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1、冲孔灌注桩在岩溶地区施工中的应用【摘 要】岩溶地区由于地址条件极为复杂，冲孔灌注桩施工时的不确定因素比较多，若处理不当，则容易导致质量和安全事故的发生。为此，本文结合工程实例，介绍了冲孔灌注桩在岩溶地区施工中的应用，并针对不同类型的溶洞、斜岩施工提出了相应的处理措施，为类似工程的应用提供施工经验。【关键词】冲孔灌注桩；施工工艺；溶洞；注意事项随着我国社会经济建设的发展，桩基工程数量日益增加，对施工技术的要求也有所提高，特别是岩溶地区的桩基工程施工。冲孔灌注桩技术作为近年来发展速度较快的一种施工方式，采用了泥浆护壁工艺，其具有穿透能力强、承载力高、适应性强等优点，特别适合于填土层、淤泥层、碎石土
2、层和裂陈发育地层等施工中，目前也广泛应用于高层建筑的桩基工程当中。但是，由于岩溶地区溶洞内充填状况和充填差异较大，岩面起伏不易，使施工条件变得极为复杂，加上冲孔灌注桩经过反复冲击后，孔径变大的情况，桩基工程施工风险极大，容易导致安全事故的发生，影响到工程的施工质量。因此，工程技术人员有必要加强对冲孔灌注桩施工技术的认识，以保证了冲孔灌注桩的质量和施工安全。1.工程概况某工程总建筑面积约54959.44m2，框架剪力墙结构，主楼地下为1层，地上19层，建筑高度为76.80m；会议厅、会堂为地上14层，建筑高度为24.30m；左右辅楼为59层，建筑高度为40.65m。主楼的一层地下室其建筑面积为7
3、972.22m2，为灌注桩基础。本工程建筑场地类别为类场地，地基基础设计等级为甲级。冲孔桩桩径为15002200mm，桩端持力层为较完整石灰岩层-1层，其桩端阻力qpk为7500kpa，个别桩端持力层为石灰岩层-2层，其桩端阻力qpk=4500kpa，冲孔桩桩端进入持力层大于0.5m。2.冲击成孔灌注桩施工方案2.1施工顺序根据冲孔桩平面布置，冲孔桩施工由西向东进行，桩间距小于2.5d（d为桩径）时，跳打施工，待桩混凝土强度达到强度设计值的75%时方可进行相邻桩施工。2.2冲击钻成孔施工方法用卷扬机在一定的高度内提升固定重量的锤头，然后脱钩使锤头自由降落，利用高位势能冲挤土层甚至破碎岩层形成桩
4、孔，再用掏碴筒或泥浆悬渣法将钻渣、岩屑排出孔外。每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形截面。在易塌孔地层，需采用高粘度、高密度泥浆，或向孔内投入大量粘土来保护孔壁。3.冲孔灌注桩施工工艺冲孔灌注桩施工工艺流程如图1所示。图1 冲孔灌注桩施工工艺流程3.1测量放线使用经纬仪测量定位，做好标记，桩号按施工图纸编号。桩位放线允许偏差为：群桩20mm，单排桩10mm。3.2冲孔桩护筒孔位测量定位后，进行孔口护筒挖埋，护筒埋深在1.1m左右，并高于基坑表面400mm，护筒埋设后，利用十字线恢复原放桩位，测定护筒标高，并向监理报验复测，复测合格后，再进行施工。
5、由于基坑底面为岩石，护筒埋设时，孔口开挖需石方爆破，由于基坑内有冲孔桩施工，爆破采用石方控制爆破，爆破时现场施工人员须完全撤离后方可引爆。爆破后的石块用履带式液压岩石破碎机破碎，人工修凿孔口，人工将孔口内的碎石块挖出，用履带式反铲挖掘机（斗容量1m3）运至坑外。炸药采用乳化炸药，雷管为毫秒延期导爆雷管和8号电雷管，爆破方案如下。（1）根据爆破岩石地质结构情况，采用浅孔爆破方法进行施工，即采用孔径小于42mm、孔深不大于120cm、最小抵抗线小于80cm、孔间距小于40cm的减弱松动爆破。（2）加强对爆破部位的安全覆盖，严格控制爆破飞石。（3）严格控制单孔装药量和一次启爆药量，控制爆破产生的振动
6、对周围建筑的危害。3.3冲孔桩顶部模板做法采用6mm厚钢板加工制作定型钢模板，2l636双角钢做龙骨，竖向间距300mm，3片模板组拼，螺栓连接（图2）。图2 地下室冲孔桩顶部模板做法示意3.4桩机就位桩机就位时，应仔细调平机台中心，保证立轴垂直，并利用十字标记对中。3.5冲孔冲孔桩机就位后，即可开机冲孔，施工过程中，要根据不同地层采用不同的参数，以取得最佳的进尺速度。3.6清孔采用二次清孔法清孔，桩孔达到设计深度后，用换浆法进行第一次清孔，在灌注混凝土前用灌注导管进行二次清孔，确保孔底沉渣不超过50mm。3.7安放钢筋笼在第一次清孔后，安放钢筋笼，安放前对钢筋笼进行隐蔽工程检查验收，钢筋笼外
