鄧宇凡

廣東省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心 廣東 廣州 510080

1 工程概況

韶關(guān)保利中瑞花園項(xiàng)目樁基礎(chǔ)工程地塊處于丹霞大道中與百旺中路交界處，位于韶關(guān)市武江區(qū)芙蓉新城區(qū)百旺路南側(cè)，為典型石灰?guī)r地區(qū)，地質(zhì)復(fù)雜。項(xiàng)目占地面積3.4萬(wàn)m2，地塊內(nèi)計(jì)劃建設(shè)6棟高層（30層)及1棟幼兒園（3層)，項(xiàng)目地下室局部為二層，基坑深約為8m。本工程采用旋挖灌注樁。

2 設(shè)計(jì)概況

采用旋挖成孔灌注樁基礎(chǔ)，為摩擦端承樁，非抗拔樁樁身混凝土強(qiáng)度為C35，抗拔樁樁身混凝土強(qiáng)度為C40；樁端支承巖均為微風(fēng)化石灰?guī)r；非抗拔樁入巖深度500mm，樁徑為800mm、1000mm、1200mm，樁凈長(zhǎng)約6～50m；抗拔樁入巖深度2500mm、3000mm，樁徑為800mm，樁凈長(zhǎng)約6～45m。

3 地質(zhì)條件

3.1 工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地位于韶關(guān)市芙蓉新城百旺路以南，芙蓉大道以西。場(chǎng)地地處北江沖積平原區(qū)，微地貌條件為剝蝕丘陵。場(chǎng)地原為荒地，局部為菜地，局部有小土堆，地形較為平坦。場(chǎng)地在勘探深度范圍內(nèi)，根據(jù)土(巖)層的地質(zhì)成因及形成時(shí)代自上而下可劃分為：

(1)素填土，顏色為黃褐色、灰黃色，稍濕，松散，局部稍壓實(shí)，組成物主要為人工堆填的粉質(zhì)黏土。

(2)淤泥質(zhì)土：呈深灰色、灰黑色，主要由黏粒及有機(jī)質(zhì)組成，局部含砂，由于固結(jié)作用狀態(tài)呈軟塑-可塑狀，具滑膩感和腥臭味，局部見(jiàn)朽木、腐殖質(zhì)。

(3)粉質(zhì)黏土層：由石灰?guī)r、粉砂巖風(fēng)化殘積作用而形成風(fēng)化殘積土，紅褐色、灰黃色，硬塑，搖振反應(yīng)無(wú)，干強(qiáng)度高，韌性中等，有光澤。

(4))粉質(zhì)黏土層：由石灰?guī)r、粉砂巖風(fēng)化殘積作用而形成風(fēng)化殘積土，紅褐色、灰黃色，可塑，干強(qiáng)度高或中等，韌性中等，有光澤。

(4)粉質(zhì)黏土層：由石灰?guī)r、粉砂巖風(fēng)化殘積作用而形成風(fēng)化殘積土，紅褐色、灰黃色，軟塑，局部流塑，干強(qiáng)度高或中等，韌性中等，有光澤。

(5)中風(fēng)化石灰?guī)r：淺灰色、青灰色、灰白色、灰紅色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要成分為方解石，層狀構(gòu)造，裂隙很發(fā)育，巖芯呈碎塊狀、短柱狀，溶蝕強(qiáng)烈。

(6)微風(fēng)化石灰?guī)r：青灰色、灰紅色、淺灰色、灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要成分為方解石，層狀構(gòu)造，巖質(zhì)較堅(jiān)硬，錘擊聲清脆，巖石較完整，局部破碎、裂隙發(fā)育，巖芯呈短柱狀及少量長(zhǎng)柱狀，局部見(jiàn)溶蝕現(xiàn)象。

(7)溶洞：大部分溶洞全充填流塑、軟塑狀粉質(zhì)黏土及少量圓礫等，部分溶洞夾灰?guī)r巖塊，部分無(wú)充填或半充填。詳勘中在141個(gè)鉆孔揭露111個(gè)溶洞，48個(gè)溶洞為無(wú)充填，21個(gè)溶洞為半充填，42個(gè)溶洞為全充填。

