岩溶地区高层建筑中孔灌注桩的施工及质量控制

岩溶地区高层建筑中孔灌注桩的施工及质量控制

陈强

陈强（广东省核工业地质局二九三大队）

摘要:冲孔灌注具有冲孔直径大、深度深，施工成本低，操作方便，桩端能可靠进入持力层，单桩承载力大等特点，在岩溶地区高层建筑桩基础中被广泛应用。本文通过工程实例，总结了冲孔灌注桩施工过程中主要的质量控制点和注意事项。

关键词:冲孔灌注桩岩溶地区质量控制

1工程概况

某工程在广州市某区，设计高地上15层，地下1层。基础座落于地质构造复杂，土洞、溶洞和地下水十分发育的灰岩地基场地上，桩基础设计采用冲孔灌注桩，总桩数131根，桩径分别为φ1200、φ1000、φ800三种桩，其中φ1200桩22根、φ1000桩52根、φ800桩57根。桩砼采用水下C30商品砼，设计±0.00相当于绝对标高5.55m，设计桩顶标高-4.70～-5.0米，地面相对标高-0.10～-0.5m，设计桩入微风化灰岩不小于0.5D，且不小于0.50米。

2工程地质概况

该地区土洞、溶洞发育，溶洞具有多层性，溶洞内地下水丰富，渗透性极强。地下水对混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。岩土自上而下分为：人工填土层（Q4ml），冲积层（Q4al），粉质粘土、粘土层、中粗砂、砾砂层，可塑状粉质粘土、粘土层，软塑状粉质粘土层，岩石微风化带。

3过程中的质量控制

3.1成孔过程中的施工要点

3.1.1冲桩机摆放必须水平，摆放处地基或平台平稳，不会下陷。

3.1.2护筒埋设深度不宜小于1.0m，并要保持孔内泥浆面高于地下水位1.0m以上；护筒口高于地面不小于30cm，周边土应回填密实不漏浆；护筒中心与桩中心应重合，偏差不大于30mm。

3.1.3泥浆池容量应满足所有冲桩机同时施工时所需的泥浆储存，浆渣分离设备应满足施工要求。

3.1.4开孔时注入一定的泥浆低锤慢击，以泥浆不溅出孔外为宜，反复击造孔壁，保证护筒稳定。

3.1.5各类地层成孔施工：黏性土层或粉质黏性层，小冲层0.3～1m，泵入清水或稀泥浆，经常清除钻头上的泥块；粉砂或中粗砂层，中冲程2～3m，泥浆密度1.2～1.5，投入黏土块，勤冲勤掏渣；砂卵石层，中冲程2～3m，泥浆密度1.3～1.5左右，勤掏渣；基岩，高冲程3～4m，泥浆密度1.3左右，勤掏渣；塌孔回填层，小冲程0.3～1m反复冲击黏土块夹小片石，泥浆密度1.3～1.5。

3.1.6根据场地地质情况、施工特点和工期要求，一般有三种处理方法：①前期注浆处理溶洞、土洞；②冲进过程中填石、填泥；③下设钢护筒。本工程主要采用第二种方法，即在冲孔中遇到溶洞、土洞，根据超前钻前资料确定其厚度，用粘土、黄泥膨润土、水泥及石块填充，待土质稳定后，继续施工。对洞高较小的溶洞、土洞，当冲至离洞顶约1.00m时，低锤密击，穿过土洞、溶洞后，根据实际情况回填块石、黄泥、水泥；对洞高较大（特别是洞高大于4.40m）的溶洞、土洞，要特别注意掉锤、卡锤和塌孔，按上述方法穿过土洞、溶洞后，应及时回填块石、黄泥、水泥等，同时可根据实际情况采取多次回填、冲孔，直至孔壁稳定，无漏浆现象。

