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摘要：灌注桩基础是目前高层建筑常见的一种的设计，特别在喀斯特地貌（溶洞发育区域），高层建筑选择灌注桩基础又成了一种必然。但因溶洞发育，导致灌注桩施工过程易塌孔、混凝土充盈系数过大等问题，导致施工成本较高。本文旨在结合以往施工经验分析在溶洞地质施工灌注桩时混凝土充盈系数过大原因及控制方法。
关键词：喀斯特地貌，溶洞，灌注桩，充盈系数
引言
随着城市的不断发展和城市核心区域的日益集中，早期无法建设高层建筑的区域也亟待进行开发，如本文所述的喀斯特地貌区域因持力层的不确定性，导致设计计算承载力及施工难度都非常大。随着建筑技术的发展，此类问题逐步得到解决，因此现在许多溶洞地质区域陆续开始开发，如广东韶关、深圳龙岗区等地，但这些地区建设项目的施工成本较地质好的地段会偏高。因此，如何降低建筑成本，缩小溶洞地质区域与常规地质区域建筑的施工成本差距，是溶洞地质区域施工的重点也是难点，而本文探讨的减少灌注桩混凝土不必要损耗就是降低施工成本的方式之一。
一、喀斯特地貌的介绍
喀斯特地貌，是具有溶蚀力的水对可溶性岩石（大多为石灰岩）进行溶蚀作用等所形成的地表和地下形态的总称，又称岩溶地貌。除溶蚀作用以外，还包括流水的冲蚀、潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。
二、在喀斯特地貌区域施工灌注桩充盈系数过大的原因
在岩溶地区施工的灌注桩充盈系数一般会达到1.8~2.0（若遇地下暗河，将会更大），而常规地质区域施工的灌注桩充盈系数在1.1~1.2之间，之所以岩溶地区的混凝土充盈系数会超出常规地质如此之多，主要原因如下：
1、遇无填充溶洞或地下连通溶洞：
1.1、岩层裂隙发育，造成漏浆；
1.2、土（溶）洞互相贯通，遇洞后泥浆漏失；
1.3、土（溶）洞及裂隙富含地下水，成孔施工时，泥浆随地下水流动而漏失。
如灌注桩施工过程中遇上述问题造成漏浆，会导致混凝土灌注时混凝土流逝严重，更甚者，将会造成断桩；
2、塌孔后复冲孔：
2.1、穿入的土（溶）洞出现涌水、突水，导致孔内泥浆比重下降，孔内压力失衡，导致上部砂性土、人工填土垮塌；
2.2、洞中的流--软塑状充填物垮入孔内，有的引发土洞进一步垮塌，甚至造成地面塌陷；
因上述问题导致塌孔后，需回填片石进行复成孔，在复成孔过程中不可避免因回填片石区与原始地层软硬不同，造成偏孔，偏孔后再修复的区域形成的桩孔直径必定大于设计桩径；
3、灌注桩超灌注高度控制不准：由于采用的通常是比较重的钢筋头测绳，所以测出的灌注高度小于实际灌注高度，导致超灌；
4、重锤摆动造成桩径局部超标：由于重锤与桩孔中心不在同一直线上，其偏差大于20mm；桩孔钻进时重锤晃动大,造成桩孔冲孔超过设计。
三、灌注混凝土充盈系数控制措施
1、（认真分析和研究已有的勘察资料,尤其超前钻孔资料，掌握土（溶）洞的分布位置和裂隙的发育情况，采取合理的操作工艺；
2、当锤头距土（溶）洞1m左右时，派专人观察孔口液面动态，发现冒泡、漏浆等异常情况，立即报告，以便及时进行处理；
3、修建储浆池，备足浓泥浆（泥浆比重1.25-1.30），备浆量一般为桩孔理论容积的2-3倍，供孔内回补使用；
4、在溶洞过大且连通区域，采用长护筒跟进以避免漏浆造成塌孔或混凝土流失过大；
5、严格控制钻进深度，接近终孔前，应加密测量，确保不超钻。测绳应采用铁丝质地材料制成，使用前，应用钢尺检校，杜绝不因测绳自身原因影响钻进孔深；
6、锤头直径按小于设计桩径50mm~100mm配置，即可保证桩径又避免混凝土损耗过大；
7、钻头冲击过程中，宜多拉少松，减小锤头撞击孔壁，减小扩孔系数；
8、加大砼的初灌量，加大导管埋深(6-9m)，特别是在土（溶）洞分布段，不盲目拆卸导管；
9、起拔导管时，切忌以快速或直线上升的方式起拔，慢慢提升，确保砼的密实性；
10、灌注至设计桩顶标高后，不立即拔出导管，保持埋管2-4m，观察砼面稳定情况，防止砼面下沉；
四、工程案例
深圳市万科?九州三期项目位于龙岗区龙城街道爱联社区，地铁3号线吉祥站至龙城广场站区间北侧，场地南侧为深惠路，北侧为龙翔大道，东侧为德政路，场地周边交通便利。该项目施工范围为1#、2#、3#、4#、8#、9#、10#楼桩基础，桩基均采用冲孔灌注桩，共有867根，桩径800mm至1400mm不等，根据地勘报告显示溶洞见洞率为39%，最大单层溶洞9m；
根据不同桩径选择JK－5/10桩机进行施工，而后根据地勘报告显示，在岩溶发育区域采用长筒锤进行施工，避免塌孔导致埋锤，其他区域采用十字冲锤；
图1 冲桩机 图2 长筒锤
施工工艺流程如下：
测量桩位→埋设护筒→钻机就位→成孔→至设计深度→一次清孔→吊放钢筋笼→下放灌注导管→二次清孔→灌注混凝土→起拔护筒→桩头砼养护我司根据实际施工环境和地质情况，在本项目施工过程中综合采用上述控制方法对灌注桩施工进行控制，项目完工后进行项目总结发现，本项目灌注桩充盈系数成功控制在了1.3以内，达到了较为理想的控制效果。
五、结束语
针对喀斯特地貌施工灌注桩混凝土充盈系数过大的问题，系统的从地质、施工等方面进行了分析，并以实际项目为案例，从发现问题到解决问题，对灌注桩施工的各个环节采取对应的控制手段。
其实在施工过程中，往往是因为存在问题，然后在解决问题的过程中，不断的改进工艺，也使我们的施工方法越来越丰富，适应性越来越强。久而久之，累积的施工经验越多，在后续施工过程中解决问题的能力越来越强。
论文作者:张宗光
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/2
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