劉 勝（湖南湘江新區(qū)發(fā)展集團有限公司， 湖南 長沙 410000）

0 引 言

隨著經濟的發(fā)展與科技的進步，鉆孔灌注樁技術被廣泛應用于各類工程建設中。其中，旋挖鉆機由于具有施工靈活、施工效率高、自動化程度高等優(yōu)點，被廣泛應用于基礎設施建設中。廣大技術人員結合大量工程應用開展了大量關于灌注樁的施工技術的研究，積累了寶貴的工程經驗，但由于巖土工程的特殊性及不同地區(qū)的地質、水文等條件存在較大差異等，其設計和施工亦必然具有其特殊性。本文結合長沙地區(qū)某工程旋挖鉆孔灌注樁的施工情況，梳理總結了存在深厚回填土、裂隙、破碎巖及溶洞的場地旋挖鉆孔灌注樁施工的技術管控措施。

1 工程地質特點

長沙某工程（以下簡稱“本工程”）建設場地多為剝蝕殘丘和湘江河流堆積階地，主要巖層為灰?guī)r，為鈣質膠結，在酸性水浸泡作用下，易發(fā)生溶蝕。局部場地存在部分溶蝕裂隙、溶洞。場地西側區(qū)域存在原礦坑（后回填土），由于回填時間尚短，回填土固結尚未完成，回填場地存在高差，填土高側將對低側產生側向土壓力。

2 鉆孔灌注樁施工工藝

本工程中，工程樁基多采用鉆孔灌注樁和旋挖鉆孔灌注樁，旋挖鉆機由于施工靈活、效率高等特點，被廣泛應用。旋挖鉆孔灌注樁施工工藝，如圖1所示。

圖 1 旋挖鉆孔灌注樁施工工藝流程

3 施工前準備

施工前，施工單位應組織相關人員充分研究項目的勘察、設計文件，研究施工組織方案和針對性的技術措施，并做好施工前的各項準備工作。準備工作主要內容如下。

（1）施工單位應對本工程的施工特點和難點進行充分研究，根據地質勘察報告，深入了解建設場地內回填區(qū)、裂隙、破碎巖及溶洞等情況，分析評估其對施工的影響，技術管理人員應制定相應的處理方案、成孔方法及施工措施，并編制專項施工方案。

（2）根據工程實際情況，合理選擇施工機械（鉆機及輔助機械），并提前完成機械性能的檢查和進場驗收。

（3）鋼筋、水泥等原材料必須具備質量證明文件，并按相關規(guī)范要求，在進場后進行見證取樣復試檢驗，復試合格后方可使用。

（4）根據施工部署，設置泥漿池并完成泥漿拌制。

（5）施工前進行樁位及場地標高測量復核，埋設護筒安放等應滿足施工要求。

（6）對樁基施工作業(yè)人員進行技術和安全交底。

（7）在正式施工前進行試成孔，并根據規(guī)范及設計要求進行試樁施工，以檢驗各項施工和設計參數。

4 施工控制

4.1 工程施工難點分析

根據地勘報告可知，本工程樁基施工位于礦坑及池塘處，地表為回填松散土質及各類巖石塊雜物；回填土存在高差，且回填深度差異大，回填土厚度超過20 m，為近期回填，未完成自重固結；現場場地潮濕，地下含水率量大，加之長期被雨水浸泡，導致基坑場內形成了約1 m厚、含水量很大的淤積土?；靥钔练€(wěn)定性差，成孔過程孔壁容易發(fā)生縮頸、擴徑、塌孔等問題，回填區(qū)的巖石可能會造成鉆頭偏位、卡鉆、卡籠等問題。

另外，根據地勘及超前鉆報告可知，本工程工程樁施工區(qū)地下存在最大達7 m厚的碎石層、裂隙及溶洞，施工時，存在成孔難、漏漿、混凝土流失甚至地面塌陷等風險，是本工程樁基施工的難點。

4.2 施工控制要點

由于本工程地質條件的特殊性，場地內存在局部深厚軟弱回填土，部分區(qū)域場地存在裂隙、破碎巖石以及溶洞。針對這些特殊地質條件的施工管控措施是本工程樁基施工成敗的關鍵。

