次完成，不得无故停钻。成孔完毕后的工序应连续施工，成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不宜超过24小时。在钢外套管内挖掘土层时，遇到坚硬土和岩石时，严禁用锤式抓斗冲击，应用冲锤（锥）或凿岩机具将硬层有效破碎，再继续掘进。混凝土灌注时应一边灌注混凝土一边拔钢外套管，应始终确保混凝土高出钢外套管底端不小于2m。逐节拔出并拆除钢外套管，将钢外套管全部取尽。

4 旋挖成孔在岩溶地基施工中遇溶洞的处理措施

如果发现存在溶洞，结合施工勘察，将溶洞位置明确出来，接着结合溶洞洞况和洞中的具体充填物，针对溶洞采取针对性的处理策略：①旋挖桩遇溶洞高小于两米并且溶洞中有稳定的充填物（诸如黏土等）时，利用当前的施工工艺，可以选择泥浆护壁法，也可以选择干成孔法，当成孔以后，填充物选择素混凝土，强度等级同桩身的混凝土。②旋挖桩遇溶洞高小于两米，溶洞中没有填充物或者有类似圆砾层的不稳定填充物，利用当前的泥浆护壁法难以达到施工标准的时候，为了确保工期，重视桩基础质量，待成孔以后采用同桩身混凝土强度等级的素混凝土进行溶洞填充，一次性灌注成桩。③根据岩土工程勘察情况，若遇单个溶洞高度大于两米的一个或多个溶洞时，其混凝土填充溶洞的用量无法预估，为防止混凝土流失而无法成桩，有效控制混凝土充盈系数，应采用全套管管内取土（岩）成孔。

5 结束语

综上所述，随着社会经济的发展和技术水平的提高，基础建设得到了蓬勃的发展，在建设工程施工质量控制管理中，要全面结合施工特点，科学选择施工技术方案，充分重视施工技术应用管理工作。只有做好建设工程的施工质量控制，尤其是在包括岩溶地基旋挖成孔施工在内的各项施工技术管理工作中打下坚实的基础，才能推进我国工程建设向更好、更高层次的方向发展。