论岩溶地质冲（钻）孔灌注桩施工质量控制

童晓凌

（福建省中福工程建设监理有限公司，福建 福州 350000)

1 工程概况

某工程为政府安置房，总建筑面积约46265.5m2，地上建筑面积35630.5m2，地下室建筑面积约10635m2。建筑层数：地上26 层，地下二层；建筑总高度：78.1m。人防工程等级为甲类核六级、常六级。建筑等级为一级，结构体系为框剪结构，抗震设防烈度为6 度。

2 岩溶地质对建筑地基的影响

岩溶地质也叫喀斯特地质，是指可溶性岩石在水的溶蚀或侵蚀作用下，使岩石产生沟槽、裂隙、空洞及空洞顶板塌落等地质现象的总称。岩溶地质区域，在岩石的上覆层由于地下水的径流，带走上覆层的微小土颗粒，时常发生土洞。在地基主要受力范围内，如果存在有溶洞、土洞等特殊地质，在附加荷载或振动作用下，由于溶洞顶板厚薄不均，可能导致地基下沉；岩溶地质区域通常存在土洞、溶洞、石笋等基岩起伏，土洞、溶洞内也存在软弱土层等。如果建筑物基础埋置在基岩上部，因其范围内可能有土洞、溶洞，容易使建筑地基不均匀沉降，甚至产生局部的下陷，直接威胁到建筑的结构安全，为此设计时经常采用冲（钻）孔灌注桩进行处理。鉴于此类地质的特殊性，在冲（钻）孔灌注施工中，桩基施工质量控制难度大，施工时需采用相应的措施，才能保证其工程质量。

3 冲（钻)孔灌注桩施工工艺及关键工序质量控制措施

3.1 冲（钻)孔灌注桩施工工艺流程

放样→复样→对桩位→跟踪桩位→修孔、冲孔→介岩→嵌岩→终孔→一次清孔→下钢筋笼→二次清孔→浇砼、配合比、塌落度控制→下导管长度控制、埋深→拆管记录→空孔测定

3.2 成孔施工中出现的问题及处理

3.2.1 漏浆、塌孔现象

造成漏浆、塌孔现象的主要原因有：由于地基地质为岩溶地质，桩孔中有的存在土洞、溶洞，并且可能贯通，所以在成孔过程中如果遇到土洞、溶洞，就会发生泥浆面突然下降，甚至瞬间全部泥浆流失，造成土壁失稳而塌孔。可以用这些方法处理：（1）投入适量的片石及黏土，调高泥浆浓度。（2）如果存在漏浆的现象，就继续投黏土、片石并掺一定量的水泥。（3）以上两种处理效果不好时，可投入适量的片石及混凝土。（4）碰到大溶洞或以上方法均无法处理时，采用投入适量的片石、水泥并加适量的水玻璃，并迅速采用小冲程冲击水泥浆及片石混合物，使泥石混合物挤进溶洞，形成泥石护壁，避免塌孔。继续采用小冲程冲击，如此反复操作，一直到不再漏浆为止。

本工程冲（钻）孔灌注桩成孔过程中共有35 根桩存在不同程度的漏浆、塌孔现象，具体桩号为：1#、7#、19#、26#、31#、40#、43#、49#、59#、65#、72#、75#、77#、86#、87#、95#、97#、99#、103#、106#、111#、118#、123#、127#、131#、135#、141#、147#、151#、155#、161#、168#、170#、177#、181#，通过上面的处理措施，漏浆、塌孔都得到了控制。

3.2.2 冲孔偏斜现象

这种现象是由于岩溶地质岩石的风化程度不同，造成软硬不均，出现斜岩面情况而造成冲孔偏斜现象。可采用回填与岩石强度相当的片石及黏土混合物至偏孔处上部1m，停滞一段时间后进行重新冲击。如果不能一次修正斜孔，则需重复上述工序，直至将孔位修正到位为止。

本工程冲（钻）孔灌注桩成孔过程中共有3 根桩存在冲孔偏斜现象，具体桩号为：11#、53#、68#，通过上面的处理方法使桩孔偏斜情况得到了校正。

3.2.3 埋锤、卡锤及掉锤现象

这种现象主要是以下这些情况造成：（1）由于孔内的斜岩、孤石及部分较大串联的溶洞，使锤头掉入溶洞内或被斜岩或孤石卡住而造成卡锤；（2）由于溶洞的不断发育或受外力的影响造成塌孔，将锤头埋入孔内；（3）岩石出现悬挑的鹰嘴石，冲孔时发生的卡锤。

采取的处理措施：（1）当遇到溶洞时可采用小冲程冲孔，拉紧锤绳，反复操作，直至穿越溶洞；（2）在钻孔过程中要随时注意孔内泥浆液面，孔内一旦漏浆要及时处理，待处理方案确定后方可继续冲孔，以免塌孔埋锤；（3）如果出现埋锤、卡锤、掉锤的时候要及时处理，并在处理过程中要持续换浆，以免沉淀泥浆过厚掩埋锤头[1]。本工程冲（钻）孔灌注桩成孔过程中共存在有2 根埋锤，1 根掉锤，3 根卡锤。

4 混凝土的浇筑

本桩基工程采用强度等级为C40 的混凝土，塌落度为180～220mm，水下混凝土采用导管法施工，用250/300mm 导管底端下放至距孔底约500mm 处。为了确保导管无渗、漏水，使用前需经过通球和压水试验，并且在导管接头连接时须加密封圈并上紧丝扣。