3.2 水文地質(zhì)條件

鉆探深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地內(nèi)地下水主要有兩種基本類(lèi)型，分別為第四系孔隙水和深部基巖裂隙巖溶水。

據(jù)場(chǎng)地鉆孔揭露，地下水類(lèi)型為第四系孔隙水和深部基巖裂隙巖溶水，其中填土層主要由人工堆填的黏性土、粉細(xì)砂等組成，其狀態(tài)松散為主，局部稍密，分布廣泛，透水性受填土顆粒組成及其密實(shí)度與均勻性影響，總體透水性弱、富水性貧乏。填土層中的地下水未形成統(tǒng)一的地下水位，其水力特點(diǎn)為無(wú)壓，為上層滯水，水位受大氣降水影響變化明顯；淤泥質(zhì)土層、殘積土層，屬于相對(duì)隔水層，其透水性較弱。巖溶水主要賦存在灰?guī)r巖溶中，水量中等～豐富，具承壓性；裂隙、溶蝕及溶洞不太發(fā)育的部位，巖層透水性一般較弱；溶蝕及裂隙發(fā)育的部位，透水性一般中等，溶洞發(fā)育的部位透水性一般較強(qiáng)，有較大涌水量的可能。

4 施工重難點(diǎn)及針對(duì)性措施

4.1 施工重難點(diǎn)

1、本工程場(chǎng)地內(nèi)大面積分布溶洞，旋挖樁機(jī)自重較大，保證施工中的安全是本工程的重點(diǎn)。

2、本工程溶洞多，不乏串珠型溶洞，頂板、夾層厚，且?guī)r面較高，不少樁開(kāi)孔即見(jiàn)巖，入巖深度極大，保證巖層施工的工效是本工程的重難點(diǎn)[1]。

3、本工程巖層裂隙發(fā)育，走向復(fù)雜，鉆進(jìn)過(guò)程中遇斜巖極易偏鉆，鉆頭受力不均亦嚴(yán)重拖慢施工進(jìn)度，遇斜巖時(shí)施工質(zhì)量及進(jìn)度的保證是本工程的難點(diǎn)。

4.2 針對(duì)性措施

1、對(duì)施工場(chǎng)地滿(mǎn)鋪磚渣并鋪設(shè)厚鋼板以保證樁機(jī)行走、作業(yè)平穩(wěn)。

2、結(jié)合超前鉆資料嚴(yán)格控制打樁順序，由無(wú)溶洞地區(qū)開(kāi)始施工，逐漸向溶洞地區(qū)推進(jìn)，遇多溶洞地區(qū)時(shí)先施工邊緣區(qū)域樁基，待邊緣區(qū)域樁基灌注完成并達(dá)到齡期后將已施工區(qū)域回填密實(shí)作為樁機(jī)工作面向前推進(jìn)，回填、壓實(shí)、鋪鋼板時(shí)需注意均勻載荷以保護(hù)成樁。

3、對(duì)于揭露有溶洞、裂隙等不良情況的樁基，本著先易后難的原則，先施工裂隙發(fā)育較差的、溶洞較小的、溶洞層次較少的；最后施工溶洞大的、溶洞層次較多的等情況較復(fù)雜的樁基。

4、兩樁孔同時(shí)施工時(shí)水平距離應(yīng)大于6m，且不應(yīng)同時(shí)穿過(guò)溶洞，灌注混凝土?xí)r，鄰樁應(yīng)停止作業(yè)[2]。

5、施工前應(yīng)結(jié)合超前鉆和詳勘報(bào)告等資料做好應(yīng)對(duì)措施，制定具體方案；在鉆孔樁周邊備好應(yīng)急材料，如黃泥、片石、粘性土、水泥和鋼護(hù)筒等。

