复杂岩溶地区商业综合体建筑灌注桩施工技术

谢 汨

（厦门翔安机场投资建设有限公司，福建 厦门 361006）

1 工程概况

该项目地处龙岩市行政及商业中心，主要由五星级酒店塔楼和5A级办公塔楼及两塔楼之间裙楼商场组成。占地面积约3.79万m2，总建筑面积20.8万m2。其中酒店塔楼建筑高度约180m，地上40层；办公塔楼建筑高度约为155m，地上35层；商业裙房地上4层，建筑高度约24m；均为2层地下室。办公塔楼为混凝土框架—核心筒结构，酒店塔楼为型钢混凝土框架—核心筒结构，商业裙楼为框架结构。该工程采用冲钻孔灌注桩基础，设计工程桩 713根，桩径根据不同受力条件分别设计为0.8m、1.0m、1.2m、1.4m；支护桩288根，桩径1.2m。为了进一步查明溶洞、土洞分布及持力层深度，施工勘察按工程桩桩位一桩一孔，勘察深度为溶洞下岩层大于5m或3倍桩径。

2 工程地质

2.1 地形地貌

建设场地位于龙岩市龙岩大道东侧，登高西路以南，西陂路以北，为原西陂村拆迁地，地势较为平坦。场地属于冲洪积（龙津河Ⅰ级阶地）地貌单元，龙岩盆地区域性构造均为三叠系晚期地质活动形成，距今时间较长，已经稳定不再活动，为地质构造稳定地块。

2.2 岩土工程性质

施工场地内地下基土按其成因和岩性自上而下依次细分为：①杂填土，冲洪积②粉质粘土③含砾粉质粘土（部分钻孔有分部）④卵石（层厚0.1～9.5m），夹层⑤粉质粘土（部分钻孔有分部）⑥含卵石粉质粘土（揭示厚度为 0.90～23.30m），冲积⑦粉质粘土⑧含角砾粉质粘土⑨土洞⑩中风化破碎石灰岩⑪溶洞⑫中风化石灰岩（桩端持力层）。

2.3 溶岩分布情况

该场地属于岩溶、土洞发育区域，以埋藏型和浅覆盖型为主，部分深埋藏型。地质勘察共揭露土洞77个，其中顶板距离基坑底板一般＜20m，属易塌陷土洞，少量土洞位处基坑底板以下20-30m，属潜在塌陷土洞。已被揭露的溶洞共718个，其中42%的溶洞呈串珠状分布，多为全充填，最大洞高18.98m.由于溶洞、土洞发育的不确定性较大，同时不排除在孔与孔之间存在土洞、溶洞的可能性。

3 桩基施工

根据场地岩土工程性质及周边工程实施情况，工程桩采用冲孔桩机（广东冲）实施；围护桩考虑桩长较短，采用旋挖桩机实施。桩基施工至土洞、溶洞部位时可能产生漏浆、塌孔、卡锤等现象，施工前应仔细核对地质勘察关于地质剖面的图示，初步判断溶洞或土洞类型，准备相应处理措施。

3.1 施工过程处理

桩基施工过程中如遇土洞和溶洞,根据土洞和溶洞的深浅、高度、有无填充物、填充物的密度、单层还是多层或串珠状溶洞等，可以分为以下三种情况（图2）：

(1)对于高度< 2m的全填充溶洞和高度< 1m的全填充土洞，当施工至溶洞和土洞时桩孔内不漏浆或泥浆液面降低后趋于稳定，施工时可以不考虑溶洞和土洞的存在，按正常的地质情况施工，成孔过程中应及时补充桩孔内损失泥浆，灌注时适当加大混凝土的充盈系数（大于 1.2）。实际本工程灌注桩混凝土平均充盈系数为1.47。

(2)桩基成孔过程出现漏浆，一般先用回填法[4]处理：及时回填粘土、毛石（片石） 等材料冲打造壁，并迅速补充孔内泥浆，避免泥浆高度持续下降，然后调高泥浆浓重锤轻打冲孔；如继续漏浆则重复回填、冲打直至顺利成孔。

