岩溶强发育地区桩基施工质量控制

岩溶强发育地区桩基施工质量控制

曾春阳

上海市建设工程监理咨询有限公司深圳分公司 广东深圳 518000

【摘要】深圳市质子肿瘤治疗中心项目位于深圳市龙岗区宝荷路113号，龙岗区地处深圳市断裂带中，下部地质复杂。因其质子设备要求在设备安装调试期间结构不得有不均匀沉降，固下部桩基的施工质量控制十分重要，项目最终攻克了这一技术难点。桩基质量控制点具有一定的推广和应用价值。

【关键词】熔岩强发育处理；旋挖桩施工；注浆

1 工程概况

深圳市质子肿瘤治疗中心项目总建筑面积为35062㎡，地上10层，地下3层,总建筑高度为47 m，其结构体系为框剪结构。该中心配置世界上先进的质子设备IBA质子治疗系统，包括4间旋转机架治疗室及1间固定束治疗室，属2021年深圳市政府十大民生项目之一，工程施工质量控制尤为重要。

2 项目地质及设计概况

项目所处位置场区位于深圳断裂带中。根据超前钻资料，揭露有石灰岩钻孔185个，其中见溶洞钻孔152个，钻孔见洞隙率为82.16%，其中有45个钻孔因钻孔深度超过90m没有稳定完整微风化石灰岩未找到完成持力层。

本工程采用嵌岩桩桩基，桩基设计等级为甲级，工程预估沉降量≤30mm。工程桩为187条桩，桩型为1m、1.2m及1.4m，混凝土等级均为C40。设计要求采用每根桩预埋直径150mm界面钻芯管以便成桩后探明桩底地质及后期岩溶处理。

3 质量控制重难点

3.1 岩溶区域的桩基成桩质量控制

根据地质勘察报告及超前钻资料显示，本工程地下溶洞较多，揭露溶洞高度为0.1～26.8m，溶洞顶板厚度0.1～17.64m，持力层不连续。现场桩基如何穿过溶洞顺利成桩并控制质量是关键点。

3.2 溶洞的处理过程中工程质量控制

本工程部分桩基施工持力层底部未见完整5米完整微风化石灰岩，依据专家论证结论及设计要求可以在正常成桩后对桩处理层端部可能存在的溶洞，采用填充注浆的形式处理。桩底持力层填充注浆处理施工质量控制也是本项目重点之一。

4 质量控制过程

4.1 桩基成孔质量要点

针对岩溶地区的特殊地质，综合项目工期考量选择“先成桩后处理溶洞裂隙”方案既保证施工质量和安全，快速实现项目目标。

4.1.1 钻进成孔

本项目采用旋挖钻机成桩，现场钻孔成桩主要控制点：

1）桩位定位控制，本项目采用二次复核机制，旋挖钻机采用机载设备定位垂直偏差，配合人工垂线复核方式保证机器垂直度偏差；在护筒埋设后正式开钻前再次复核桩位坐标及护筒标高确保桩位偏差小于设计要求。

2）结合超前钻资料进行分析，在即将遇到溶洞时施工操作人员要注意观察桩孔内泥浆液位变化，观察泥浆稳定则继续钻进至设计要求的岩层成桩。

3）当穿孔内泥浆液面明显下降，应迅速补浆，待液面恢复稳定后方可继续钻进。

4）当桩孔内液面一直无法稳定，应尽快投入水泥包、砂石混合物、C20素混凝土等填塞物进行堵漏，利用桩基钻头将土夹石粘土挤入土（溶）洞及裂隙中，持续补充泥浆保持护筒内泥浆液面稳定后，方可持续缓慢继续成孔。

5）成孔后需邀请勘察判定岩性，共同确定是否达到设计深度，现场实测实量孔深及成渣厚度确保复核设计要求。

4.1.2 泥浆配制要点

1）本项目现场泥浆采用钠基膨润土配制，泥浆的比重应控制在1.15~1.30之间，粘度应控制在20s~25s之间，含砂率不大于8%，PH符合设计要求，施工时根据工程地质的实际情况再进行相应的调整。

2）现场每根桩成桩入岩后测量孔深时均测量孔内泥浆三性试验，确保孔底成渣能悬浮。

4.1.3 沉渣控制

清孔时采用泥浆悬浮法+捞砂斗进行清孔，加快清孔的效率。在溶洞区域可根据不同土层，投入钠基膨润调配不同配比泥浆。钢筋笼安装后准备浇筑前仍需再次进行沉渣测量，必须保证沉渣厚度不得大于50mm。