6、施工前必須做好詳細(xì)的施工技術(shù)交底，讓施工作業(yè)人員、管理人員施工每根樁時(shí)都清楚該樁孔的地質(zhì)情況、溶洞位置、大小、處理方法，提前制定施工措施。由前期超前鉆資料判斷溶洞為半填充或無(wú)填充，當(dāng)樁需穿越溶洞時(shí)，在施鉆前采用黃泥、片石、粘土或者水泥等材料灌實(shí)，然后再施鉆。如樁基下部土洞溶洞發(fā)育且均存在大面積坍塌的危險(xiǎn)時(shí)，必須對(duì)土洞及溶洞進(jìn)行處理后，方可進(jìn)行樁基施工。

7、施工現(xiàn)場(chǎng)，為保證泥漿的及時(shí)排運(yùn)及儲(chǔ)備，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置兩個(gè)容積較大的儲(chǔ)漿池轉(zhuǎn)運(yùn)儲(chǔ)存泥漿，以便在需要時(shí)可立即提供好足夠的泥漿。

8、超前鉆報(bào)告顯示溶洞大部分為充填型溶洞，充填物為軟塑粉質(zhì)粘土，當(dāng)樁孔打穿溶洞后，會(huì)出現(xiàn)漏漿、塌孔等影響成樁質(zhì)量的情況，施工時(shí)須采取措施及及時(shí)補(bǔ)漿。

9、施工處理溶洞的方法通常是封堵或者填實(shí)溶洞，處理方法為投黃泥、片石、粘性土、水泥充填處理，若施工至溶洞處，出現(xiàn)漏失泥漿，采用補(bǔ)充泥漿和加大泥漿比重、投泥處理，若泥漿大量流失時(shí)，及時(shí)抽調(diào)各池的泥漿進(jìn)行補(bǔ)充。待樁內(nèi)泥漿液面穩(wěn)定后，用挖掘機(jī)將事先準(zhǔn)備的塊石、粘土分層拋入樁孔，填至溶洞頂以上不少于2m，然后邊用撈沙鉆頭反轉(zhuǎn)壓實(shí)回填料，邊繼續(xù)填料，直至夯實(shí)料填滿(mǎn)溶洞，再繼續(xù)進(jìn)行正常施工[3]。

10、采用回填方法估計(jì)難達(dá)到處理效果時(shí)，可采用“局部跟管鉆進(jìn)法”進(jìn)行樁孔施工，能有效解決大溶洞處理、坍塌等問(wèn)題。

12、土層施工用雙底撈砂鉆斗，遇巖層即換用筒鉆。

13、隨機(jī)配備備用鉆頭，施工過(guò)程中隨時(shí)留意鉆頭情況，若子彈頭磨損立即更換，鉆頭損壞立即更換備用鉆頭并同時(shí)維修損壞的鉆頭。

14、樁機(jī)機(jī)手隨時(shí)對(duì)照超前鉆資料與鉆進(jìn)情況，轉(zhuǎn)至接近地質(zhì)分層深度時(shí)注意降低鉆速與壓力，避免突然穿透巖層造成樁機(jī)失衡。

15、樁機(jī)上有垂直度量表，機(jī)手需隨時(shí)留意，遇斜巖造成偏鉆時(shí)需提升鉆桿，及時(shí)糾偏，靠樁機(jī)難以糾偏時(shí)應(yīng)填充片石等材料，用撈沙斗反轉(zhuǎn)壓實(shí)使鉆頭受力均勻后再行鉆進(jìn)。

16、澆筑混凝土?xí)r必須做好混凝土擴(kuò)散系數(shù)超過(guò)常規(guī)的準(zhǔn)備，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。同時(shí)控制導(dǎo)管埋深不能太淺，防止因混凝土面下降導(dǎo)致脫管。萬(wàn)一出現(xiàn)脫管的情況，應(yīng)盡快采取措施處理，如混凝土面很淺或就是剛澆灌混凝土，可將導(dǎo)管盡可能降低，直接重開(kāi)塞澆灌；如混凝土已澆至較高位置，可采用反插法重新開(kāi)塞澆灌混凝土，即用導(dǎo)管重新插入已澆灌混凝土里，然后再重新開(kāi)塞澆灌混凝土，同時(shí)，浮漿層應(yīng)適當(dāng)加厚。