3.1.7当冲孔倾斜时，可往复冲孔修正，如修正无效，应在孔中回填粘土或岩块，再重新冲孔。

3.1.8为保证冲孔的垂直度，还要同时要求冲机平整，随时吊线检查其水平度。

3.2冲孔灌注桩护筒的设置

3.2.1护筒埋设应平稳准确、牢固，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于30mm。

3.2.2护筒一般用4～8mm厚钢板制作，高度为1.5～2.0m，冲孔桩护筒内径应大于钻头直径100mm，其上部开设1～2个溢浆孔。

3.2.3护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m；护筒顶应高出地面30cm。

3.2.4受水位涨落影响或水下施工及岩溶地区施工的冲孔灌注桩，护筒应加长，必要时应打入不透水层。

3.3泥浆配制的质量监控

3.3.1应注意加大泥浆黏度，防治孔壁塌方。

3.3.2施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，并应考虑水位涨落的影响。

3.3.3在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土。

3.3.4浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆密度应在1.15～1.20；含砂率≤8%；黏度≤28s。

3.4清孔时的质量监控本工程采用泥浆循环清孔法，要求如下：

3.4.1清孔过程中，必须有足够的泥浆补给，保持孔内泥浆液面的稳定。

3.4.2应浆泥浆管口挂在冲锤上，在桩孔底1.0m范围上下拉动，同时不断压入符合指标要求的泥浆。

3.4.3清孔后，孔底50cm范围的泥浆密度应控制在1.15～1.25；含砂率≤8%；黏度≤28s。

3.4.4本工程为端承桩，浇混凝土前，沉渣允许厚度应≤50mm。对沉渣的控制主要是泥浆的质量控制，浇注混凝土前，对孔底泥浆含砂率进行测定，若孔底50cm以下的泥浆密度为1.15～1.25，含砂率率≤8%；黏度≤28s，那么泥浆指标符合要求，沉渣也就控制了。

3.5钢筋笼的制作、起吊、安装中的质量监控

3.5.1钢筋间距必须大于砼骨料料径3倍以上。

3.5.2箍筋应在主筋外面，主筋一般不设弯钩，钢筋头不得向内弯曲。

3.5.3主筋的搭接应相互错开，同一截面接头数量不得超过钢筋总数的一半。

3.5.4钢筋笼外径应比冲孔直径小140mm，并对称设置砼垫块或用φ10钢筋制作的保护层，保证钢筋笼的主筋净保护层不小于50mm。

3.5.5钢筋笼应在清孔后立即吊装，安放入冲孔中。

3.5.6安装钢筋笼时，应对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼下沉至设计位置后，应立即固定，防止移动。

3.5.7钢筋笼安装完毕后，对该桩进行隐蔽工程验收，合格后应及时灌注C30水下砼，其间歇时间不宜超过4小时。

3.6水下混凝土灌注过程中的质量监控

3.6.1开始灌注时，隔水栓吊放的位置应临近泥浆面，导管底端部到孔底的距离应以能顺利排出隔水栓为宜，一般为0.3～0.5m。

3.6.2开灌前储料斗内必须有足以将导管的底部一次性埋入水下砼中0.8m以上深度的砼储量。

3.6.3砼灌注的上升速度不得小于5m/h。

3.6.4随着砼的上升，要适时提升和拆卸导管，导管底端进入砼面以下一般宜保持2～4m，不大于6m，并不得小于1m，严禁把导管端提出砼面，避免造成断桩或夹泥。

3.6.5水下砼的灌注应连续进行，不得中断，在水下砼灌注过程中，应有专人测量导管埋深，填写好水下砼灌注记录。

3.6.6提升导管时应避免碰撞钢筋笼。当砼面接近钢筋笼底时，应严格控制导管埋深，当砼面上升到钢筋笼内3～4m，再提升导管，使导管底端高于钢筋笼底端以防钢筋笼上浮。

3.6.7桩顶砼面标高控制：当混凝土浇注接近桩顶部位时，应控制最后一次浇注量，使桩顶的浇注标高比设计标高高出0.5～0.8m，且必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。

4结语

施工过程中应用以上的方法严格控制，采用低应变检测、钻芯法检测，检测合格率为100%。实践证明，在土洞、溶洞发育，地下水丰富的岩溶地区，采用冲孔灌注桩，施工中准备充分、方法得当、严格控制施工环节，可以有效控制桩的质量。

参考文献:

[1]中国建筑科学研究院.《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002.

[2]中国计划出版社.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202

-2002.

[3]徐天平.《地基与基础工程施工质量问答》.