4.2 桩基钢筋笼制作安装质量控制

现场钢筋笼制作需考虑空桩部分，钢筋笼除正常钢筋质量控制点外还需关注界面管、声测管、桩侧及桩底注浆管的安装和连接质量。

4.2.1 钢筋笼制作

本项目在桩直径1400mm的工程桩内增加三角撑，采用C18钢筋，间距2m一道，保证桩径成型效果。纵筋长度需按实测孔深下料，连接采用机械连接。箍筋采用螺旋形箍筋焊接于主筋上，加劲箍设在主筋内侧。每根桩钢筋笼必须实测实量确保钢筋根数、直径、间距、长度符合设计图纸要求。

声测管、界面管安装需按设计要求固定在钢筋笼上，应预先封闭宜用堵头封闭，以保证不渗浆。保证连接处不渗浆；埋设完后立即加盖或堵头，以免异物入内。

吊筋长度根据桩顶标高变化，吊筋与钢筋笼纵筋焊接。每根钢筋笼设置4根吊筋。吊筋与钢筋笼焊接均需满足单面10d的焊接要求。且吊筋必须经受力计算。

4.2.2 钢筋笼安装

钢筋笼长度超过30m采用履带吊分节吊装 ，吊装钢筋笼至孔口时，钢筋笼对接采用反丝套筒连接能保证对接迅速及质量要求。钢筋笼安装还需重点关注吊筋固定，防止浇筑过程中钢筋笼上浮，影响桩基抗折性能。

4.3 桩基混凝土浇筑质量控制

由于土方未开挖存在较长空桩，存在桩顶标高面控制难，桩身存在溶洞、导管安装时间较长，沉渣控制将直接关系到工程桩质量，施工需特别注意。

4.3.1 混凝土浇筑前

混凝土浇筑前必须再次测量成渣厚度，确保孔底成渣小于50mm。导管严密性必须经过试验，且封堵球安装正确。混凝土进场后到达桩位前混凝土必须完成坍落度试验并确保符合要求。现场混凝土待卸料的方量应满足首批灌注混凝土所需数量，应满足导管首次深埋1.0m和填充导管底部的需要。

4.3.2 混凝土浇筑过程中

1）当首次浇筑混凝土时应控制灌注速度，待混凝土顶面上升至钢筋笼顶部4米以上时，提升导管，使导管底口位于钢筋笼底部2m以上后方能恢复正常灌注速度。

2）浇筑时勤测混凝土顶面上升高度，随时掌握导管埋入深度，避免导管拔出混凝土面或埋入过深。

3)浇筑过程中导管埋深宜控制在2-6米，不得中断。

4)混凝土灌注到桩顶以下5m内时，不再提升导管，直到灌注至设计标高后一次拔出。灌注桩顶后必须超灌0.8-1m,及时记录浇筑混凝土量做好原始记录，结合钻孔发现溶洞情况计算充盈系数。

5)浇筑完成后应保护外露声测管、注浆管、界面管不被破坏。

4.3.3 混凝土浇筑完成后

1）在混凝土刚灌注完毕的邻桩旁成孔时，其安全距离不应小于工程桩4倍桩径，或最少间隔时间不应少于 36小时。因本项目存在较深空桩，桩身混凝土浇筑完成48小时后开始桩侧及桩尖注浆。

2）现场做好浇筑桩位标注及完成空桩回填示意图，避免安全事件发生。

4.4 桩底持力层溶洞处理质量控制要点

主要控制持力层钻孔深度，检查钻孔岩心状况判断溶洞状况；清洗到孔口返清水（无明显淤泥质物体悬浮）为止。现场采用1:1水泥浆填充，主要控制水灰比和注浆量，通过水灰比换算成水泥浆比重，采用比重计测量制备浆体的比重保证符合设计要求，注浆量采用流量计计量。填充注浆终止原则为下部溶洞全部填充完成，即孔口返浆即为终止条件；最后注浆压力控制在0.1－0.5MPa之间，加压过程中如发现有严重漏浆现象，应及时进行补浆。或再次进行注浆，循环往复。如果稳压时间超过5min左右应停止压浆并立即关上开关。封孔器保持关闭状态下30min后取出。

5 结语

本项目对岩溶强发育地区选择的施工工艺以及桩身溶洞、桩底溶洞的处理质量控制要点的全面落实，如期完成了187条工程桩的施工，后续桩基检测显示I类桩比例达到98%，为后续设备安装提供坚实基础。本次系统汇总类似地质的桩基施工质量控制要点为其它项目溶洞处理提供了参考依据。

【参考文献】

[1]黄宏豪.浅谈钻孔桩施工中溶洞的处理技术[J].2007（8）：28-32.