5 施工工藝

5.1 工藝流程

旋挖成孔灌注樁工藝流程圖詳見(jiàn)下圖所示：

圖1 旋挖成孔灌注樁工藝流程圖

5.2 重點(diǎn)工序控制

1、測(cè)量放線(xiàn)

由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員采用全站儀進(jìn)行樁位放樣，并對(duì)樁位逐樁復(fù)核。于樁位四周埋設(shè)十字護(hù)樁，且十字護(hù)樁需高出護(hù)筒頂面，用混凝土或砂漿加固保護(hù)，以備鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)樁位進(jìn)行檢驗(yàn)。

2、鉆機(jī)就位

為確保鉆機(jī)施工時(shí)，機(jī)械穩(wěn)定、安全作業(yè)，在場(chǎng)地鋪設(shè)0.5～1.5m厚磚渣，以保證其安全行走和操作。安裝旋挖鉆機(jī)，成孔設(shè)備就位后，必須平正、穩(wěn)固。

3、埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒應(yīng)采用不小于10mm厚的鋼板卷制滿(mǎn)焊制作，長(zhǎng)度不小于2m，其內(nèi)徑比比鉆頭直徑大100～200mm，上部開(kāi)設(shè)1～2個(gè)溢流孔。護(hù)筒埋設(shè)需準(zhǔn)確、穩(wěn)定，其中心與樁位中心的偏差不得大于50mm。護(hù)筒外側(cè)用黏土填滿(mǎn)、夯實(shí)，護(hù)筒高出地面0.5m，嚴(yán)防地表水或其他雜物進(jìn)入護(hù)筒。埋設(shè)過(guò)程中，十字栓樁法確保筒中心和樁位中心重合。

4、護(hù)壁泥漿

現(xiàn)場(chǎng)配備成孔和清孔用的泥漿、泥漿池，泥漿的制備采用高塑性黏土或膨潤(rùn)土，泥漿密度宜為小于1.25，粘度宜為≤28s，含砂率＜8% 。在軟土層中鉆進(jìn)時(shí)，泥漿密度宜為1.10～1.28，粘度宜為19～28s，含砂率＜8%，膠體化率大于96% 。開(kāi)孔沖進(jìn)時(shí)，泥漿應(yīng)適當(dāng)加稠,密度宜為1.25～1.30。鉆進(jìn)過(guò)程中，一定要保持泥漿面不得低于護(hù)筒頂400mm。提鉆時(shí)，須及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿，以保持泥漿面不得低于護(hù)筒頂400mm。

5、成孔

鉆機(jī)按指定位置就位后，須在技術(shù)人員指導(dǎo)下，調(diào)整桅桿及鉆桿的角度。對(duì)孔位時(shí)，采用鉛垂線(xiàn)與樁位中心對(duì)中。在對(duì)完孔位后，操作手啟動(dòng)定位系統(tǒng)，予以定位記憶。對(duì)中孔位后，鉆機(jī)不得移位。鉆進(jìn)開(kāi)始時(shí)，注意鉆進(jìn)速度，調(diào)整不同地層的鉆速。開(kāi)孔時(shí)應(yīng)采用慢轉(zhuǎn)速、輕鉆壓鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，要經(jīng)常檢查鉆斗尺寸，采用工程檢測(cè)尺隨時(shí)觀測(cè)檢查，調(diào)整和控制鉆桿垂直度。樁身成孔鉆（沖）進(jìn)入基巖后，每鉆進(jìn)100～500，應(yīng)清孔分段取樣一次；非樁端持力層段高為300～500；樁端持力層段高為100～300。分析取樣準(zhǔn)備終孔驗(yàn)收。

