喀斯特地貌桩基础工程施工

喀斯特地貌桩基础工程施工

导言

基础工程一直是工程中重点控制的工序，本文主要浅析喀斯特地貌地区，桩基础施工施工方法的选择与施工过程中的成桩控制。

工程概况

（1）贵州贵阳地区某房屋建筑工程，基础设计为桩基础，桩总数为477根，桩径分别为1000mm、1200mm、1300mm、1500mm、1800mm、2000mm 六种桩径，桩身长净长为10~23m，单桩竖向承载力特征值三种，分别为3800KN、6000KN、8000KN，桩基础以上结构为地下室一层，地上15层框剪结构，设计年限50年，抗震等级三级。所有桩均在回填后的场平地基上施工，回填高度约5~15米，回填料以碎石为主。

（2）地形地貌：地形、地貌走势大致呈东西向延展，地势起伏较大，南北高，中部低。奇特的喀斯特地貌大量分布，既有高原山地和丘陵，又有盆地和河谷、台地。本项目总体处于山间盆地，较平坦。

（3）气象水文：贵阳市属亚热带季风湿润气候，冬无严寒，夏无酷暑，春秋气温多变。属北亚热带，多年平均气温15.3℃，最热7月，平均气温24℃，最冷1月，平均气温5℃，多年平均降雨量1136.7mm，降雨年度分配不均，丰水期多集中在5~8月，占全年降雨量的60％，枯季12月至次年3月，降雨量占全年的8﹪，雨季一般始于3月，持续接近9个月。最大日降雨量133.2mm，主要集中于夏、秋季节，夏季降雨量较大、较集中。年陆面蒸发580～630mm。根据区内出露的地层岩性、含水介质特征及地下水动力条件，地下水类型分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩溶水三种类型。孔隙水赋存于第四系松散

土层中，属上层滞水，其中上层滞水主要赋存于红粘土的裂隙和土中，水量有限，主要受大气降水影响，无统一水位，分布不均匀，常呈透镜状分布，水量随季节性变化大。

（4）本工程基础施工控制在3~5月份，降低雨季对施工的影响。

基础施工方式的选择

初步方案采用两种成孔方式，一是采用人工挖孔桩，二是采用机械成孔。两个方案的优缺点如下：

1.人工挖孔灌注桩优点

具有施工操作工艺简单、施工方便、不需要太多大型机械设备，可通过取岩心，检测地基承载力是否达到设计要求，施工质量容易保证等优势、孔底余渣能有效清理干净。缺点：人工劳动强度较大，施工速度慢，工期长，安全性差，遇高回填区等易塌孔环境条件，施工人员安全没有保障，施工安全管理难度大，遇淤泥、流沙等环境条件成孔更加困难，不得用于软土或易发生流沙的场地。地下水位高的场地，应先降水后施工。2006年1月1日起执行。孔桩浇筑混凝土时，如果措施不当，混凝土会出现离析等质量隐患。

2.旋挖钻孔灌注桩优点

施工速度快、有利于保证工期、施工精度比较高，对垂直度控制好，易于管理，成孔不受淤泥、高回填区、流沙等恶劣环境影响；安全能得到有效保证，旋挖钻机施工最大优点，就是能完成用人工无法完成的恶劣环境桩基施工，对于没有人生安全保障的易塌孔孔桩施工中，能够完全避免伤亡事故的发生。孔桩浇筑混凝土时，由于有混凝土浇注管深入到孔底，混凝土不会出现离析等质量问题，孔桩混凝土质量也易于控制。缺点：工程造价较高，不利于成本控制，由于自重

大，对场地要求比较高，路基必须经过压实处理，对于回填区，淤泥、流沙等环境施工时易出现塌孔，岩层地基承载力靠地勘人员现场确定，孔底余渣不能完全清理干净。

3.本项目施工难点

（1）本工程是贵州省重点项目工程，工期紧。

（2）本工程成孔施工难度大，孔桩区域属于回填区，最大回填厚度达到15.3m，平均回填厚度10m左右。

（3）回填区由于有大量石块，成孔时极易塌孔、存在严重安全隐患。

（4）存在地下溶洞、溶沟、泥槽等。

4.成孔方式的选择

本着施工的安全质量，同时考虑到施工的工期和施工成本，本工程最终采用旋挖钻孔灌注桩施工施工方法，孔口1.5m钢护筒护口。

试钻方案的确定

由于桩基分布在回填区，且填料中基本为挖方区石料，在大面积施工前，针对现场特殊情况，需要进行试钻桩施工，根据商定的干成孔作业至局部护筒试钻，以确保最安全、高质量、最经济、最快速，直至完成成孔的方法为优选，并通过检测结果判断质量是否合格，以全面开展实施。根据地勘报告及场内回填区域情况，选择3根试钻桩，地勘建议桩长11米左右，桩径为1.2m（设计桩基最多）的1#、2#、3#试验桩，同时，这三根桩的地勘资料为地质状况较差的部位。

1.成孔方法

（1）第一种方法

1）干法成孔施工，如果能够成孔，当钻孔深度达到设计深度并满足地勘要

求后，将3根声测管（声测管规格型号按规范要求选用，并请设计出详图）固定在钢筋笼上完成加工及安装工作，随即浇筑C25填芯商品混凝土；

2）如果1）不能顺利成孔，在塌孔高度或溶洞区段回填素黄土，用钻机反复夯实，以达到固定孔壁作用，再进行施钻；

3）如果2）还是不能顺利成孔，则采用C15混凝土回填后，待初凝完毕4小时后再次施钻，反复操作，直至钻孔深度达到设计及地勘要求。

（2）第二种方法

采用加钢护筒方法（1.2米桩基的选择10mm厚Q235钢板制成），加钢护筒原则仅使用在回填较深区域，当钻孔深度达到设计深度并满足地勘要求后，完成钢筋笼安放及填芯，不取出钢护筒，此方法用于第一种方式尝试未果的情况下，地质条件非常不理想的个别桩位。

（3）第三种方法

采用钢护筒，当钻孔深度达到设计深度并满足地勘要求后，完成钢筋笼安放及填芯，在初凝前及时取出钢护筒，对混凝土凝结时间掌握要求较高。

2.各方商定结论

（1）现浇混凝土灌注桩，根据《JGJ94-2008建筑桩基技术规范》水下混凝土灌注桩，第6.3.30.5条规定：应控制最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8至1.0m，凿除泛浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级”，在桩基成孔验收合格后，明确写清是否桩下有水，如为干孔则超灌高度为500mm，桩下有水的混凝土需要挤压出地下水，超灌高度为800mm。

（2）钢筋笼焊接要符合相关技术规范、规程要求，同一截面接头数量不应大于主筋总数的50%。为缩短钢筋笼制作时间，钢筋采用绑扎搭接，按规范要