贺州市城市建设投资开发有限公司广西贺州542800
摘要：贺州地区由于溶洞多、水位高、地质复杂等因素，造成岩溶地区冲孔桩施工质量难以控制。石灰岩地区进行冲孔桩基础施工，主要存在有溶洞的存在导致漏浆、塌孔、混凝土超灌、桩身强度不足、沉渣较厚等各种问题。文章分别从桩基础施工准备、施工过程、后期检测等环节对桩基础的质量控制进行了阐述。
关键词：石灰岩；溶洞；冲孔桩；泥浆；复冲；沉渣；质量
一、石灰岩地区冲孔桩基础施工遇到的主要问题
石灰岩（Limestone）简称灰岩，以方解石为主要成分的碳酸盐岩。石灰岩的主要化学成分是CaCO3易溶蚀，故在石灰岩地区多形成溶洞。以冲孔桩施工为例，在岩溶地区进行冲孔桩施工主要会遇到以下问题：（1）漏浆、塌孔导致无法继续冲孔。（2）混凝土灌注量超过理论量平均约2.0倍以上。（3）因桩身不规则导致低应变检测信号异常。（4）易出现桩身混凝土蜂窝现象。（5）易出现孔底沉渣较厚现象。（6）易存在桩底持力层溶蚀现象。
二、影响冲孔桩施工质量的主要问题
在丰富的岩溶地区，要确保冲孔桩的施工质量，存在较大的困难和不确定因素。冲孔桩施工时，因溶洞的存在，关键技术问题一是如何保证成孔过程中不漏浆；如产生了漏浆，如何及时处理使不发生塌孔，保证冲孔桩顺利成孔。二是如何保证钢筋笼不上浮和下沉，即浮笼和掉笼。
冲孔桩中出现漏浆、塌孔的主要原因
卡钻：溶洞顶部穿过快，造成卡钻，也是造成漏浆、塌孔常见的原因。
未及时加固孔壁：遇溶洞未及时加固孔壁，很容易引起塌孔。
卡锤：在溶洞范围内大冲程冲击，造成卡锤，卡锤后会导致漏浆。
溶洞通道未完全阻塞，就会漏浆。
填充料制备不合理，无法阻塞溶洞通道，而产生漏浆。
灌注混凝土过程中钢筋笼浮笼、掉笼现象，大多是施工预防措施不到位而产生：
（1）钢筋笼的上端吊筋在孔口未固定牢，当提升导管时容易被导管挂住而一起提起，从而导致钢筋笼上浮。
（2）在混凝土灌注过程中，当混凝土面上返到达钢筋笼底端时，由于导管埋深较浅，混凝土灌注量相对过大，导致混凝土上返速度过大，产生很大的上冲力，从而托起导管和钢筋笼上浮。
（3）当混凝土和导管底端都进入钢筋笼内之后，如果导管埋深过大，将很容易造成钢筋笼上浮。
（4）由于初灌混凝土一直处于钻孔内已灌注混凝土的上部，一旦混凝土出现易离析、初凝时间短、坍落度损失大等质量问题，时间稍长就会导致混凝土流动性变差，使上部的初灌混凝土出现凝固的趋势。当流动差甚至凝结的混凝土面接触钢筋笼底端时，极易托起钢筋笼上浮。
3、防止钢筋笼浮笼的措施
（1）尽量缩短混凝土灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小；
（2）当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并慢慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；
（3）当孔内混凝土进入钢筋骨架4-5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
（4）用钢管套入钢筋笼顶口主筋，钢管上压枕木、土袋等，孔口常备10-20个土袋；
（5）前三车砼在现场停留时间不得大于30分钟，防止砼坍落度损失过大；
