试论岩溶地区冲孔灌注桩的施工技术

刘志常（中国建筑第八工程局有限公司广西分公司，广西南宁530000）

试论岩溶地区冲孔灌注桩的施工技术

刘志常（中国建筑第八工程局有限公司广西分公司，广西南宁530000）

冲孔灌注桩是施工工程中一种重要的钻孔手段，但在岩溶地区，冲孔灌注桩很难实施。岩溶地区的岩溶类型不同，就得使用不同的岩溶处理办法。当冲孔灌注桩钻孔遭遇溶洞时，要对溶洞情况进行分析，采用不同的处理办法，保证钻孔的质量和施工进度。

岩溶；冲孔灌注桩；施工工艺

前言

冲孔灌注桩是通过把装有钻刃的重型钻头提高，然后自由落体所产生的巨大力量来破坏岩层，从而达到钻孔的目的。当遇到粘土层、淤泥层等都可采用冲孔灌注桩的手段进行钻孔。施工时，桩孔的半径一般为400～750mm，最大半径可达到1250mm，钻孔最深可达到50m。冲孔灌注桩钻孔遇到岩溶层时，钻孔难度会高出许多，因为岩溶层内有各种形态的物质，其状态和性质都不一样，情况十分复杂，钻孔时也需要根据岩溶层各物质状态分布来对钻孔方式进行调整，施工较为麻烦而且风险较大。本文通过对广西某岩溶地区工程项目的冲孔灌注桩进行研究分析，总结出一些岩溶地区施工技术的经验，希望能对其他岩溶地区工程项目有所帮助。

1　工程总览

本工程占地总面积大约为205000m2，各建筑高度总和为156m，工程由主楼、大会堂、总会议厅、左右辅楼构成。主楼地上共19层，地下一层作为地下室，最高高度为76m；大会堂和总会议厅没有地下室，地上是第一至第四层，最高高度都为24m；而左右辅楼则是第五至第九层，最高高度为40m。

本工程建筑场地类型为第二类，地基基础设计为甲级。一般桩端持力层都在石灰岩层⑧-1层，冲孔桩直径和桩端阻力分别为1800mm左右和7500kPa，少数在石灰岩层⑧-2层，阻力为4500kPa左右。

2　冲孔灌注桩的钻孔施工

2.1施工方案概述

根据冲孔灌注桩施工的设计方案，冲孔桩施工从西边开始进行，向东方推进。桩与桩之间的距离小于桩径的2.5倍时开始采用跳打，等到混凝土强度达到目标值的3/4时，才可以对相邻的冲孔桩进行施工。

2.2冲孔灌注桩的施工原理

先用机器把装有钻刃的重型锤头提高至一定的高度，然后放开，使得重型锤头自由落体，利用重力势能转化为动能，产生巨大的冲击力冲击岩层对其造成破坏从而形成一个个大型的孔洞。然后利用掏挖工具把钻屑岩渣等带出钻孔外，或者利用泥浆，让钻屑岩渣悬浮于泥浆表面，由泥浆带出钻孔进行处理。在经过每一次的冲击以后，要把冲孔灌注桩的钻头调节一下角度，这样经过多次冲击，钻孔截面就会形成比较完整的圆形。如果钻孔所在地区岩层比较脆弱疏松，需要使用高粘度的泥浆或者黏土对钻孔孔壁进行保护，防止其塌陷。

2.3冲孔灌注桩钻孔施工的具体步骤

冲孔灌注桩钻孔施工的具体步骤如图1所示。

下面就其中几个关键步骤进行详细说明：

2.3.1定桩位

在施工进行之前，必须要先定桩位。定桩位一般是利用经纬仪，准确测量好定位以后，进行标记，施工时严格按照此标准来进行，偏差群桩不能超过20mm，单排桩不能超过10mm。

2.3.2复桩位

桩位定好以后，需对孔口埋好护筒，以保证后续钻孔的稳定性和安全性。护筒一般埋在1.2m的深度，而基坑一般在0.8m的位置。埋好之后，用十字线方法让原桩位回到初始位置，再测量护筒的准确高度。测量完毕后向上级汇报，并进行复检，复检无误以后，方可动工。因为基坑的底部是由岩石层构成，所以需要采用爆破手段，一般都会用石方爆破。爆破时千万要注意人身安全，爆破需专业人士引爆，引爆前所有施工人员必须全部远离。爆破之后会遗留下大量的碎石块，此时需要使用专门的破碎机对碎石块进行破碎，破碎后方可用挖掘机带出场外进行处理。爆破时要注意以下几点：