4.2.1 地表回填土的處理

當地表土層為較軟弱的回填土時，采用旋挖鉆機成孔，應根據回填土的承載能力，必要時進行場地硬化。同時，由于旋挖成孔過程中鉆頭上下往復取土的工藝特點，應保證護筒埋設質量并及時補漿，控制好孔內液面高度。提降鉆頭不宜過快，避免泥漿液面波動沖刷孔壁，導致淺部塌孔或掏空樁孔周圍硬化地坪而影響鉆機作業(yè)安全。

對于土性相對較好的雜填土回填區(qū)域，工程樁成孔過程中，應適當調大泥漿比重，從而增強樁孔的穩(wěn)定性，避免成孔后短時間即出現縮頸現象。同時，現場應嚴密組織成樁的各工序施工，緊密銜接，避免因工序銜接不連貫而造成樁孔縮頸或塌孔，進而導致鋼筋籠下放困難、鋼筋籠起吊重新清孔等問題。

如果采取上述措施后，樁孔依然很不穩(wěn)定，則可根據現場情況，考慮采用長護筒的方式，使護筒穿越軟弱土層，保證成孔施工。由于本工程局部場地（原為礦坑）18 m～29 m之間為回填土且含水率高，為確保工程質量，綜合考慮后采用全長鋼護筒（全孔）施工。

依據地勘報告可知，使用護筒直徑的鉆頭施工至塌孔、縮孔或擴頸及無法成孔部位時，應進行提鉆，鋼護筒采用PC550以上振動錘沉放鋼護筒。

鋼護筒施工時應注意加快施工速度，及時使鋼護筒穿過軟土層或流砂層（流砂層太厚且流速快時，應及時采用高壓污水泵抽取細砂同時沉放鋼護筒的方式使鋼護筒穿過細砂層）。待鋼護筒下沉至基巖層后，換用設計樁徑鉆頭于鋼護筒內進行鉆孔施工。

由于埋設鋼護筒長度過大，需要對鋼護筒進行連接，并保證其連接質量和整體剛度。鋼護筒可采用壁厚為15 mm～20 mm的鋼板，各節(jié)鋼護筒的連接焊縫全部采用雙面開坡口進行滿焊；兩節(jié)鋼護筒的接縫除施焊外，還需在接縫處焊接500 mm寬、15 mm厚的加強鋼板，使兩節(jié)護筒整體順直度達到要求，保持整個護筒的豎向順直。兩節(jié)鋼護筒連接時搭接長度為300 mm（單節(jié)鋼護筒兩頭各有300 mm寬卷邊）。

另外，應對回填土的高度予以重視，對過高回填土進行清理，隨后采取加固措施，并做好高坡頂的排水措施，避免由于回填土高差較大，高土坡對低處樁基形成側向土壓力，導致工程樁偏移甚至開裂。

4.2.2 回填區(qū)巖石的處理

當回填土存在大巖石塊時，多數情況下，巖石塊部分會突入樁孔而導致樁孔偏移或卡鉆，影響成孔施工。對于埋深較淺的巖石，可提前進行清理，以保證后續(xù)順利施工；對于埋深較深的巖石，一般可用鉆頭清理；對于局部突入樁孔的巖石的處理辦法可參考破碎巖的處理辦法。

4.2.3 裂隙、破碎巖的處理

裂隙為地應力釋放在巖石中產生的裂縫。破碎巖是一種中風化灰?guī)r，且多為半邊巖，易在施工過程中導致樁孔漏漿、掉石塊、卡鉆、掉鉆、偏鉆及塌孔等情況。

施工過程中，現場施工人員應事先熟悉該樁位鉆探資料，當鉆進深度達到不良地質區(qū)段時，嚴密監(jiān)控孔內泥漿面，發(fā)現泥漿面出現下降時，根據泥漿液面的變化情況具體判斷是裂隙還是溶洞。

當泥漿面下降較緩時，一般可判別為裂隙，施工人員應提鉆2 m～3 m，并向孔內投入黏土塊和少量水泥，調大泥漿的稠度，以達到填堵裂隙的目的。當泥漿液面下降幅度較大時，應補入泥漿來保證孔內泥漿壓力，保證孔壁內外壓力平衡，待孔內水頭穩(wěn)定后，繼續(xù)鉆進。

