喀斯特地区孔桩的施工

2009·10CitiesandTownsConstructioninGuangxi★★施工技术与管理★★1601611前言人工挖孔桩施工工艺成熟简单，应用普遍，不需大型机具，占用场地小，可多桩同时进行施工，速度快，可节省设备费用及降低工程造价，为大直径砼灌注桩的主要类型，但存在劳动强度大，安全性较差等问题。冲击成孔灌注桩具有设备构造简单、操作方便、适用范围广、劳动强度较小和安全性较高等特点。2工程概况柳州谷埠街国际商城总建筑面积50多万平方米，地下2层，地上3层，裙楼以及多栋10至23层住宅及酒店办公楼组成。工程位于柳江河畔，属典型喀斯特地区。地质勘察显示该场地岩面起伏较大，溶洞、溶沟（槽）普遍，浅层溶洞沟槽一般充填可塑砾粘土或可塑粘土，深层溶洞一般充填软塑粘土或流塑状粘土，个别溶洞无充填物为空洞。该工程设计共有1950根孔桩，根据每桩一孔或多孔超前钻的地质资料显示，持力层深度在10米至50米的不同范围内。3成桩工艺选择综合考虑现场环境、经济合理、安全适用以及工期的因素，该工程孔桩的成桩工艺确定主要以人工挖孔成桩为主，机械冲孔成桩相结合。主要划分依据以25米桩长以内人工挖桩成孔，25米桩长以上因人工成孔安全隐患多及施工困难，确定为机械冲孔成桩。由于机械冲孔污染场地，桩间有时地下溶洞贯穿，因此人工挖孔桩与机械冲孔桩很难同时施工，必须先将机械桩周边的人工挖孔桩抢先完成，以给机械桩施工留搭接时间。根据地质资料，人工挖孔桩和机械冲孔桩均存在流泥、不完整岩层、空洞溶洞等难题。4人工挖孔桩施工4.1人工挖孔桩施工程序场地平整→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节护壁砼→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重电葫芦或卷扬机、吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁、校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板、支第二节模板、浇筑第二节护壁砼→重复第二节挖土、支模、浇筑砼护壁的工序，循环作业至设计深度→检查持力层、检查尺寸验收→清理虚土沉渣、排除积水→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身砼至设计标高。4.2该工程人工挖孔桩特点（1）工程量大，共有1760根人工挖孔桩，人力、机械等投入相当大。（2）工期紧，整个桩基工程仅5个月，人工挖孔桩必须为机械桩施工留时间。（3）难点多，地质条件复杂，施工中要克服探头岩、半边岩、夹层岩的爆破、穿越空洞、流泥涌泥等问题。4.3施工难点的技术处理及预防4.3.1井涌流泥的特殊处理在孔桩开挖施工过程中，约有20多根桩遇流动性极强的流泥，少数甚至上涌，钎探深度有2米至5米不等，一般减小护壁高度、填砂等处理方法没有效果，必须作特殊处理。对上述桩，该工程经分析采用有限压力灌浆固化，分层开挖的办法。灌浆材料采用水泥浆加少量水玻璃快速固化，能在2小时内进行开挖。作用半径压力值控制为桩径的2倍，灌浆深度控制在2.5米至3米间，确保施工的效率。4.3.2空洞穿越在所有的工程桩中，约有20根桩遇地下空洞，一般在岩石夹层下，有流动水而形成，深度1米至8米不等。由于炸穿空洞顶板时会突然下掉，因此施工十分危险。在施工该类桩时，必须仔细核对钻探资料，即将喀斯特地区孔桩的施工◆邹道华[摘要]柳州谷埠街国际商城工程较大，地质构造复杂。在基础孔桩施工中需克服溶岩层、流泥等多种困难，采取各种施工技术措施来解决施工难题。[关键词]喀斯特；人工挖孔桩；机械冲孔桩；地基处理[文章编号]1672-7045（2009）SO-0161-02[中图分类号]TU753[文献标识码]B2009·10CitiesandTownsConstructioninGuangxi★★施工技术与管理★★162163穿越顶板时须十分小心谨慎。当孔桩穿过空洞时一般将无法形成护壁。根据资料以及现场探测情况，如孔洞较平整规则，则先采用砂袋在桩径四周垒双层围护，然后再支模浇护壁。