浅谈溶洞发育区域冲孔灌注桩钢护筒跟进施工处理措施监理控制要点

练文涛

【摘要】通过在广州市荔湾区某项目工程桩基施工中遇见灰岩区溶洞发育（见洞率60%-90%，多层溶洞呈糖葫芦串珠状）复杂地质，介绍了在溶洞发育区域冲孔桩施工过程采取的技术措施和监理控制要点，有效解决了冲孔桩施工中遇到的困难。

【关键词】溶洞发育，超前钻，冲孔，钢护筒，安全，质量，造价

一.前言

冲孔灌注桩具有设备简单，操作方便，适用范围广，能穿越地下水位上下的各类复杂地层，能形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模的建筑物的优点，在桥梁、水工和房屋建筑工程中得到广泛应用。

二.工程概况

拟建场地位于广州市荔湾区，建设分期用地面积198457平方米，总建筑面积427245平方米。由19栋23～31层的塔楼及部分裙楼组成，地下设一至两层地下室，基坑开挖深度约5～10米。

1.区域地质情况概述：

根据广州市基岩地质图及已有的勘察资料显示，在区域地质构造上，场地位于荔湾单斜西侧与广花复向斜的交界处。该场地基岩主要为二迭系下统栖霞组石灰岩、（钙质）炭质泥岩和粉、细砂岩，西南角还有少量白垩系上统大朗山组细砂岩、粗砂岩。石灰岩地层溶洞发育，岩体差异风化作用强烈。

根据超前钻探报告揭露，下伏基岩为二迭系下统栖霞组石灰岩，场地岩溶发育。灰岩区溶洞特征：（1）见溶洞率为60%-90%；（2）溶洞洞高大小不一，从0.4m～18m不等；（3）溶洞层数从一层至七、八层不等，多层溶洞呈糖葫芦串珠状；（4）溶洞多为填充型，部分为半填充或无填充型（填充物多为流软塑粘性土和少量岩屑）；（5）石灰岩岩芯表面均有不同程度的溶蚀。

三.溶洞发育区域冲孔灌注桩施工措施的选择

考虑建筑结构特点，结合本场地地层性质，对于该项目的地基基础选型形式，现分析如下：

桩型 优点 缺点 备注

钻（冲）孔桩 单桩承载力可满足设计要求，设计时易于布桩。 本场地分布大面积的串珠溶洞，冲孔桩施工难度大，相关措施费造价高，工期难以控制，工程风险大。

人工挖孔桩 成桩质量有保障，单桩承载力大。 本场地的砂土层施工来说，地下水丰富，且存在较厚的淤泥和砂层，人工挖孔桩难以实施。

预應力管桩 施工方便，周期短。 本场地地层分布有多层溶洞，溶洞上分布有软弱土层，在岩层面以上的覆盖层较厚，在适当降低单桩承载力的情况下须增加桩的数量，工程造价相对较高。

天然地基筏板 施工方便，周期短，造价较低，整体性好，强度和刚度大。 依据该区域地层结构强度条件，地基承载力和变形控制均难以达到要求，如天然地基的持力层性质不足引起的（差异）沉降量过大，则调整沉降也不能满足要求，造成筏板的开裂破坏甚至整体倾斜。

复合地基筏板 减少了对溶洞区域的扰动，对承载力可采用“缺多少，补多少”的原则进行布桩，具有较强灵活性。 本场地分布大面积的串珠溶洞，且属于裂隙发育岩土土层，

根据上述地基基础选型形式的分析比对，同时通过召开多次专题会议、专家论证会及项目实地考察，最后确定本项目溶洞区域工程桩施工方案采用钢护筒跟进处理措施施工方案。

四.钢护筒跟进处理措施施工工艺

1.钢护筒跟进施工处理措施概述

1.1. 对离地面1.5m深溶洞采取投片石及粘土处理。具体施工方法如下：即在（冲）钻孔施工过程中出现溶洞时，提起锤头，根据溶洞的大小，将片石抛填至溶洞顶面以上，根据需要加投粘土，然后继续冲击，如遇溶洞过大，需要往复投石、投粘土，直至孔内泥浆面不再下降，锤头停止晃动摇摆，钻机进尺速度恢复正常为止。