（6）控制好导管位置，以防导管挂住钢筋笼。
三、石灰岩地区冲孔桩基础施工过程中质量控制要点
1、冲孔。桩位测定后，即开始冲孔，下护筒、继续冲孔，直至遇到溶洞。冲孔前应对应桩的超前钻报告，在即将遇到溶洞时，应减小冲锤落距，采用轻锤慢冲的方式冲破溶洞顶板。此时应将备用的粘土和片石运输至孔边，一旦进入溶洞，泥浆流失严重，即刻向孔内抛填粘土和片石，直至泥浆不再流失，然后继续采用轻锤慢打的方式向下锤击，如此反复，直至冲孔至设计孔深。
2、泥浆。孔桩一般采用泥浆正循环的方式排渣，在岩溶地区。选择合理的泥浆参数，才能保证护壁、排渣的效果。
3、桩位复核。冲孔桩施工，采用抛填粘土片石复冲孔的方式进行溶洞处理，多次的反复冲孔，极易造成施工管理人员的思想麻痹。作为施工管理人员，应树立质量第一思想，每次复冲孔前都应进行桩位复测，并在冲孔过程中动态监测桩位偏差并及时纠偏。
4、混凝土灌注。抛填粘土片石的方式，并不能完全填满溶洞，而是在桩孔与溶洞的部位形成一个临时的锥形的临时孔壁。而这层临时孔壁仅能保证在泥浆不流失的情况下顺利冲孔至设计孔底深度。随着水下混凝土灌注时的冲击力，临时孔壁被冲散，混凝土随之流入溶洞内，从而体现出较高的混凝土超灌系数。故在水下混凝土灌注时，应按经验预备足量的混凝土，以免因混凝土流失较多而后补混凝土无法及时供应导致断桩情况出现。同时，水下混凝土的坍落度应较正常水下混凝土取小值（正常水下混凝土坍落度约为180-220mm）。
四、石灰岩地区冲孔桩基础施工后的质量控制
1、桩基检测
按照相关规范规定，基础检测主要有静载检测、超声波检测、低应变检测、抽芯检测等类型。因已施工完成的冲孔桩桩身异形（随溶洞形态而不同），超声波和低应变检测较难断定桩身完整性。故应以静载检测作为承载力检测的主要检测方式，以抽芯检测作为桩身完整性、桩身强度及桩底持力层完整性的主要检测方式，低应变和超声波仅作为预判断的辅助方式。
2、质量问题处理措施
桩身强度不足。桩身强度不足，主要可能是混凝土灌注时因溶洞内填充物反涌与桩身混凝土混合，导致混凝土强度降低。若出现桩身强度不足，应由设计复核承载力是否满足要求。若不能满足要求，必须重新补桩。
桩身蜂窝现象。桩身蜂窝现在主要可能是因为因溶洞超灌难以确定导管埋深，起拔导管不均匀导致，亦有可能是因为石灰岩裂隙导致混凝土水泥浆流失，骨料难以胶合所致。蜂窝现象若严重影响承载力，则需进行补桩处理。若蜂窝不影响承载力，则需进行结构补强，较为合理的结构补强方式是采用桩身高压旋喷水泥浆，使水泥浆填满蜂窝空隙，达到结构补强目的。
沉渣较厚现象。因频繁抛填粘土片石复冲孔，导致孔内泥浆比重发生变化，施工过程中若没有动态调整泥浆比重，则会出现片石碎屑无法排出，最终导致孔底沉渣较厚。另外，由于粘土片石形成的临时孔壁受到混凝土灌注的冲击，临时孔壁的坍塌极易堆积在孔底，亦是造成孔底沉渣较厚的因素。孔底沉渣超过规范要求值（5cm），对桩基础的沉降控制极为不利，可采取桩底后压浆的方式进行沉渣固化处理，并在承台底板结构处加强构造，尽量增强承台与底板的连接性能及刚度，从而减小桩基础的承受荷载。