7、设混凝土垫块，以确保钢筋笼保护层厚度符合设计要求，钢筋笼安放时应保持平、直、正。3.8水下混凝土的灌注钢筋笼制作完毕，应进行隐蔽工程验收，合格后方可下笼和下设导管，二次清孔完毕后即灌注水下混凝土。3.8.1施工顺序（1）安设导管；（2）使隔水栓与导管内水面紧贴；（3）灌注首批混凝土；（4）剪断铁丝，使隔水栓下落至孔底；（5）连续灌注混凝土，提升导管；（6）混凝土灌注完毕，拔出护筒。3.8.2浇筑混凝土（1）首批混凝土开始浇筑时，为使隔水栓能顺利导出，导管底部至孔底的距离为300500mm。漏斗与储料斗间应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土液面以下0.8m以上。（2）导管埋深为防止导管拔
8、出混凝土面造成断桩事故，导管埋深一般不宜小于2m，同时也要防止埋管太深造成埋管事故。（3）连续浇筑混凝土，首批水下混凝土浇筑正常后，必须连续施工，不得中断。否则先浇的混凝土达到初凝，将阻止后浇的混凝土从导管中流出，造成断桩。（4）每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制，必要时可掺入匹配的缓凝剂。（5）控制桩顶接近顶部位时，应控制最后一次浇筑量，使桩顶的浇筑标高比设计标高高出0.81m，以使凿除桩顶部的浮浆层达到设计标高的要求，且必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。3.9移机混凝土浇筑完毕后，及时将现场内泥浆清运出场地，将桩机移至下孔位，继续进行下一个桩孔施工。4.冲孔桩遇溶洞处理方法（
9、1）当溶洞高度为8m时，采用10mm厚钢板制作钢套筒控制桩成型，钢套筒内径等于桩径，钢套筒长度等于桩长。（2）当溶洞高度小于8m时，采用钢筋笼外包钢丝网（钢丝网规格为5mm5mm，丝径为0.6mm）约束混凝土，避免向溶洞内泄流，控制桩成型。钢筋笼内径为桩径+50mm，钢筋笼长度等于桩长。钢筋笼纵筋采用16钢筋，纵筋水平间距不大于300mm，箍筋为8200（环向）。（3）冲孔过程中遇溶洞或出现塌孔，可采用反铲挖掘机回填片石、水泥及粘土等制作护壁，保证成孔，反复抛填直至冲孔形成。水泥抛填冲击后，需间隔24h再进行冲孔。（4）当遇溶洞为半边岩或斜岩时，采用反铲挖掘机将毛石填入溶洞内，毛石要高出岩面0
10、.30.5m，然后再进行冲孔，反复抛填直至冲孔形成。5.施工安全注意事项5.1桩机运输合理选用运输车辆，装车堆放要捆牢，避免超高、超宽。装卸要明确分工，统一指挥。钢丝索具要经常检查，如有问题，应立即更换或妥善处理。运输车上不允许乘坐装卸人员。起吊物件时，应遵守安全操作规程，要环视四周，不得碰撞。行车时要精神集中，遵守交通规则。5.2桩机安拆工作前班长应进行安全交底。装拆前，应详细检查各部机件是否安全可靠。工作区内禁止非工作人员入内。安拆机架时，底盘应放在平坦坚实的地面上。重大机件应运至距机身2m范围内，避免斜拉。高处作业要挂安全带，地面作业要戴安全帽。5.3冲孔桩作业作业前，工长要向班组进行全
11、面交底，并有签认手续。各个工序均应遵守安全操作规程。班机长作业前，要明确分工，统一信号，统一指挥。在打桩作业区，非生产人员不得靠近。起吊桩构件不得碰撞，吊物下面不得有人通行。桩机移位时，场地需平坦、坚实、畅通。季节施工按有关规定执行，夜班施工要有足够的照明。双班作业要有安全交接班记录。多机多工种作业时，按方案流水段施工，以保证安全生产。打桩作业人员禁止饮酒，操作时精神要集中，发现异常情况立即停机，遇有恶劣气候时，按规定停止作业。打桩操作时，不得进行维修保养。所有电器设备须由专业电工接线，非电工人员不得擅自接线、改线，以防触电。高处作业与地面作业均须遵守安全规定。打桩作业停止时，应立即切断电源，
12、桩机应停放在合适的位置。6.结语通过本工程的应用，可以总结出以下结论：不同的岩溶类型应采用相对应的处理方法，以达到确保工程质量、节省投资成本等效果；当基坑底部有岩石分布，在护筒埋设时，孔口开挖可采取石方爆破开挖，冲孔桩顶部可采用定型钢模板，从而确保冲击成孔的质量；在溶洞施工前应做好前期的准备，制定相应的施工方案。熔岩地区的施工难度大，因此，施工技术人员要做好各自岗位的工作，加强对施工过程的监控力度，一旦发现问题要采取有效的措施解决，从而确保工程的施工质量和进度；必要时，在施工之前对每个孔执行超前钻（最好是一孔三钻），以探明地下是否有溶洞、斜岩，岩脉及地下岩层的埋置深度，给设计人员也提供准确的桩长设计依据。参考文献：1 黄彦恩.冲孔桩技术在岩溶地区施工中的应用j.中国新技术新产品.2011年第01期.2 沈玉高.岩溶地区冲孔灌注桩的施工技术j.科技视界.2012年第29期.
