盛龙花园二期桩基工程施工
一、工程概况
盛龙花园（二期）工程由九栋21～30层商住楼和一所幼儿园及一所小学组成；地下室一层，平时为停车库及设备用房，战时设六级人防分区；工程总建筑面积为250819m2，地下室面积约4万平方米。基础采用复合基础形式，在地下室中庭部位采用预应力管桩基础、塔楼部位采用筏板基础与桩基础结合形式（设计管桩总数约11895根）。本工程建筑场地类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为甲级，建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类。
二、工程地质及水文地质概况
1、工程地质概况
本工程场地内的主要地层有：第四系冲洪积层、第四系残积层、上古生界石炭系下统石磴子组。场地内下伏基岩属于上石炭系下统石磴子组，其岩性主要为大理石，次为灰岩。中风化大理岩呈灰白色，破碎-较破碎状，溶洞和溶蚀裂隙较发育，岩芯呈碎块状、短柱状，局部分布。微风化大理岩呈白色，为较硬岩，岩芯
呈短柱状、长柱状。
本场地为典型的溶岩地貌，溶洞、溶沟、溶槽较多。岩面起伏较大，相距1米，岩面高差可达10—20米，在地质钻探过程中曾出现塌孔，偏斜等现象；其中
8、
9、10#楼，部分岩面高于底板底面，而5#楼基岩最深可达80米。
根据地质勘探报告显示，本工程9#，10#楼部分区域为隐伏岩溶发育区，基岩中溶蚀裂隙、溶洞中等发育，局部溶洞呈串珠状分布。大部分溶洞填充灰色可塑状含碎石粘土或流塑状粘土，局部夹石块。
为了掌握详实的地质资料，先后增加了超前钻和物探，经物探显示，岩面起伏基本与超前钻吻合，岩面起伏较大，部分区域甚至有反岩面。
2、水文地质特征
场地地下水主要为赋存于第四纪土层孔隙中的潜水和溶岩裂隙水，粗砾砂层和基岩顶面的流塑状粘土是主要含水层，其透水性较强；粘土层、粉质粘土层、含碎
石粘土层的透水性较弱。
岩溶水主要赋存于可溶性大理岩中的溶洞及裂隙内，溶洞连同性较好，岩溶水十分丰富。场地地下水主要由大气降水渗入补给和地下水径流补给，其水位、水量
受季节性影响变化较大。
三、桩型选择及桩基施工情况
1、桩型选择
根据业主要求，项目部于07年4月12日开始做人工挖孔桩和冲击成孔灌注桩的工艺试桩。对在施工过程中挖孔桩出现水量过大，孔壁坍塌等问题；冲孔桩出现卡锤，留浆等现象，以及在检测中可能出现的问题一一进行了分析。同时多次组织施工、岩土专家对工程方案进行了深入的讨论。决定于5月下旬开始静压预应力高强管桩的工艺试桩工作，并就管桩施工中可能出现的桩挤土隆起、桩上浮、偏位、断爆桩、桩过短、桩施工压力值控制等技术问题作了提前预见，提前分析，并在工艺试桩阶段通过不断摸索经验，逐步加以解决。
2、工艺选型
业主多次组织邀请专家会同设计、地勘、监理等部门最终确定采用静压桩与筏板
基础相结合作为本工程的基础形式。
3、施工中处理的问题
A、配桩工作：岩溶地区岩面起伏大，岩面陡峭，溶洞、溶槽多，相邻1.2米的桩，桩长相差可达10—20米，施工中，项目部及时总结相邻桩的施工情况，同时结合超前钻和物探报告尽可能准确预计桩长，从而尽可能减少材料消耗。 B、桩施工压力值的控制：岩溶地区断桩爆桩率极高，在试桩阶段采用直径400桩，爆桩高达80%，后改为直径500桩，爆桩减至20%。同时在压力值控制方面，项目部先后作了多个压力值的试桩。并及时将爆桩率、桩的施工过程情况、溶洞的穿过情况等综合分析结果，向设计单位和业主进行了汇报。从而选择桩承载力特征值55T的技术指标，减少了材料浪费，保证了设计方案的合理性。 C、溶洞的处理：根据地质报告项目地区溶洞见溶率高达30%。所以溶洞的处理就成为重点。为此我项目在施工中先后尝试了多种引孔方案，先是钢桩引孔，未能成功；其次采用钻孔植桩的工艺，经现场分析，钻孔植桩可有效处理和解决溶洞问题。但缺点是费用高，工艺复杂，周期长。通过合理的技术分析，项目部会同业主、监理、设计等相关单位，减少了植桩的数量，合理简化了施工。 D、上浮、偏位，雨季施工措施情况：设计中桩净距仅0.7米，桩偏位及桩上浮情况明显，土体上浮隆起高达1米多。为此，我司专门针对每个塔楼制定了桩基施工方案，明确了桩的施工顺序，减少挤土效应。同时在施工中，不断的对隆起土体部分进行清除，保证桩的定位准确。对桩身上浮现象确定了复压的施工做法保证桩的有效承载力。