鉆進過程中遇到破碎巖（半邊巖）時，會導致樁機鉆進困難且鉆桿振抖，鉆孔中樁機鉆頭將發(fā)生偏位，嚴重時甚至會出現卡鉆的現象。遇到此情況，應立即停止鉆孔施工?？筛鶕r石強度，選擇不低于巖石強度的混凝土澆筑到孔中，至澆筑偏位處以上1 m左右的位置時樁孔中混凝土不再下降為止，使破碎巖與澆筑在樁孔中的混凝土達到強度后形成整體，以保證鉆頭受力平衡，可正常向下鉆進。

4.2.4 溶洞的處理

根據溶洞的洞高和洞內的填充物情況，對溶洞采用不同的處理方法。主要的處理方法有：填充法，護筒跟進法，套放大小鋼護筒法等。

（1）填充法。填充法處理溶洞，一般可分為片石與黏土或片石與低標號混凝土回填。當溶洞的高度在1 m～3 m之間且溶洞為填充或半填充的情況時，可拋填片石及黏土，比例一般為3∶1；將片石、黏土分層投放，每層厚度不超過50 cm，回填高度至溶洞以上不小于1 m，然后進行沖孔作業(yè)；采用小沖程沖擊通過溶洞，片石和黏土填充溶洞并形成較穩(wěn)定的孔壁。當溶洞高度為3 m～5 m時，片石與黏土填充效果可能無法保證孔壁穩(wěn)定，可采用片石與低標號混凝土填充溶洞，比例為3∶7，然后采用小沖程沖擊片石，將片石擠壓到溶洞邊形成泥漿碎石外護壁，24 h后，待水泥的強度達到2.5 MPa，再繼續(xù)沖擊，穿過溶洞。

（2）護筒跟進法。當溶洞高度在5 m以上時，沖孔填充造壁形成的孔壁可能不穩(wěn)定，可采用鋼護筒穿越處理。先用沖擊錘進行沖孔、擴孔處理，然后采用振動錘將鋼護筒振動下沉至溶洞底部，護筒應具有足夠的強度和剛度。

（3）套放大小鋼護筒法。多層串珠狀溶洞，且溶洞間距較大時，需使用長鋼護筒穿越溶洞，但鋼護筒長度大，難于施工，因此，可根據實際地質情況多次分級打入鋼護筒，使其穿過溶洞，部分樁基需采用全護筒施工的方式。施工方法參考回填土區(qū)護筒施工方法，具體如圖2所示。

圖 2 套放大小鋼護筒示意圖

除上述管控要點外，樁基施工時還應注意：在樁孔穿過溶洞時做好護壁措施；同時應“一樁一勘”，以確保樁端以下3倍于樁徑且5 m內為完全嵌巖。

在成樁過程中，對溶洞采用混凝土方式進行封堵，防止地下水浸泡灰?guī)r。進行場地整平時，應對排水進行規(guī)劃，防止地表水下滲。

5 結 語

本工程地質情況較復雜，施工前應根據工程地質情況、勘察報告及設計情況等編制有針對性的施工方案，針對項目樁基施工的特殊性制定明確的控制措施。工程實踐研究結果表明，長沙地區(qū)特殊地質條件下旋挖成孔灌注樁施工在做好常規(guī)施工控制的基礎上，還應注意以下施工控制要點。

（1）回填軟弱土區(qū)域的樁基成孔施工過程中，應根據實際情況考慮增加泥漿的比重，必要時考慮采用長護筒。同時，注意場地回填土高差問題，提前采取措施，避免后期導致樁基偏位或樁身剪裂。

（2）為解決裂隙問題，成孔時應適當增大泥漿的稠度，并根據情況適當補漿；破碎巖或回填區(qū)的大巖石造成鉆頭偏位或卡鉆時，可考慮回填混凝土，待達到強度后，重新鉆進。

（3）針對場地內的溶洞，應先進行判別，根據溶洞的洞高和洞內的填充物情況，合理采用填充法、護筒跟進法等方式，并做好護壁措施。同時應一樁一勘，保證嵌巖深度。