混凝土浇捣前应复查沉渣的厚度，发现沉渣厚度超过规范要求，则需再次进行清孔，直至沉渣厚度符合规范允许范围。开始灌注混凝土时，导管底端距离孔底的距离控制在30～40mm 范围内，并储备好不少于1.0m的混凝土量以保障导管一次埋入混凝土面下，用其混凝土量灌注孔底时产生的强大重量冲击力排挤底部沉渣，以达到最后清孔的目的。

按成孔的实际情况计算出每根桩的混凝土初浇量（岩溶地质桩孔径不规则），保证导管在混凝土中埋深1.0～1.30m。

5 控制断桩的产生

造成断桩的主要原因有：（1）冲孔过程中虽然泥浆不漏，但溶洞没有完全封堵、溶洞壁比较薄或泥浆护壁的强度不足，在砼灌注过程中，混凝土比重及压力比较大，冲破溶洞或孔壁坍塌导致砼面下降而造成断桩。（2）浇筑混凝土过程中拔管速度过快。

采取的处理措施：（1）根据实际情况，施工过程中投入适量的片石、粘土混合物，必要时加适量的水泥，反复冲打，直至将溶洞封堵完全；（2）砼灌注过程中要时刻注意导管的埋深，严禁将导管提离混凝土面，导管埋深控制在2～6m，且不得小于2m。根据实际的地质情况，可适当提高导管的埋置长度，以防止砼面下降太多使导管悬空，造成断桩；（3）砼灌注完毕后，埋在孔内混凝土的导管要静置一段时间待混凝土面平稳后缓慢拔管，以免混凝土面下降过大造成断桩[2-5]。

6 桩基质量验收

6.1 桩基检测

根据设计图纸的要求及桩基检测规范的规定，建设单位委托了第三方检测机构对本项目的冲（钻）孔灌注桩的各项验收指标进行了检测。

本项目桩基总数为182 根，桩径均为φ1000mm，桩身强度等级为C40，桩端持力层为中风化灰岩。实际桩长为21.91～45.75m。建设单位、设计单位、监理单位和施工单位根据有关规定共同研究制定了桩基检测方案，确定了检测方法、检测的数量及检测的桩号。

6.2 低应变法检测

桩长≤35m 的桩采用低应变检测法。根据设计图纸及规范要求：柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1 根；不应少于总桩数的30%，且不得少于20 根。本工程实际桩长≤35m 的桩共101 根，检测总数量为31 根，结合施工过程出现的问题，经讨论确定检测的桩号为：1#、11#、19#、23#、39#、40#、42#、43#、53#、63#、65#、69#、72#、77#、81#、86#、92#、94#、97#、102#、106#、112#、121#、131#、135#、142#、147#、155#、168#、170#、182#。

6.3 声波透射法检测

桩长＞35m 的采用声波透射检测法。本工程桩长＞35m 的桩共81 根，根据设计图纸及规范要求：检测总数量为25 根，结合施工过程出现的问题，经讨论确定检测的桩号为：7#、8#、18#、25#、29#、31#、34#、49#、51#、54#、59#、61#、68#、75#、87#、98#、117#、123#、127#、134#、139#、141#、151#、163#、177#。

根据低应变、声波透射法检测报告显示检测结果：其中Ⅰ类桩共46根占82.1%；Ⅱ类桩共10 根占17.9%。

6.4 钻孔取芯法检测

设计图纸要求按GB50007-2011 视岩性检验桩底下3 倍桩直径或5m 深度范围内有无空洞，破碎带软弱夹层等不良地质条件，采用钻孔取芯法检测，检测数量不得少于总桩数的10%，且不得少于10 根。结合施工过程出现的问题，经讨论研究选择检测的桩号为：7#、11#、18#、23#、39#、43#、51#、61#、65#、69#、77#、86#、87#、97#、106#、123#、139#、155#、177#，总数共19 根。

检测结果：（1）桩身完整性为Ⅰ类桩；（2）桩身砼抗压强度满足设计要求（均≥40MP）；（3）桩底沉渣厚度满足规范要求（最大值为15mm）；（4）桩端持力层岩土性状符合设计要求（为中风化灰岩）。

6.5 静载试验检测

采用静载试验确定单桩竖向抗压极限承载力，同一条件下的试桩数量，分别不宜少于总桩数的1%，且不少于3 根。结合现场的情况，共同定出检测的桩号为：9#、50#、112#共3 根。检测结果显示，三根桩的单桩竖向抗压极限承载力均为13000kN，满足设计要求（最大试验荷载作用下桩顶累计沉降量最大值是50#桩为28mm，且每级荷载的作用下各级沉降增量无明显增大的现象，取最大试验荷载为试验桩抗压极限承载力）。

6.6 桩位偏差

基础土方开挖完成后对182 根桩位进行实测，最大偏差值为82mm，根据施工质量验收规范规定其偏差值应≤D/6 且不大于100mm，本工程桩位最大偏差值在允许范围内，符合规范及设计要求。

2018 年8 月5 日，监理单位组织了建设单位、设计单位、勘察单位、施工单位等建设责任主体以及邀请了本项目的质量监督部门共同参与了本项目的桩基子分部工程的验收，一致认为质量控制资料齐全完整，桩位偏差、桩基检测数量及结果符合设计及规范要求，桩基子分部工程质量验收合格。

7 结束语

冲（钻）孔灌注桩的施工具有其本身的特点，特别是在岩溶地质区域，施工过程时常会发生不可预见和难以控制的情况，作为工程的技术人员，必须认真分析岩溶地质的特性，强化各个工序管理和过程跟踪，切实控制好施工过程的施工工艺，要求施工单位在施工过程出现质量问题应采取相应控制措施及合理的处理方法，方能保证冲（钻）孔灌注桩的施工质量。