7、8月份为雨季，极其不利于基础工程的施工，为了保证工程进度，项目部采取了用大量的砖渣铺垫临时道路及施工区域，减少了雨季
的不利影响。
E、桩尖选择：本工程开始时，桩尖采用常规的V型十字桩尖，高度200，施工过程中发现桩尖容易沿着斜岩面滑移，断爆桩量较大；第二次选用︻型十字桩尖，高度200，同样无法满足要求；第三次决定采用V型十字桩尖，高度300，断爆
桩数量大有减少。
四、本工程的重点、难点及完成情况
1.岩溶地区管桩的施工工艺复杂，施工难度大。施工过程中配桩困难，相当部分（约30％）无法准确配桩，导致截桩量大，材料浪费较多；基岩面起伏大，岩面斜陡，导致管桩嵌岩不稳，滑移断裂，废桩率较高，约15％。 2.由于本工程项目用地地质多溶洞，特别是9#及10#局部位置溶洞较集中，存在溶洞发育成片的可能性，我项目部邀请国内相关专家进行现场考察研究，根据专家讨论的意见决定采用钢管桩进行引孔，根据引孔试验的结果，溶洞顶的破坏主要是剪切破坏引起的，局部的破坏不至引起整个溶洞的塌陷，而且钢桩引孔的时间长，费用高(每根钢桩能引20~30根桩) ，引孔完成后也无法保证预应力管桩的栽桩成功。经过各方再次讨论研究，决定采用先引孔后植桩的方式继续进行施工。由于钢桩引孔及冲孔引孔工艺都不能适应本项目复杂的地质条件，最终确定采用专业钻冲孔设备进行引孔，以解决保证垂直度、防止溶洞塌孔、穿越斜岩面及判断入岩深度等几个重要的技术难题，同时有利于加快施工进度。据了解，此种专业钻冲孔设备现在全广东省只有两台，项目部于2007年11月22日引进了一台，并从2007年11月24日开始进行试引孔，从施工情况来看，由于在溶洞密集区钻孔将穿越复杂的多层溶洞，造成成孔后提升钻杆时容易出现卡钻头、钻杆拧断及堵塞风眼的情况，处理以上问题消耗相当长的时间。截止2008年4月8日才完成全部引孔（总计460根）。
3.引孔完成后的栽桩工艺也是一项技术难题，由于引孔时风机吹出的泥浆和石渣将孔口遮蔽掉，另外在引孔时由于要经过多层溶洞及斜岩面，也会有偏孔的情况，主要是要解决如何能保证栽桩时能对准已经引好的孔位。在试栽桩时，前3根都很正常，第4及第5根就出现了没对准孔位在第一层溶洞顶将桩压断的情况，现决定采用用400直径的钢管制作一根引孔器，在栽桩前先用引孔器找准已钻好的孔再栽PHC桩的方法，以保证栽桩的成功率。目前已经全部栽桩成功。 4.基础类型新颖，地质结构复杂，桩基施工是一个不断摸索前进的过程，在尝试的过程中先后增加了多种施工工艺和工序，如补桩、复压、先引孔后压桩，调整边坡范围增加止水帷幕等。施工涉及接桩、截桩、二次截桩乃至多次截桩、补桩、拔桩、送桩、复压、先引孔后压桩、挖到岩石面做桩墩、加厚底板、清理桩间土等多种工序，耗用工期长，工期压力巨大。
四、桩基工程检测结果
目前桩基小应变动测已经完成和静载检测除9#楼外也已经全部完成。 小应变动测共检测1200根，检测结果本工程桩基一类桩占桩基总数的30%，二类桩占桩基总数的50%，三类桩占桩基总数的15%，四类桩占桩基总数的5%左右。 本工程桩基静载根据规范要求，选取四类桩进行检测，共选取120根左右进行检测，除5#楼一根，10#楼两根桩外全部合格，土方开挖后发现不合格桩的有效桩长均为一米左右，甲方、监理、设计院一致同意将不合格桩拔除，将基础加深。
本工程检测结果，达到设计要求，符合设计理念。
深圳市鹏城建筑集团 盛龙花园二期项目部
2008.04.08
桩基大溶洞处理施工总结
2008-6-5 17:57 【大 中 小】【打印】【我要纠错】
一、桩基概况
广清高速连接线主线高架桥97#-A桩桩基设计直径200cm，设计桩长43.7m，嵌岩桩基础，混凝土标号为C25.
