樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強的土（巖）層上，或將軟弱土層擠密實以提高地基土的承載能力和密實度。今天的內容除了樁基之外，還附帶為大家講解一下溶洞的處理方法。
一、樁的分類
1）樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種。
①端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，結構荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制嵌巖深度為主，對沉渣厚度的要求嚴格。
——橋梁工程中的端承樁多數(shù)要求嵌巖。
②摩擦樁完全設置在軟弱土層中，依靠樁端阻力和樁身側面與地基土之間的摩擦阻力共同承受荷載，施工時以控制樁端設計標高（長度）為主。
——對于樁端為硬土層者，又有摩擦端承樁，端承摩擦樁。
——橋梁工程中的摩擦樁，通常不計擠密作用。
2）樁按施工方法分為預制樁和灌注樁
①預制樁根據(jù)沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等；
灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆（沖）孔灌注樁、挖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。
二、混疑土灌注樁施工
1.灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。
2.與預制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點。
3.灌注樁按成孔方法分為干作業(yè)鉆孔灌注樁、泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁等。
2.1 干作業(yè)鉆孔灌注樁
1、干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，鉆孔深度相應為12m、10m、8m。適用于成孔深度內沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質土。
2、鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。
3、鉆孔至規(guī)定要求深度后，進行孔底清土。清孔的目的是將孔內的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機在原深處空轉清土，然后停止旋轉，提鉆卸土。
4、鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數(shù)、間距及主筋保護層均應符合設計規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。用導向鋼筋送入孔內，同時防止泥土雜物掉進孔內。鋼筋骨架就位后，應立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應分層澆筑、分層搗實，每層厚度50～60cm。
2.2 泥漿護壁成孔灌注樁
1、泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)定孔壁的機械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。
2、成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機、沖抓錐等。
3、泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。
2.2.1 埋設護筒和制備泥漿
① 鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設護筒。護筒上部設1～2個溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內徑應大于鉆頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內水壓力，防止塌孔，成孔時引導鉆頭的方向。
護筒頂高出施工水位1.5m，并高出地面0.3m，
② 保證護筒內泥漿頂標高始終高于外部水位至少1m。
在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.1～1.4的泥漿。一般1.2～1.3；易坍地層可提高到1.4左右。
③ 泥漿的作用：
穩(wěn)定水壓：
使樁孔內孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內漏水，保持護筒內水壓穩(wěn)定；
護壁：
泥漿相對密度大，加大了孔內的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；
浮（攜）渣：
通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。
2.2.2 成孔
1）回旋（潛水）鉆機成孔
回旋鉆機是一種旋轉式鉆孔機，其防水電機變速機構和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內切削土粒、石渣排至孔外。
回旋鉆機成孔排渣有正循環(huán)排渣和反循環(huán)（泵舉）排渣兩種方式。
① 正循環(huán)排渣法
在鉆孔過程中，旋轉的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經(jīng)鉆機中心管、分叉管送入到鉆頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。
② 反循環(huán)排渣法
砂石泵隨主機一起潛入孔內，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。
2）沖擊鉆成孔
①沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔。
②沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭。
③沖孔前應埋設鋼護筒，并準備好護壁材料。
沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準護筒中心，在沖程0.4～0.8m范圍內應低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉3～4m以后，沖程可以提高到1.5～2.0m，轉入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。
施工中，應經(jīng)常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉向裝置是否靈活，以免掉鉆。
3）沖抓錐成孔
① 沖抓錐錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度，下落時松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚機提升錐頭，這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環(huán)成孔。
② 沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。
③ 適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅硬土層時宜換用沖擊鉆施工。
2.3 驗孔
1、驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。
2、泥漿護壁成孔清孔時，對于土質較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。
3、對于穩(wěn)定性較差的孔壁應采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應控制在1.15～1.25。含砂率<=4%(大直徑樁2%)
圖：鉆孔偏斜糾正
清孔作業(yè)：
1、鉆孔達到要求深度后，采用泥漿泵及時進行清孔，避免延時過長，泥漿鉆渣沉淀而造成清孔困難或坍孔。
2、鉆孔達設計深度終孔后，將輸漿管下到孔底50～80cm，換用比重1.05～1.25的新鮮泥漿進行清孔，直到鋼筋與導管下入孔內，重新測孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度滿足要求后，方可進行下道工序施工。
3、注意保持孔內水頭，防止坍孔；
4、清孔后，檢查孔口、孔中和孔底提取的泥漿比重的平均值，應符合質量標準要求。
5、采取一切措施縮短清孔后至灌注水下砼的時間。
6、不得用加深孔深來代替清孔。
2.4 澆筑水下混疑土
泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土。
水下混凝土宜比設計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定。
水下混凝土澆筑常用導管法。
澆筑時，先將導管內及漏斗灌滿混凝土，其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下1.0m以上，然后剪斷（或迅速拔出）懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。
圖：水下砼灌注過程示意圖
導管埋深應保持在2～6m之間
——過小易發(fā)生導管進水，過大易導致“埋管”。
圖：首盤砼用量-導管埋深靜計算圖
1、導管口到孔底的距離不宜太大或太小，一般20～40cm。太大不利于將沉渣帶起，底部砼質量難以保證；太小容易堵管。
2、為防止導管進水，首盤砼應使導管埋深不少于1m。
在澆注前，探測孔底泥漿沉淀厚度，如大于設計厚度，再次清孔，直到滿足要求為止。
砼由拌合站負責生產(chǎn)，用斗車運至現(xiàn)場，檢查和易性、坍落度等指標。如不符合要求，應進行二次拌合，二次拌合仍達不到要求，不得使用,然后重新按配合比進行稱量下料，直到滿足要求。
澆注首批砼時應注意：
a.導管下口至孔底的距離一般為20～40cm。
b.第一批砼儲備量應確保導管一次埋入混凝土面≥1.0m;
所需混數(shù)量按公式計算：
V≥∏D²/4· (H1+H2)+ (Πd²/4)h1
V—灌注首批砼所需數(shù)量（m³）；
D—樁孔直徑（m）；
H1—樁孔底至導管底端間距，一般為0.2～0.4m；
H2—導管初次埋置深度（m）；
d—導管內徑（m）；
h1—樁孔內砼達到埋置深度H2時，導管內砼柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即
h1 = rwHw/rc；
由專人測量導管埋深及管內外砼面的高差，填寫砼澆注記錄
封底砼灌入后，應仔細檢查封底情況，確認封底成功后，進行正常澆注。
澆注開始時，要連續(xù)有節(jié)奏地進行，盡可能縮短拆除導管的時間；
當導管內砼不滿時，徐徐地澆注，防止在導管內造成高壓氣囊，壓漏導管。
當井孔砼面接近鋼筋架時，使導管保持稍大的埋深，并放慢澆注速度；當井孔砼面進入鋼筋骨架一定深度后，適當提升導管，使鋼筋骨架在砼中有一定的埋深，穩(wěn)定鋼筋并注意控制鋼筋籠中心位置。
為確保樁頂質量，砼澆筑比樁頂設計標高高0.5（0.6）～1.0m。
在澆注將近結束時，導管內砼柱高度相對減少，導管內砼壓力降低，而導管外井孔的泥漿稠度增加、比重增大。若出現(xiàn)砼頂升困難，可在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使?jié)沧⒐ぷ黜樌M行。
圖：沉渣厚度、砼灌注高度確定
如發(fā)現(xiàn)導管漏水，且事故發(fā)生的位置能夠確定時，可用此法補救。對工藝、經(jīng)驗的要求較高。
導管水密承壓及接頭抗拉試驗：
導管水密承壓及接頭抗拉試驗,管內水壓不小于孔內水深1.3倍的壓力,也不應小于導管壁和焊縫所能承受灌注砼時最大內壓力的1.3P。