图1　冲孔灌注桩施工具体步骤图

（1）浅孔爆破方式：孔径不大于4.2cm、孔间距不大于0.4m、孔深小于1.2m。

（2）爆破时要对爆破现场周围设立防护措施，防止爆破时的飞石飞出造成安全事故。

（3）控制好炸药用量和爆炸的剧烈程度，防止因爆炸产生剧烈震动而对周围建筑造成损坏。

2.3.3冲孔灌注桩顶部组装方式

模板由6mm厚钢板制造而成，三片组装成顶部，龙骨材料为2L63×6双角钢，间距为0.3m。示意图如图2。

图2　冲孔桩顶部模板制作示意图

2.3.4桩机校对工作

在桩机运行前要仔细检查桩机的位置，把它调平，保证桩机打桩方向与地面垂直，用十字线对好。

2.3.5开始钻孔

桩机校对完成以后，可开始进行钻孔。钻孔时要时刻注意土层的变化，随时根据变化情况对参数进行调整，以达到最好的钻孔效率。

2.3.6孔洞清洗

对孔洞进行清洗一般需要进行两次，第一次使用泥浆对孔洞进行一次粗略的清洗，带走大部分的岩石土层碎屑，第二次则是在混凝土浇筑之前，需要用到导管对孔洞进行一次较为彻底的清洗。

2.3.7钢筋笼保护装置

钢筋笼保护装置的安放是在第一次用泥浆清洗以后，安放前要先准备好混凝土垫块，安放时要保证其平稳，安放后若未达到要求则用垫块进行处理。

2.3.8浇筑混凝土

（1）具体步骤：放入导管-导管通水-水面贴住隔水栓-浇筑混凝土-放落隔水栓-继续浇筑混凝土，同时慢慢提起导管-取出护筒。

（2）第一次浇筑混凝土时，为了使隔水栓发挥其作用，导管比孔洞底部大约要高出0.3～0.5m。漏斗里要预留足够的混凝土，便于导管的下降。导管在埋入时，深度必须大于2m，这是为了避免导管突然冲出混凝土层引起断桩，当然也不能埋得太深导致导管无法拔出。浇筑混凝土时要连续不断地注入，不然前面注入的已经凝固造成后面的堵塞，引起断桩。如果混凝土凝固过快，可以考虑加入化学药剂减慢凝固速度。混凝土浇筑快要完成的时候，要控制好量，不能过多也不能过少，要使实际的浇筑高度比设计高度多出0.9m左右，同时要确保混凝土的强度值达到设计标准。

3　冲孔灌注桩钻孔遇到溶洞时的解决方案

当所遇到的溶洞高度不小于8m时，用10mm规格的厚钢板做原材料，做成钢套筒。钢套筒的直径和长度都跟桩一致。

遇到的溶洞高度不到8m时，则用外加了一层钢丝网（直径0.5mm，规格为5mm×5mm）的钢筋笼包住混凝土防止混凝土的外泄。钢筋笼的直径比桩径多50mm，长度跟桩长度一致。

如果钻孔过程中遇到溶洞，则可通过回填粘度、密度较大的物质如水泥、粘土等形成保护层，保证钻孔孔洞的稳定性，防止在钻孔过程中发生孔洞塌陷。若使用的水泥回填，则需等待24h，等水泥凝固稳定后，方可再次开始钻孔。

4　冲孔过程中的安全注意事项

4.1工程器械的运输

工程器械运输时，要根据各大工程器械的规格、重量不同，选择合理的运输工具。运输时要把工程器械绑牢固，不能有松动，防止“机比车大”现象的出现，防止超重。

4.2桩机的组装与拆卸

在操作前需先对操作人员进行专业指导与安全教育，操作时除了操作人员，其他人员都禁止靠近，操作必须在坚实的平地上进行。

4.3钻孔操作

进行钻孔操作前先检查桩机是否能正常运转，操作时分工明确，每个人都了解自己的工作职责，听从指挥，统一行动。在进行操作时，闲杂人等禁止靠近。操作人员在操作前不得饮酒，要保证注意力高度集中。

5　结束语

冲孔灌注桩钻孔时会遇到各种不同的情况，当遇到不同的土层时应该及时进行科学的调整。而溶洞则是隐藏在地下的，很难在动工前确定其准确的位置和大小，所以给钻孔工程造成了一定的困难。施工团队应该根据当地的地质勘测资料，来对当地的地下溶洞进行预估，从而做好相应准备。当遇到溶洞时，再根据相应的情况进行处理，保证整个工程的稳定进行。

［1］覃卓萍，王杰光，赵 翔，顾 城.岩溶地区冲孔灌注桩的施工技术［J］.兰州工业学院学报，2014，21（04）：65～68.

［2］踪家信.岩溶地区码头冲孔灌注桩施工技术探讨［J］.中国水运（下半月），2015，15（07）：282～283+302.

［3］陈军杰，李 江.广西桂林岩溶地区冲孔灌注桩施工控制技术［J］.建筑技术，2012（10）.

TU753

A

2095-2066（2016）26-0167-02

2016-8-10

刘志常（1983-），男，汉族，广西南宁人，助理工程师，专科，主要从事公路工程施工工作。