冲孔灌注桩技术处理措施及情况说明

冲孔桩施工中问题剖析及复打深度计算

根据郴州核工业地质勘察对提供的《郴州市国际会展中心地质》报告以及湖南建工集团总公司桩基施工成孔过程中记录以及取样结果显示：郴州市国际会展中心建筑区域地质层呈波浪起伏状向四周倾斜，地质剖面图如下：

由图可见各区段内地质层高之间相对高差很大。如，116#桩较周边桩位115、117、94、140、143.强中分化层及微风化层最大高差达到17.49及31.88米。每9米一个钻点由此可得地质坡度为194％、354％。157#桩与周边桩位地质层高差与坡度相对116更大，此类情况普遍存在。由于地质层得不均匀高差分布致使一个桩孔剖切面内地质成分强度不一，如，粘土层强度为190kp、强中分化强度为300kp、微风化为7500kp（根据桩基撞进成孔过程记录强中分化强度远不止300kpa）。桩基施工时因地质成分强度相差过大，必定会造成桩底部进尺不统一，从而会导致偏孔的发生。造成偏孔后若低垂密击无法将其修正则必须回填片石将桩底击平直至正常进尺。在成孔桩成孔过程中，桩底截面内地质强度差、地质坡度直接决定施工的进尺的顺畅以及成孔的质量。且回填物的多少也与其紧紧相关。郴州市国际会展中心桩基区域内，类似情况几乎均布，由此可见回填量和对施工的影响极大。

2、地质成分

根据地质钻探情况以及施工过程中取样及发生情况可见，郴州市国际会展中心桩基区域内，强中风化层中均裂隙发育明显，桩施工过程中均有不同程度的漏浆现象，其次强中分化层中，夹层、溶洞、遍布，主要表现区域为

181区域1-10轴交A-C轴、175区域8-13轴交E-H轴、及其他区域等，溶洞及夹层的出现会导致钻进过程中漏浆、掉卡锤等事故的发生，当漏浆严重时若不及时进行封堵、填充就会出现塌孔、垮壁等不必要经济损失的出现。同时溶洞底很多时候会呈半边溶洞、不规则斜坡或孤石状、会导致偏孔、卡锤的发生必须回填片石将桩底、壁修正。裂隙层、溶洞、垮壁是导致砼浇灌时超灌现象发生的根本原因。以上复杂的地质情况往往是冲孔灌注桩施工之中的重点难点问题，回填片石及粘土反复复打的技术处理措施是针对其处理最直接有效，最经济的方法。

软土层

会展中心桩基施工区域内软土层主要分布在1-13轴交1/G-H轴区域，及其他小范围区域。分布深度为6-11米位置，软土层中局部为淤泥土，如土层的存在对冲孔灌注桩施工是致命要害，若软土层缩孔后会造成卡锤吸锤钢筋笼无法下放，等重大问题出现。如土层一般回填片石，复打将片石挤入软土层中，从而使片石与软土层结合形成骨架，提高软土稳定性而避免缩孔造成的经济损失。

裂隙层

会展中心桩基施工区域中强中风化层中裂隙层均布，施工当中钻至裂隙层位置时往往会出现不同程度的漏浆现象，往往在成孔后当泥浆调浆过程中泥浆比重下降后有可能会出现严重漏浆致使成孔后孔体塌孔、垮壁等问题的出现、再者在砼浇灌时砼，砼浇灌过程中由于砼对孔壁压力很大，会造成砼源裂缝渗漏，造成没必要的砼消耗。当钻至裂隙层时一般采用回填片石及块状粘土反复冲击将粘土碎石混合物挤至裂缝当中，将裂缝填充满。以防不必要的后果出现。

由以上诸类问题可见在冲孔灌注桩施工过程中，为保重成孔质量及不必要的损失回填处理是必不可少的。

以下对之上提出的各种回填原因跟据施工当中总结出来的经验换算回填物复打深度：

一、斜坡岩、溶洞底倾斜

斜坡岩出现后需回填复打直至打平至斜坡底，偏孔现象消失。若回填一次打完偏孔未消失需继续回填，依次类推。

斜坡岩复打计算式为：（回填方量/ΠR）—斜坡高度（溶洞壁倾斜不减斜坡高度）

二、半边溶洞

半边溶洞出现后需回填片石将溶洞一侧填充，与岩层一层一同进尺直至钻至溶洞底。

半层溶洞复打计算式为：（回填量—无需锤击自由下落至溶洞方量）/ΠR

三、其它全溶洞及夹层

（回填方量―无需锤击自由下落至溶洞中方量）/ΠR

四、软土层、溶洞壁壁倾斜

回填物复打深度计算式为：回填方量/ΠR

补充：溶洞复打计算还可以根据此计算式确定，2、（回填前累计进尺深度—回填后第一次高冲程锤下落后深度）/ΠR

注：第一次高冲程锤下落之后回填物体均已压实。

具体施工实力见附录

附一、软土溶洞典型桩位施工记录

大型溶洞典型桩位施工记录

116#桩施工记录

116#桩于4.09日桩机就位，挖泥浆池，复核桩心及护筒位置均无误后开锤钻进。当天累计进尺深度为7.2米。

4.10-4.14日累计深度14米，钻进至淤泥层时出现提锤困难，锤环上满巴泥巴据以往经验及相关情况分析肯能出现了缩孔现象，此时位置在淤泥层面以下两米位置，若不加处理往下钻进时很有可能会出现埋锤、塌孔等现象。根据以往经验和软弱土的力学性能回填片石挤入软土之中使其结合形成一定的稳定性可保证软土层得稳定性。第一次回填片石12方，钻进16米时回填片石18方，钻进至17米时回填片石20方，尔后回填粘土20方，钻进至18米时回填片石25方，钻进之22米时回填片石20方，之后回填粘土20方。将回填物重新复打至22米时回填片石22方，该过程完成继续往下钻后粘卡锤，缩孔现象均消失，该处理方法较理想。