二、地质情况
根据地质勘察报告资料，该桩地层由上而下为素填土、耕植土、淤泥、粘土、全风化粉砂质页岩、全风化炭质页岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩。该桩有四层溶洞呈串珠型分布，上面三个溶洞较小，分别为0.8m、1.2m和1.2m，最下一层溶洞高度为9.1m，四层溶洞总高度为12.3m，溶洞内均为软塑状粘土全充填。
三、施工方案的确定
针对该桩溶洞较大且呈串珠型分布，施工技术难度较大，该工程又为市重点工程，我公司从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把该桩做列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据该桩溶洞情况，溶洞内全为流塑状粘土全充填，溶洞位置较深，最后确定先采用冲击钻成孔，投放抛填物的方法处理溶洞，后考虑采用下放钢护筒的方案。
四、施工前的准备
1、人员组织
项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。
2、材料准备
片石100m，粘土20m，水泥10T，编织袋200条，钢护筒30m.
3、机械配备
装载机40型一台，16T吊车一台，小斗车10辆。
五、施工过程控制
该桩护筒顶标高为11.005m，设计孔底标高-35.5m，应钻深度46.505m.采用冲击钻成孔，钻头直径2.10m（加大钻头直径，使成孔直径不小于2.1m，为下放钢护筒做准备，钢护筒直径2.09m），钻头质量4000Kg，后换为7000Kg原装钻头。本桩1月1日开钻，1月16日穿过最后一层溶洞，钻孔深度40.1m.
上部松软地层厚度9.29m，钻进速度较快。泥浆颜色灰黑色，且有臭味。上面两个溶洞较小，分别为0.8m和1.2m，中间间隔只有10cm，两溶洞已基本联为一体。钻头钻至最上一层溶洞溶顶以上0.6m时，向孔内抛投片石高度0.5m，以平衡钻头，防止穿破溶洞时出现孔斜。冲程控制在0.8m，平稳冲砸。经仔细观察钻头穿破溶洞后钢丝绳无摆动，孔位无偏斜。钻进溶洞后，无漏浆，钻头进尺稍微加大。为保证固壁良好，向孔内投放片石1.5m，以0.6m的小冲程钻进，钻进1m后，再次投放片石1.5m，其中夹杂投入粘土，钻进时进尺较小，遂加大冲程至1m，钻进过程中无异常现象发生。溶洞内钻进时，泥浆比重为1.6.
第二层溶洞与第三层溶洞之间为5.4m的微风化含炭质灰岩，岩质较硬，进尺慢，钻头损坏严重。我部及时进行调整改装钻头（质量4000Kg）换为7000Kg的原装钻头。第三层溶洞穿破后，未见漏浆现象，由于该层溶洞较小高度只有1.2m，钻头穿破溶顶后随即向孔内投放片石1.5m，并用0.6m左右的小冲程反复冲砸以固壁。钻进过程中无异常。
第四层溶洞最大，溶洞高度为9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之间。钻头进入溶洞后进尺加大。泥浆有轻微漏浆现象，随即提出钻头，向孔内投入片石及粘土，厚度1.5m，然后以0.6m的冲程冲砸。进尺1m后泥浆由灰黑色渐变为黄褐色。根据地质勘察报告溶洞内全为黄褐色粘土充填，实际地层与设计相符。由于该层溶洞大，抛投的片石大部分取用大直径片石，尺寸25～40cm.溶洞内没有发现大量漏浆现象，粘土未装袋抛投，只是夹杂于片石内投入。该溶洞处理时，均采用每钻进1m投放片石及粘土1.5m重复钻进的方法。溶洞内泥
33浆比重始终控制在1.6以上。施工过程中由于钻头质量较大，钻机主机出现一点故障，中间间隔了一段时间。9.1m溶洞处理历时5天。
四层溶洞处理时，泥浆比重均在1.6以上，泥浆未加水稀释，只保持循环，浓度较大。
六、处理效果
该桩从开钻到穿过最后一层溶洞，历时16天，钻孔深度40.1m.其中溶洞处理共耗时7天，溶洞总高度12.3m.溶洞处理抛投片石共计75m，粘土18m.我部采用抛填片石及粘土的方法，成孔质量良好。钻进过程中无塌孔、吸钻、埋钻及卡钻现象。钻头上下自如，无孔斜、缩孔现象。
七、混凝土灌注
混凝土采用垂直导管法进行灌注，采用商品混凝土并派实验人员前往混凝土厂家进行质量控制，根据灌注情况随时调节混凝土性能，较好的满足了施工需要。现场由专业工程师控制灌注进度并根据地质情况控制埋管深度，保证成桩质量。当灌注到溶洞位置时保持较大的埋管深度，防止混凝土由于挤破护壁后突然下沉，造成断桩。施工过程中保持埋管深度不小于5m，没发现混凝土面下降现象。但当灌注到溶洞位置时，混凝土面上升缓慢，尤其是孔深35m～33m位置时，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪费严重。但翻浆正常，下料顺利。灌注完毕后，混凝土方量比设计多出60m.
八、体会和心得
1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。
2、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石和粘土的固结利于固壁。
3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，可采用大块片石。
4、溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.6.
5、如孔内泥浆不是大量流失，粘土可不装袋投入。
6、因溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥浆浓度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。
7、当处理住漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。
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