岩溶地质条件下旋挖灌注桩基础施工技术

岩溶地区的基岩面起伏不定，软弱土普遍存在于较厚多孔土层的底部，导致其所覆盖的土层与地基层与受力层的压缩不均匀性明显加剧，偏厚多孔土现象往往会频繁出现在桩基础进入桩基持力层后。随着溶洞施工过程中扰动作用不断变化增大，承载力逐渐降低，施工时极易造成溶洞漏浆、卡钻、掉洞漏钻，更严重的甚至会直接导致大崩塌孔和塌陷等。

1?工程概况

华润置地贵阳九悦项目位于贵州省贵阳市南明区，为超高层住宅项目，设三层地下室，地上32~45层，建筑高度为100~135?m，本项目一期建筑面积约23.5万?m2。地库部分均为三层无梁楼盖框架结构，主体结构为框架+剪力墙结构。根据地勘报告，施工范围内地质组成如下。

（1）杂填土，主要分布于已拆迁房屋区域内，以杂色为主，为房屋建筑填土和弃土，由建筑垃圾、生活垃圾、碎块石、碎砖、混凝土块、粘土及废基础等组成。

（2）硬塑红粘土，呈透镜状或似层状分布，位于回填层之下，上覆于基岩，呈褐黄色，土质较均匀，块状结构。

（3）中风化泥质白灰岩，岩体节理较发育，岩面地下水丰富，在渗流作用下溶洞发育，溶洞率为20%~40%，溶洞内粘土以充填为主，处于部分充填或全部充填之间。

因场地位于溶岩地区，地表以下含较厚的软弱土层，下部溶洞发育较强烈，主体结构高度均超过100?m。考虑技术、经济等因素，在岩溶地区不宜采用浅基础和预应力管桩基础。故本工程采用旋挖灌注桩（端承桩）基础，桩端入岩深度不小于1?m（图1）。

图1?旋挖灌注桩平面示意

2?旋挖灌注桩施工工艺流程

旋挖灌注桩施工工艺流程如图2所示。

（1）施工前，技术人员应认真了解设计意图、施工进度节点要求及相关规范标准，根据工程特点制订具有针对性的旋挖桩基施工方案。选择旋挖钻机设备和型号，配备适宜的注浆材料设备，明确混凝土配合比。

（2）桩位放样应遵循从整体到局部的原则，采用全站仪进行桩位终孔中心的直线放点，十字线放点定位。护筒埋设后对桩位进行二次检测，在桩位终孔及护筒埋设前进行严格放样检测，以保证桩位准确。钻机回转的地面应坚实平整，钻机在开至桩位附近一定位置时，回转中心距桩孔处应在3~4?m。

图2?旋挖灌注桩施工工艺流程

（3）采用12?mm厚的钢板制成的钢护筒，护筒内径比桩径大200?mm。护筒埋设前，其顶面位置偏差应不大于50?mm，埋设过程中钢护筒斜度不大于1％；钢护筒埋设前用较大直径的钻头钻至护筒底标高位置后提出钻斗，用钻斗将钢护筒压入预定位置，再用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填应密实。

（4）开钻前须检查楔形出料口，严禁开口钻进。桩机高速钻进时转动速度控制在1.0~1.5?m/min。

钻孔时应随时调整旋挖钻机的垂直度，进入软硬层次交界处应放慢钻进速度。钻至杂填硬质土层及土中含水量较大的其他土层时，为避免螺杆钻孔的孔径发生异常变化，应尽量减少钻杆晃动。

（5）本工程清孔分为两阶段，第一次清孔在钢筋笼即将吊装前开始进行，第一次清孔一般采用清水捞砂或漏斗方式。安装导管螺栓清孔完成后再进行第二次导管清孔，第二次导管清孔采用正循环法，清孔不少于3次。通过测绳方法检测沉碴厚度，直到彻底清除沉碴，沉碴表层厚度应不大于5?cm。

（6）按桩身设计标准要求，桩身主体螺旋箍筋及桩身加劲箍与桩身主体钢筋均须采用接头焊接直径不大于22d（d为钢筋直径）的方形钢筋接头，可同时采用接头搭接，搭接钢筋长度为35?d，接头也可采用单面接头焊接，单面接头焊接的长度不得小于10d。在每节主体钢筋网吊笼最上一层已加固的劲箍处设置4个吊点，对称横向布置，吊耳全部采用黑色圆钢制作，与每个主节钢筋笼的焊接线相连接。现场下放钢筋笼的支架起吊使用25?t吊机下放，吊筋与支架扁担、扁担与钢筋护筒焊接固定。

（7）采用预拌混凝土，坍落度控制在180~ 220?mm。为避免孔壁突然垮塌，应在孔壁质量检验合格后及时浇筑混凝土，浇筑施工时间应控制在30?min内。采用直径260?mm的优质钢管，桩孔须连续浇筑到桩顶。浇筑时现场应储备足够的混凝土，导管埋入混凝土1?m以下。

3?岩溶地质问题及技术措施

（1）若溶洞较完整且溶洞中无填充物，地下水较少，工期较短，可采用回填法。旋挖桩机成孔后在溶洞内填充混凝土，按设计要求回填夯实。根据孔深从上到下回填，应根据溶洞实际情况选择合适的回填材料（图3）。

图3?回填法示意

（a）回填上层溶洞；（b）回填下层溶洞

（2）若溶洞中存在破碎岩体和流动塑性充填物，可考虑采用注浆方法。具体做法为：先插入排气管，然后在溶洞底部插入注浆管，注浆压力使浆液压至孔口饱满不再下沉。应从下至上注浆，注浆完成后应对填充效果进行取芯检测，确认满足设计强度后方可继续施工（图4）。

图4?注浆法示意

（a）先注下层溶洞；（b）后注上层溶洞

（3）护筒自动跟进分为全方位跟进、部分完全跟进、单层跟进护筒、多层跟进护筒四种跟进方式。施工过程中为避免同时发生多个钻孔漏浆倾斜，应考虑采用自动钢管保护筒自动跟进的方法，还应考虑具体地质条件、溶洞分布率等情况。此外，钢筋保护筒注水跟进灌浆法还需和填料注水灌浆跟进法、回填注浆法紧密结合使用（图5）。

（a）                 (b)                (c)       

图5?护筒跟进法示意

（a）埋设钢护筒；（b）钻进后钢护筒跟进；（c）继续下钻

4?结束语

本文以华润置地贵阳九悦项目旋挖灌注桩基础施工为例，介绍岩溶地质的分类及危害，分析旋挖灌注桩施工技术要点，阐述了溶岩地质条件下旋挖灌注桩常见问题及技术措施。岩溶地区的水文地质条件相对较复杂，应认真分析地质条件和水文地质，根据具体条件选择合理的桩基施工方案，确保桩基施工符合质量安全要求，降低发生安全事故的概率。