4.15-4.19日累计进尺深度为30.1米，出现溶洞导致严重漏浆现象，片石及粘土已经准备，第一阶段回填片石60方，片石回填面仅上升4米，由此推测片石漏入了溶洞之中。在片石之上回填粘土47方漏浆现象暂缓。进尺3米后重新出现漏浆，接着边漏浆边回填边复打。此过程共计回填粘土32方，片石37方。该过程中陆续漏浆持续回填直到能正常进尺和泥浆面保持不变。

累计深度为35.6米时泥浆面瞬间下降，至孔底，局部出现塌孔现象，回填片石90方，填充物面仅至31米，回填粘土40方。钻进至35.6米时泥浆面再次下降28米，回填粘土36方，片石40。

4.20-4.21累计深度3

5.6米，钻进至孔底时32米处出现卡锤，孔底出现偏孔，并且因卡锤频繁造成掉锤两次，对于此现象回填片石将孔壁孔底加以修正，该过程回填片石4次直至以上现象消失共计片石量46方回填粘土25方将粘土与片石结合使其溶洞侧壁片石有一定稳定性以防止片石下落将锤卡死。

4.22-4.24累计深度41.5米，在钻进过程中瞬间进尺4米泥浆瞬间下降至41.5米位置，自第一次回填之边钻进边回填直至泥浆面稳定，该过程共计回填片石63方，粘土44方。

4.25-4.26累计深度4

5.33米，钻进过程中溶洞底面不平造成偏孔、溶洞壁有异物卡锤造成掉锤两次，使施工无法进行施工，回填片石5次共计36方，将其桩底修正直至能正常进尺。

4.26晚，安放钢筋笼。

该桩在成孔过程中，穿越粘土层、淤泥层、溶洞、等地质层。淤泥层深度大、溶洞体积大且呈串连状。以上地质都是冲孔桩施工中的难点问题。该桩成孔过程经历18个工作日，漏浆过程陆续经持续了8天，其中掉锤4次卡锤时有发生，漏浆最大深度达到41米，塌孔及零碎塌孔贯穿整个漏浆过程。在成孔过程中，出现状况时及时科学适量的回填，对整个桩成孔取得了较理想的效果。

成孔过程中共计回填片石489方、粘土264方。泥浆外运量达到840方。

157#桩施工记录

4.26日157#桩桩机就位，复核桩心位置及护筒位置均无误，开锤钻进当天累计进尺6.3米。情况正常。

4.27日当天累计进尺14.2米，情况正常。

4.28日当天累计进尺18.3米，情况正常。预计明日将钻至入第一层溶洞位置需准备材料回填，以免事故的发生。

4.29-

5.4日当天累计进尺27米，钻进至20米时出现溶洞，泥浆面下降至孔底，回填片石将溶洞填充，回填片石98方后，片石回填面仅至14米位置，接着回填6米（9方）粘土将孔底隔绝以防漏浆，之后边钻边造浆边回填一直至溶洞面稳定。该过程连续持续5天。每当钻进至22米时就出现漏浆。反复回填持续复打最终泥浆面处于稳定，该过程（自第一次回填之后）共计回填片石257方，粘土394方。

5.4日当天累计进尺32.3米，出现溶洞，泥浆下降18米。回填三次共计回填片石26方，粘土35方，两根水管加水造浆，

5.5-5.8日累计进尺36米，在29米-30米处有卡锤现象，在13:40掉锤一次。为处理卡锤现象回填片石复打将孔壁修正，回填4次共计56方。

5.09日当天累计进尺45米，在38.5米位置出现溶洞，泥浆下降19米，回填片石及粘土进行处理，回填5次，共计片石67方，粘土59方。之后泥浆面处于稳定。

5.10日当天累计进尺54米，泥浆下降至桩底，局部出现塌孔、溶洞壁为倾斜状，回填片石146方，粘土98方，回填面仅至42米。然后加水造浆复打，时刻观测泥浆面位置，一旦泥浆面出现下降，第一时间回填粘土及片石。该过程持续4天，泥浆面及溶洞侧壁均所导致的结果均已消失，该过程共计回填片石279方，粘土290方。

5.14日当天累计进尺58米，钻至56米时出现溶洞，泥浆面下降16米。回填片石46方，复打至58米时出现严重偏孔现象，由此可知溶洞为半边溶洞半边岩，所造成的偏孔，偏孔过程持续5.8米，该过程持续三天，共计回填片石110方。

5.19日累计进尺深度为63.4米。情况正常。调浆、安放刚劲笼。

该桩在成孔过程中遇裂隙层，串连溶洞、半边溶洞等复杂地质情况。溶洞高度最大值为23米。深大溶洞如不及时处理很可能造成孔附近土面坍塌，造成人员伤亡。该桩在成孔过程中持续24天，共计回天片石987方。粘土876方。