6、一次清孔

當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，經(jīng)終孔檢驗(yàn)合格后，立即利用清孔鉆頭進(jìn)行清孔，采用鉆機(jī)放慢鉆速利用雙底撈渣鉆頭將懸浮沉渣全部帶出的方式進(jìn)行。沉渣厚度不得大于50mm。

7、鋼筋籠的制作

第一，鋼筋籠制作順序?yàn)椋翰贾煤弥鹘铋g距，進(jìn)行加強(qiáng)箍筋的固定工作,將主筋與箍筋固定完成后，進(jìn)行螺旋箍筋的點(diǎn)焊操作。第二，通過(guò)雙面搭接焊的方式進(jìn)行主筋搭接，接長(zhǎng)度5d，同時(shí)確保主筋的同心度。第三，鋼筋籠制作完成后，需要結(jié)合實(shí)際情況，填寫(xiě)質(zhì)量檢驗(yàn)表，隨后交由監(jiān)理檢查，批準(zhǔn)后，方可加以使用。

8、導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管內(nèi)壁需保持光滑、圓潤(rùn)，接口嚴(yán)密，直徑250mm，使用前進(jìn)行試拼、試壓試驗(yàn)，試水壓力為0.6～1.0MPa。導(dǎo)管組裝后軸線(xiàn)偏差，不超過(guò)鉆孔深度的0.5%并不大于10cm。導(dǎo)管吊裝入孔時(shí)，將橡膠圈安放周正、嚴(yán)密，確保密封性良好。

9、二次清孔

灌注水下混凝土前再次檢查沉渣厚度，摩擦端承樁沉渣厚度不得大于50mm，采用氣舉反循環(huán)進(jìn)行二次清孔，高壓風(fēng)管設(shè)在導(dǎo)管內(nèi)，氣管與導(dǎo)管底部最小距離為2m，且需不斷向孔內(nèi)補(bǔ)充清水。清孔后灌注混凝土前，孔底500mm以?xún)?nèi)的泥漿性能指標(biāo)：含砂率為不得大于8%。泥漿比重不大于1.15～1.20，粘度不大于28s。清孔合格后立即灌注水下混凝土。

10、灌注水下混凝土

罐車(chē)運(yùn)輸配合導(dǎo)管連續(xù)灌注，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間間隔，首灌采用大料斗配合隔離球法，灌注過(guò)程中導(dǎo)管在混凝土中埋深控制在2～6m之間，及時(shí)量測(cè)孔內(nèi)混凝土的位置，調(diào)整導(dǎo)管埋深，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面。灌注高度按高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高1m控制，以保證樁頂混凝土的質(zhì)量。

11、整體破除樁頭

樁間土開(kāi)挖完成后：

1、鉆分裂孔。在截樁面鉆處垂直于樁身順沿樁周方向均勻分布鉆四個(gè)分裂孔，鉆孔深度20cm左右。

2、采用液壓分裂機(jī)截?cái)鄻额^，將分裂機(jī)插入分裂孔，啟動(dòng)液壓泵站，多個(gè)分裂機(jī)同步進(jìn)行截?cái)鄻额^。

3、在樁頭重心位置設(shè)置吊點(diǎn)，安裝吊具，利用吊車(chē)垂直起吊，將樁頭整體調(diào)出基坑，放置于現(xiàn)場(chǎng)集中堆置。

6 效果

本工程樁基礎(chǔ)共計(jì)712根，投入3臺(tái)SR360R旋挖樁機(jī)，用時(shí)六十天按進(jìn)度要求完成了全部的樁基礎(chǔ)施工。施工期間通過(guò)技術(shù)管理有效減少?lài)?yán)重漏漿現(xiàn)象，避免了孔壁坍塌、地面塌陷等現(xiàn)象，始終無(wú)安全事故發(fā)生，樁基礎(chǔ)均順利通過(guò)檢測(cè)驗(yàn)收，取得了良好的效果。