高层建筑桩基成孔过程中的孔壁坍塌问题及处理方案

刘星（四川名阳岩土工程有限公司 四川 南充 637100）

0 引言

随着我国经济飞速发展，城市人口密度不断增大，住宅用地需求也不断增大，高层建筑成为了住宅的主流趋势。我国岩溶地区主要集中在西南部，特别是云南、贵州、四川等地，据不完全统计西南地区岩溶地貌总面积达到42万km2。众所周知，西南地区也是我国人口密集的区域之一，所以人口与土地的矛盾也十分突出，人地关系的失衡是经济可持续发展以及脱贫攻坚战略影响因素之一，同理解决人地关系的矛盾将对该地区的发展起到重要的影响。高层建筑作为现目前主要的建筑形式，能够最大限度的利用有限的土地满足人们的住房需求。而在高层建筑的施工过程中如何解决岩溶地区桩基成孔过程中的孔壁坍塌问题成为了关键点。

1 岩溶地区对高层建筑基础的影响

随着我国多岩溶地区大量高层建筑工程的兴建，岩溶地基问题就成为建设过程中必须克服的难关，分析评价岩溶地基稳定性，讨论删选既合理又经济的高层建筑地基处理措施，是从技术和经济层面合理处理岩溶地基问题的重要手段。而对岩溶地区基础处理的核心是根据地质勘察资料，建立力学模型、数学模型并对岩溶地基进行科学，有效的分析。岩溶地区的不良地质构造如起地基承载力不足的岩溶地基，常会发生地基不均匀沉降、塌陷等地基施工质量事故，从而造成对建筑基础的破坏，严重影响建筑结构安全。所以在岩溶地区进行高层建筑施工时，地基评价不能满足稳定性要求时，根据地质和水文条件对地基要进行专项处理，编制专项施工方案。对岩溶地区建筑基础，一般采用桩基措施，而桩基施工过程中，也存在诸多易发质量事故，必须做好施工方案和问题处理预案。

2 岩溶地区高层建筑桩基成孔过程中孔壁坍塌形成的原因

岩溶地区修建高层建筑基础常采用桩基的方式，对地基进行处理。桩基工艺优点为施工工艺简单，可有效控制基础质量；经济高效，材料大众化，可节约成本并缩短工期；工艺环保，材料中不含污染水源的有害物质。但在施工过程中需要注意成孔过程中的孔壁坍塌问题，现分析孔壁坍塌原因如下：桩基护壁泥浆稠度过小，质量达不到要求，无法保证孔壁的稳定性，造成护壁漏水的情况出现；桩基护壁泥浆的相对密度过小，使得水头对孔壁的压力不足，造成坍塌事故；桩基成孔过程中，在松软砂层时钻孔时进尺过快，泥浆浇筑速度过慢，护壁形成速度无法跟上成孔速度，致使孔壁渗水的情况；桩护筒埋入深度不够，或护筒周围封堵不密实，造成护筒内壁漏水；或护筒底部的粘土层厚度不足，护筒底部漏水等原因，造成泥浆水头高度不够，对孔壁压力减少；桩基成孔时未开展连续性作业，中途停工时间过长，桩孔内水头保持在孔外水位或地下水位线2m以内，使得水头对孔壁的压力不足，对护壁的支撑不足，导致孔壁坍塌；桩孔形成并清孔后未及时浇注混凝土，桩孔放置时间过长，导致泥浆护壁支撑作用下降，造成孔壁坍塌；机械操作不规范，在提升桩头或吊放钢筋笼时，碰撞孔壁，造成对泥浆护壁的破坏，致使孔壁坍塌；桩基施工时未对钻孔周围进行保护，附近有大型施工机械进行作业，或周围有施工时通行便道，重型车辆通过时产生振动，致使孔壁坍塌。

3 岩溶地区高层建筑桩基成孔过程中孔壁坍塌的预防措施

在桩基施工前，召开交底会议，对地质勘察资料和施工图进行交底，制定好施工方案，做好事故处理预案；认真研究分析设计部门提供的地质勘探资料，选用适宜地质情况的泥浆比重、泥浆粘度、钻进速度。如在砂层中钻孔时，应选用高稠度的泥浆，选用优质的造浆材料，提高泥浆的粘度以加强护壁，并适当降低桩基成孔速度；桩基施工时，在钻孔附近禁止设立其他大型施工机械，禁止进行其他高震动强度施工作业，禁止设置施工进出场临时道路；桩基施工区域有地下水时，应仔细研究地质勘察资料，护筒在振动沉入地下水的过程中，护筒之间的接头要好密封工艺处理，防止密封不当造成孔内漏水。护筒沉入深度必须沉穿於泥和透水层；桩基陆地埋置护筒时，应在护筒周围和底部夯填粘土，护筒周围要做到回填均匀，均匀夯击，达到夯实的程度，要保证护筒在地面位置的稳固，并防止地表水渗入桩孔内；桩基成孔时做好操作人员及材料的安排，要做到连续作业，连续成孔，如无特殊情况中途不得暂停。在提升钻头、下放钢筋笼时，应做到保持垂直提升，垂直进笼严禁碰撞泥浆孔壁，造成护壁被破坏；在汛期或有地下水区域进行桩基施工时，必须保证水头压力足够稳定，可采用增加水头或者采用虹吸管等措施。护筒沉入过程中，应保证在孔外水位或地下水位线2m以上。

4 岩溶地区高层建筑桩基成孔过程中孔壁坍塌处理方案

桩基施工区域为饱和性粘土、沙砾层发生塌孔时，要采用大比重、高粘度泥浆灌入。也可采用低锤冲击的方式增大泥浆浓度，并投入以及粘土，将片石、卵石、块石强行挤入孔壁，以达到增强护壁强度的作用。在桩沉入时，要控制好入桩速度；桩基施工成孔过程中，如果发生孔口坍塌的情况，必须立即拆除护筒，并选用极配填料重新回填桩孔，重新埋设；如果发生桩孔内部坍塌的情况，需要判断坍塌的具体位置，并用砂和粘土配置回填料，回填到距离塌孔位置1~2m以上的地方，如果孔壁坍塌严重，应用配置的回填料全部回填至孔口位置，重新进行桩基成孔的施工；清孔时应保证孔内水头高度，并保证泥浆质量，清孔完成后，应立即进行下道工序；桩基施工区域有地下水时，水中钻孔发生护筒底部坍塌，应密切注意是否夹有不透水层，必须保持足够的泥水压力，并将护筒下沉穿过淤泥层或砂层。