土石混合填方区的桩基础施工技术浅谈

韦俊辉

（广州环投福山环保能源有限公司，广东广州 510440）

某热力电厂厂房，占地面积115亩，总建筑面积约82000m2，共包括单体建筑9栋，合计桩基础1150条，大部位为土石混合的填方区内。桩基础直径为800mm及1000mm，以800mm为主，平均长度27.36m，最大长度接近60m，桩身混凝土为C45。

1 基本情况

经填土施工后，填方区主要为杂填土，填土深度最大超过40m，基岩为花岗岩，其中全风化平均厚度4.99m，标贯击数N=30～49击；强风化花岗岩平均厚度6.87m；中风化花岗岩平均厚度7.56m；微风化花岗岩平均厚度4.91m。同时，根据钻探揭露，在部分地方夹有球状孤石。

由于场地地形起伏、地势较高，勘察施工期间，在少数钻孔遇见地下水。稳定水位埋深为4.30～12.40m，平均埋深8.10m，标高为161.70～178.45m，平均标高为164.67m。但由于填土的作用，地下水位的已经发生变化，故在实际施工中无法预知地下水位情况，只能根据现场情况判断。在雨季，地下水对桩基础的成孔有较大的影响。

考虑到填方区的实际情况，在施工中，采用冲孔方式成孔。施工过程中加强排水管理，避免场地积水。结合工期需要，采取了从北往南，从东往西的顺序进行施工。

2 泥浆制备

泥浆的制备对成孔的质量有至关重要的作用，考虑到填土的特殊性，本工程泥浆制备采用天然成浆，在桩机冲进过程中，根据实际情况调整泥浆的各项性能指标，具体可见表1。

表1 泥浆参数

结合现场实际情况，在正循环时，成孔时泥浆密度可采用1.1～1.3，粘度为18-22s，含砂率7+1%，胶体化率不可大于90%。当开孔冲进时，泥浆可加稠，密度控制在为1.25～1.40。清孔过程中，开始时确保泥浆浓度≥1.20，能冲起孔底沉渣，而待泥浆内含渣量逐渐减少后，可加水调浆，将密度控制在1.15～1.25，含砂率＜10%，粘度控制在17-25s。

3 桩孔施工

为了确保桩基础的垂直度偏差在0.5%以内，现场的施工平台铺设了枕木、台板，并与冲孔机进行牢固固定，保证冲孔机安装稳固、周正，且水平。当冲孔机安装就位后，要认真做好对中及整平工作。在正式开冲前，应提起冲具，校正好孔位。为了加强施工的过程控制，冲孔过程中需要经常检测桩孔直径、形状及倾斜程度，控制成孔质量。施工中需严格保持机台的平整、稳固，每个班次均应认真检查机台水平度。为了保证桩径在容许偏差内，在开始冲孔前由技术人员检查冲锤的直径，在冲进过程中要按照性能指标表中的要求调整好泥浆能。由于本次施工的为填方区域，土量充足，故可充分利用施工土层进行造浆，同时适当制备泥浆，两种方式结合制造泥浆，可节省造价。在施工中要经常检查泥浆性能，确保在可控范围内。此外，为保持可追溯性，在施工过程中及时做好成孔记录，正常成孔时，填土层控制在1.0-2.0m/h内，砂层控制在1.5-3.0m/h，黏土层及岩层在保证桩垂直度的时候任意冲进，并每两小时做一次进尺记录。桩孔的垂直度偏差应控制在0.5%以内。单桩桩位偏差控制在50mm，群桩为100mm。