桩底持力层溶蚀现象。超前钻孔勘察的孔径远远小于桩基础的直径，石灰岩的溶蚀和裂隙随机性较大。故超前钻孔勘察判定的合格持力层，在抽芯检测时有可能会发现持力层有溶蚀或半边溶蚀现象。这严重影响桩基础的稳定性。此类问题的处理方式宜采用在持力层内进行高压旋喷注浆处理，使水泥浆将桩底持力层受力范围的溶洞裂隙填充并达到一定强度，以满足桩基承载力要求。
五、岩溶地区冲孔桩基础施工难点
1、岩溶地区桩基础塌孔主要是由于桩锤冲穿溶洞的顶板，泥浆大量的流出后导致的，也就是溶洞塌方，出现溶洞低于的桩基础事故后应该及时的综合各方面的力量处理，及时的塌方的地区解决。首先需要分析塌方主要形成的原因，确定溶洞的实际情况，以及溶洞塌方的维护方法，在这几基础上就会导师岩溶地区的桩基础施工存在很大的困难，不仅仅要完成施工的进程，还要在这个基础上保证不会有塌方的事情发生。
2、地质岩层起伏较大，冲孔桩的桩长从8-40m不等。岩层起伏大，冲孔桩要求入微风化岩，全面入岩在本地区（地处溶洞发育地区）是冲孔桩控制成桩的关键，也是冲孔桩施工的质量控制难点。
3、在岩溶地质中，冲孔桩桩头穿越溶洞顶部时，由于地质情况突变，容易出现卡钻和掉桩头的现象，一旦出现这种现象，对后续的冲孔桩施工带来极大地阻碍。
4、主体结构的基础存在大量的多层，串珠溶洞。在冲孔桩施工时，结合本场区的桩基础的施工经验、地质报告和超前钻报告采取有效措施解决溶洞问题，才能顺利完成桩施工。溶洞处理是本项目的重点和难点。
六、常见的溶洞的处理方案
1、如贺州市某工程采取“一桩一钻”的超前钻详勘形式，为终孔确定标高，为出现溶洞后能及时的、经济性的采取相应措施打好基础。当桩径D800时，钻一孔；当桩径D1000-1200时，钻两孔；当桩径D大于1400时，钻三孔；尽量避免钻探死角。
2、溶洞顶部冲孔至离溶洞顶板1m左右时，加大泥浆比重，同时采用低冲程（高度控制在1m内）慢速冲进逐渐击穿顶板，防止卡钻。
3、安排专人观测护筒内泥浆面的变化情况，一旦发现泥浆面下降，应迅速提锤同时进行补浆及抛填混合料，待泥浆面不在下降稳定后，继续采用低冲程慢冲击混合料、使其形成泥石孔壁稳定穿过溶洞区。
4、对于一些溶洞面积相对较大，一次抛填可能达不到成孔的目的，必须经过反复几次的抛填处理才能成孔。
5、对桩基础施工的设计的过程中，以技术的手段对桩孔、桩位进行严密的确定。在节约的施工时间的前提下，以施工的技术手段对桩孔、桩位进行确定。最后根据实际的情况确定钻位的顺序，经过严密的施工计划部署，在收集的施工过程中就能够提高岩溶地区的桩基础施工质量，能够有效的避免各种塌方、塌孔的现象。
6、在装基础施工的过程中，要根据钻孔的大小、倾斜程度、钻进速度进行严密的控制，并且随时进行检查，严格的控制泥浆套管的设备以及显示参数。按照指定的要求控制转速，使其符合施工需要的标准。再钻孔的过程中要严格的关注泥浆排放的情况，实时关注钻杆内的情况，避免泥浆疑问你不能够及时的配出，导致整个施工进程缓慢。
结语：冲孔桩基础施工过程中，溶洞处理是一个重大技术难题。岩溶地区进行冲孔桩施工，作为参建人员，应以“质量第一”为目标，从各个环节进行质量控制，确保施工质量达到要求。
参考文献：
[1]王松,陈柏海.浅谈石灰岩地区冲孔桩基础施工的质量控制要点[J].中国新技术新产品,2012(11)
[2]蔡杰.石灰岩地区冲孔灌注桩斜眼的处理措施[J].中国科技息,2011(14)