若地勘资料显示有洞高 H<3m半充填或空溶洞，且施工中出现严重漏浆、轻微塌孔时，可采用按袋装水泥、粘土、毛石的顺序，以（0.75t∶3 m3：1m3）的比例进行回填，然后用0.5～0.8 m小冲程不循环泥浆干打几分钟，使回填物充分密实，再补充泥浆到正常高度，等水泥初凝后再使用小冲程继续冲打。实际回填材料比例可根据现场情况调整。

如此反复多次回填水泥、粘土和毛石，反复冲击直至不再漏浆为止。在本工程桩施工过程中约回填水泥678t，粘土20248 m3，毛石2112 m3。

(3)当上述方法仍无法形成正常的泥浆（石）护壁时，或地勘资料显示浅层有较大溶洞和土洞（高度H≥3m）时，洞内无填充物或有半流塑填充物，漏浆严重，可采用钢护筒跳进法施工。通过边冲孔，边接长（每次接长 4～6m）、下沉钢护筒的方式以穿越易塌孔地层。为避免桩锤刮碰护筒引起护筒偏斜，导致桩身偏斜，钢护筒内直径一般比桩径大 200mm。考虑成桩效率、成本因素，该方法比较适合处理覆盖层厚度<20m的较大土、溶洞。对钢护筒下的较小土、溶洞，同样可在桩基冲孔过程中采用回填法处理。

裙楼浅层存在较厚③卵石层，亦可采用较长钢护筒以避免施工震动造成塌孔。工程桩施工耗用10mm壁厚Φ1420钢护筒（1.2m桩径）838m，Φ1620钢护筒（1.4m桩径）223m等，共增补造价约267万元。

3.2 施工前预处理

当地勘资料显示有空土洞或、串珠状溶洞（当洞高H满足0.5

考虑施工便利，钻机引孔直径为110mm，每个孔位采用1.5m间距梅花型布置，若溶、土洞较大应在周边扩大处理范围。深度必须到岩面下3.5m。为保证注浆效果采用二次注浆工艺，一次注浆管需伸到孔底，二次注浆管伸出洞顶1.5m，土、溶洞高度范围采用临时封堵花管避免下管时堵管。下管完毕后孔内采用中粗砂回填，并在孔口往下一米内采用水泥砂浆封孔密实。注浆混合料重量配比为PC.32.5R复合硅酸盐水泥：二级粉煤灰：重钙粉=1:2:2；水灰比等级为1:1和0.8:1二个等级，按先低后高实施。注浆前浆液须搅拌均匀，注浆时先采用较大压力（一般取3.0Mpa）冲破花管的临时封堵，然后将注浆压力稳定在0.5～2.0 MPa之间。一次及二次注浆管延续持荷压力为2.0Mpa且灌注时间不少于20min，即结束该孔注浆。

根据地勘资料在场地南侧DE段支护桩之间连续分布溶洞、土洞，埋深在14.5m至31.8m不等；由于该段施工孔深达18.3m，如不提前处理将危及南侧高压变压器和西陂路路基。在该段支护桩试打过程中，亦出现较大面积塌孔。沿该段支护桩列式布置27个注浆孔位，中心间距10m，总共布置注浆孔27×5=135个。注浆水泥用量为1682t，粉煤灰3364t，重钙粉3364t。注浆实施时应对周边情况及时巡查，该段注浆时就发生浆液渗漏至南侧沿路电缆管沟内，因及时发现处理而避免加大损失。

3.3 裙桩施工处理

办公、酒店塔楼桩筏位置桩基密集区域，由于工程桩间净间距仅2.1m，而其下部存在较厚的③卵石层或④含卵石粉质粘土层，桩基施工虽然采用了跳打等措施，施工震动仍然易导致卵石层塌孔。考虑采用水灰比1:1纯水泥浆注浆固结③卵石层或④含卵石粉质粘土层，再进行桩基施工，成桩效率显著提升。

4 结语

溶岩地区灌注桩基施，远比普通地质条件下复杂、多变，工文中各种溶岩处理方式综合运用取得良好的效果，桩基施工完成后经检测皆达到优良标准。工程实践表明：

(1)对于溶岩地貌桩基施工，根据地勘报告提前做好应对措施，各种处理措施综合运用能有效减缓土、溶洞等不良地质影响，提高成桩速度，加强施工安全。

(2）超高层建筑桩基施工，由于群桩桩基密集，根据地勘报告进行提前处理比施工过程中遇到土、溶洞再处理综合效果更好。