本次设计桩基础入岩深度为入中风化持力层2m。施工中认真观察入岩情况，一旦进入基岩时，就会同监理做好判层记录，并捞岩样以备终孔鉴别。考虑到本次施工区域为土石混合填方区，所以在遇到有石渣时，不可贸然判断已入岩，要根据落锤情况进行认真分析。如每次落锤进尺较大，或桩锤出现受力不均时，可初步判断为遇到石块，需继续冲进。当长时间进尺基本一致，桩锤受力均匀，不出现偏锤时，基本可判断已入岩。可结合地质资料进行判断。如发现实际情况与与地质资料不符，则立即通知勘察、设计及有关人员进行处理。在最终终孔时，由驻场设计、勘察及监理人员联合进行判断，并由勘察人员最终确定是否可终孔。由于是在块石回填层中冲进时，如容易导致偏孔、漏浆、塌孔、卡锤等情况。为此，制定专门的解决措施。当卡锤不严重时，可通过缓慢提拔方式，将桩锤提出；当卡锤较严重，且桩孔直径较大时，可再放入一个小桩锤，缓慢冲击塌落的石块，待其破碎后，再将卡住的桩锤提出。如确实无法拔出的，需及时对桩孔进行回填，并由设计出具补救方案。在卡锤时，不可贸然强行提出桩锤，因为这样可能会导致塌方更为严重，从而彻底将桩锤埋住而无法拔出。

冲进中遇到大的块石时，可将加大泥浆比重，将其调整到1.30左右，每冲进3-4h，用泥浆正循环清渣一次。同时，应注意观察桩孔的垂直度，严防倾斜。一旦发现异常，要及时投入小石块，将桩孔填至偏孔处上方30~50cm处，然后重新成孔。现场采用两条输送管将泥浆送至孔口，并安排派专人值守，在发生漏浆时及时补给泥浆。如遇到漏浆较大时，泥浆中应掺入适量水泥或其他速凝剂，减少泥浆的流失速率；若漏浆较严重，还要填入粘土袋，并冲实，堵住漏浆位置，减少流失。

由于有个别桩孔的超前钻地质资料反映地下有孤石，则冲孔施工时，可采用十字形冲锤，冲锤应采用新锤齿，避免锤齿不对称造成孔壁倾斜，冲孔工程中应低锤密击，避免重锤造成孔壁坍塌。冲击孤石时可适当抛填硬度相似的片石，用高锤冲击，或高低冲程交替冲击，将大孤石击碎挤入孔壁。施工时要保证泥浆的供给，使孔内浆液面稳定。

在实际施工中，不可避免出现塌孔的情况。为减少质量隐患，施工过程中因随时跟踪泥浆的比重情况，如有塌方，则及时对泥浆比重进行调整，确保对孔壁形成有效保护。

4 钢筋笼制安及混凝土灌注

钢筋笼在制作前应调直（螺旋筋除外）。主筋应避免阶段，尽量采用整根钢筋。如需接长，需严格按照平法规定，采用单面焊接接长，焊接接头连接区段为10d（d为钢筋较大直径），接头面积百分率不宜大于50%。焊接的钢材，在使用前通过焊接试验检验合格后才正式焊接。鉴于桩孔通常较深，故当钢筋笼基本都采用分段制作，分段吊装。为了确保桩身混凝土保护层的厚度，在主筋外侧用φ10钢筋制作每隔2m均匀布置4个钢筋定位器，钢筋笼上部设置两个吊环，方便吊装。钢筋笼的接长在孔口完成，施工时应保证钢筋的搭接长度，并确保钢筋笼连接的垂直度满足设计要求。钢筋笼入孔后用槽钢横穿钢筋笼吊筋支承于孔口护筒顶面。校核钢筋笼水平方向，并将其固定，防止移动。

混凝土灌注是冲孔灌注桩的重要工序，应予特别注意。灌注前对灌浆设备进行严格检查，导管采用内壁光滑的管材。由于施工期间多在雨季，场地泥泞，混凝土运输车辆行进困难，现场采用挖掘机配合拖曳前行。下入导管一定要定位准确，将导管与桩孔底部的距离控制在30~50cm。漏斗的安装要充分考虑到现场地形情况，并结合操作人员的实际站位、高度进行确定，保证操作方便、安全。在灌注到最后阶段时，控制好导管内混凝土柱高度，保证上部桩身的注质量。由于本工程桩有空灌段，施工时要严格控制桩长和桩顶标高，既不多灌浪费混凝土，增加成本，又不少灌影响质量。实施中采用的方法是实际桩长比有效桩长浇筑多50~80cm，开挖后再凿除多余部分根据静载、低应变、超声波等检测方式对桩基础进行检测，一类桩的比例超过95%，未出现三、四类桩，说明在施工过程中对质量的把控是到位的，成孔方法是可行的。