如空洞较小及不规则平整，则直接使用中砂拌水泥填满压实，24小时后再将挖出成孔支护壁。以上措施较经济、合理地解决了穿越空洞的问题，既能避免灌浆的方法浪费较大又能有效阻断地下水系恶化环境。4.3.3半边岩、探头岩的爆破该工程整个场地均为溶岩强烈发育地带、每根桩均须穿越一定厚度的非完整岩石才到达完整岩面持力层。有些为中间突出的探头岩，有些为半边岩或中间溶沟的两边岩，均为微风化石灰岩，风镐不能开挖甚至难以修整，必须采用爆破施工。爆破是一种威力巨大，较难控制的工作。如爆破量过小，不到位，人工又难以修整，则护壁难以合模，若不能形成一个完整的圆形甚至坍塌，如爆破量过大，一则可能震坏上节护壁，二则成孔过大，浪费护壁砼，因此必须严格控制。该工程通过大量试验对比以及计算，采用浅眼小剂量方法爆破，在用风钻钻孔时特别注意布孔的间距、角度以及方向，效果十分理想。非完整岩石爆破时，溶沟（洞）的充填软（流）塑状粘土极易漏出，特别是爆破震动将上层护壁外侧淤泥漏出，从而形成漏空而塌孔，施工十分危险。在发生这些情况之前，对有可能出现的孔桩进行分析，提前采取预防措施，采用粗砂将泥浆充实，降低流动性，通过该措施，爆破时泥浆极少涌出，保证了护壁的安全。5冲击成孔桩施工5.1冲击成孔桩的施工程序场地平整→桩位放线、开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌筑水下砼→成桩养护。5.2该工程中机械冲孔桩的特点（1）工程量大，总桩数为190根，桩长25米至50米，施工周期长，需投入机械多。（2）地质条件复杂，施工中需克服流泥、探头岩、半边岩、溶洞空洞等地质层，施工时容易出现钻孔偏斜、卡钻掉钻、漏浆等情况。5.3常遇问题的技术处理5.3.1钻孔偏斜该工程地质岩层溶岩发育，几乎每桩均遇探头石及半边岩，当冲至该岩层时，出现不同程度的向土层一侧偏斜现象。该工程冲桩施工遇上述情况时，将冲锤提起，向孔内抛填适量片石，再低锤密击，较好地调整了偏斜。注意施工中随时观察记录，一旦开始有偏斜迹象应立即投入片石，每次约2立方米。5.3.2冲孔漏浆由于该工程地质构造存在大量地下空洞以及透水的岩石缝隙，错纵相连，当冲至该岩层时，频繁出现漏浆现象，甚至从邻近孔桩内置浆。施工中当出现上述情况时，根据漏浆的量以及速度，向桩内适量回填片石和粗砂，混合袋装水泥，轻锤压实。12小时后继续正常冲桩，漏浆情况得到有效控制。5.3.3冲孔卡锤当冲锤在孔内遇到大的探头石或在溶洞夹层中，石块掉落孔内夹在锤与孔壁之间时时常出现卡锤现象。当上卡时，用一个半截冲锤冲打几下，使锤脱落卡点，锤落孔底，然后吊出，下卡时，可用小钢轨焊成T字形钩，将锤一侧拉紧后吊起，被石块卡住时，亦可用上法将冲锤吊起。上述几种方法基本解决了卡锤的问题。6结语喀斯特地区地质条件复杂，施工困难极多，孔桩施工工艺及措施方案的使用都应遵循技术可行，经济合理，安全可靠的原则。从柳州谷埠街国际商城孔桩施工中总结有以下两点。6.1成桩工艺的选用无论是人工挖桩成孔还是机械冲桩成孔均存在溶洞半边岩流泥等复杂地质情况，前述方案可以解决。机械桩的选取主要依据为超长桩的施工安全问题考虑。机械冲孔桩抛填量以及砼超灌量较大，成本较人工挖孔桩高，现场难处理，施工时间较长，需慎用。6.2技术处理方案的应用在人工挖孔桩以及机械冲孔桩施工过程中遇到的各种如流泥、偏斜、漏浆等需技术措施处理的情况，各桩各段的问题相同但程度有所不同，所采取的措施可以有方法上或量上的区别，需现场认真分析而采取最合理的措施，可以在不影响质量进度的情况下节约大量的处理成本。该工程通过精心的施工组织，合理地使用各种技术处理措施，较好地克服了各种施工困难，成功地按要求5个月内完成全部的桩基工程施工任务。参考文献[1]建筑施工手册编写组.建筑施工手册（第四版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.[2]地基处理手册编委会.地基处理手册（第二版)[M].北京：中国建筑工业出版社.2000.作者简介邹道华，现任职于广西建工集团第五建筑工程有限责任公司。收稿日期：2009-09-09