1.2. 对于离地面大于1.5m深溶洞，特别是多层溶洞，我项目拟采用套内护筒法跟进施工方法，即用护筒穿过溶洞的方法进行施工。护筒长度L=h+2m（h为地质超前钻确定的多层溶洞高） 护筒内径应比设计桩径大10cm左右。

2.钢护筒跟进施工方法

钢护筒壁厚δ=12～18㎜的钢板，孔深10米以下时采用12 ㎜厚的钢板，孔深10～30米时采用14 ㎜厚的钢板，孔深30米以上时采用18 ㎜厚的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每节制作长度为2米，制作内钢护筒的内径D′=d+10cm（d为设计桩径）。下置钢护筒的目的：主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层以及地表层的塌孔，首先将设计桩径的钻头扩大至D=d+10cmm（d为设计桩径），正常钻进至溶洞上方约1m处，采用汽车吊辅助振动锤等打入设备，将钢护筒分节打入土层中至岩面。

3.桩基内护筒跟进的施工工艺

场地平整、定位——埋设钢护筒——冲孔至溶洞顶——溶洞顶部处理——下护筒跟进——正常成孔至桩底标高（终孔）。

五.钢护筒跟进处理措施监理控制要点

1.安全方面

a. 要求施工单位在冲孔桩施工前均需准备好黄泥，严格按规范要求做好泥浆护壁；

b. 要求施工单位对施工桩机垫加长枕木，留意桩孔泥浆变化，发现问题及时处理，紧急避险，确保施工安全；

c. 要求施工单位加强施工管理，特种作业人员持证上岗，加强技术交底，完善三级自检报验手续。

2.质量方面

a. 旁站监理人员在埋设、加接钢护筒时须检查护筒中心与桩中心的偏差（不大于50mm），避免因钢护筒倾斜造成成桩偏位；

b. 旁站监理人员须定时检查泥浆比重、粘度、含砂率，应符合规范或施工组织设计要求，避免局部塌孔造成孔底沉渣厚度超标；

c. 在冲进成孔时，施工单位须做好以下几点要求：①对不同的岩石时应有不同的钻进速度；②桩机设备发生异常现象要及时处理；③如遇斜孔、塌孔等不良现象应有书面的处理方案并及时处理；④回填粘土及片石需做好施工记录，监理人员做好旁站。

d. 旁站监理人员须督促现场施工员要求作业司机经常校正钻机平整度，遇到斜岩造成斜孔及时回填片石粘土复冲纠偏；

3.签证造价方面

a. 全过程旁站见证回填料、片石、袋装料回填过程，并留下影像资料作为签证支持资料，同时各参建单位（代建单位、造价咨询单位、监理单位及施工单位）现场见证人员进行现场确认形成书面草签表；

b. 全过程旁站砼浇灌施工过程，同时在每一车砼搅拌车浇灌施工时留下影像资料作为签证支持资料，影像内容须显示有拍摄日期、混凝土车车牌号码、桩号标识牌（须标写车次、方量、累计车次、累计方量等内容，并张贴混凝土送货单）等，且须有监理单位见证人员在场；

c. 要求施工单位留存混凝土搅拌站的送货单，以此作为签证支持资料。

结束语

以上所述的是冲孔灌注桩施工中应引起足够重视的监理控制要点。在该项目的冲孔灌注桩施工过程中，由于我们加强管理，牢牢把握以上控制要点，桩基工程施工情况良好，静载及低应变试验均达到设计及规范要求。在安全管理方面，通过项目部全体监理人员的努力，桩施工过程中虽发生过两次塌孔安全事故，但均无人员伤亡。且在造价方面，经过现场监理人员孜孜不倦的现场旁站监理工作，很好地控制了在签证造价工程量，同时也得到了业主极大的肯定。

参考文献

【1】建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）

【2】荔湾区某项目工程施工图纸G-01《结构设计总说明》、G-04《冲（钻）孔桩大样图》

【3】荔湾区某项目工程专题会议纪要等相关书面记录文件