P按以下公式計算:
P=rchc-rwHw
p—導管可能承受的最大內壓力(Kpa)；
rc—砼拌和物的比重（取24KN/m³）；
hc—導管內砼樁最大高度（m），以導管全長或預計的最大高度計；
rw—井孔內水或泥漿的容重（KN/m³）；
Hw—井孔內水或泥漿的深度（m）。
2.5 灌注樁施工質量要求及完全技術
灌注樁施工質量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質量檢查。
施工前應對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設計中制定的施工順序、監(jiān)測手段也應進行檢查。
2.5.1 成孔質量檢查及要求
1、灌注樁成孔深度的控制要求：
泥漿護壁成孔、干作業(yè)成孔，應達到設計規(guī)定的深度。
2、灌注樁的沉渣厚度：
當以摩擦力為主時，不得大于150mm；當以端承力為主時不得大于50mm。
表：灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差
2.5.2 鋼筋籠制作及安放要求
鋼筋籠制作時，要求主筋沿環(huán)向均勻布置，箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應符合設計要求。主筋與箍筋之間宜采用焊接連接。加勁箍應設在主筋外側，主筋一般不設彎鉤，根據(jù)施工工藝要求，所設彎鉤不得向內圈伸露，以免妨礙施工。
鋼筋籠主筋的保護層允許偏差：水下灌注混凝土樁為±20mm；非水下灌注混凝土樁為±10mm。
鋼筋籠制作、運輸、安裝過程中，應采取措施防止變形，并應有保護層墊塊(或墊管、墊板)。吊放入孔時，應避免碰撞孔壁。灌注混凝土時，應采取措施固定鋼筋籠的位置。
2.5.3 混凝土攪拌與灌注
1、混凝土攪拌主要檢查材料質量與配比計量、混凝土坍落度；灌注混凝土應檢查防止混凝土離析的措施、澆筑厚度及振搗密實情況。
2、灌注樁各工序應連續(xù)施工。鋼筋籠放入泥漿后，4h內必須灌注混凝土。
3、灌注后，樁頂應高出設計標高0.50m。灌注樁的實際澆筑混凝土量不得小于計算體積。
4、澆筑混凝土時，同一配比的試塊，每班不得少于1組；泥漿護壁成孔的灌注樁，每根不得少于1組。
5、混凝土灌注樁的質量檢驗標準應符合規(guī)定。
表：混凝土灌注樁鋼筋籠質量檢驗標準
圖：混凝土灌注樁質量檢驗標準
2.5.4 施工驗收資料
樁基施工驗收應包括下列資料：
(1) 工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。
(2) 經(jīng)審定的施工組織設計、施工方案及執(zhí)行中的變更情況。
(3) 樁位測量放線圖，包括工程樁位線復核簽證單。
(4) 樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。
(5) 成樁質量檢查報告。
(6) 單樁承載力檢測報告。
(7) 基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。
2.5.5 樁基礎工程安全技術
(1) 樁基礎工程施工區(qū)域，應實行封閉式管理，進入現(xiàn)場的各類施工人員，必須接受安全教育，嚴格按操作規(guī)程施工，服從指揮，堅守崗位，集中精力操作。
(2) 按不同類型樁的施工特點，針對不安全因素，制定可靠的安全措施，嚴格實施。
(3) 對施工危險區(qū)域和機具(沖擊、錘擊樁機，人工挖掘成孔的周圍，樁架下)，要加強巡視檢查，對于有險情或異常情況時，應立即停止施工并及時報告，待有關人員查明原因，排除險情或加固處理后，方能繼續(xù)施工。
(4) 打樁過程中可能引起停機面土體擠壓隆起或沉陷，打樁機械及樁架應隨時調整，保持穩(wěn)定，防止意外事故發(fā)生。
(5) 加強機械設備的維護管理，機電設備應有防漏電裝置。
三、溶洞處理方案
巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工的關鍵是如何保證成孔過程中不漏漿，或雖漏漿但不發(fā)生坍孔，保證樁孔順利成孔、成樁并滿足承載力要求。施工中應對照設計提供的地質鉆孔柱狀圖來判識巖溶地層情況，做到心中有數(shù)，提前預防。因此根據(jù)溶蝕發(fā)育狀況、空洞大小、溶洞填充物情況，樁基施工采用常規(guī)的泥漿護壁方式，向孔內拋填片石，回填貧混凝土，壓力注漿以及采用鋼護筒跟進等不同的施工工藝。
3.1 片石回填
采取正常成孔方法施工，當鉆穿溶洞漏漿時，反復投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩(wěn)能力。
1、摻加比例 為有效利用片石，片石與粘土的比例為3：7，摻加比例為每米2包，摻加鋸末時，摻加比例為粘土的10%。
2、摻加方法 片石采用強度≥30Mpa的花崗巖或石灰?guī)r，石塊粒徑以15—50cm為宜。
摻加粘土時采用水泥袋包裝后投放效果更佳。水泥投放方法以整袋投放為佳。
摻加方法為：片石、粘土袋和水泥或鋸末（如果摻加）分層間隔摻加，回填高度為溶洞頂板以上1m處。
3、施工注意事項 密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內水位變化，防止不正常情況發(fā)生，發(fā)生漏漿現(xiàn)象，立即處理。
根據(jù)地質柱狀圖，在接近溶洞時勤觀察、勤檢查，憑手握沖擊主繩的手感，鉆頭沖擊巖層的響聲，抽取的巖樣來判斷是否接近巖溶地層。
接近巖溶時主繩松繩量應為1—2cm，防止擊穿巖殼時卡鉆。
鉆穿巖溶地層上殼時一旦漏漿，要及時投放粘土塊、片石并補水，以保持孔內水位高度。
3.2 貧混凝土回填
采取正常成孔方法施工，當鉆穿溶洞漏漿時或遇到傾斜巖面時填入低標號混凝土，間隔一定時間后采用沖擊鉆沖擊成孔。
1、混凝土標號及配合比 混凝土標號通常采用C20貧混凝土，為盡快提高混凝土強度，節(jié)約施工時間，應在混凝土中摻加一定的早強劑，提高貧混凝土的早期強度。
2、摻加方法 對于傾斜巖面，為校正孔位，回填貧混凝土應與傾斜巖面頂面平齊，對于溶洞處，回填頂面高于溶洞頂板50cm。
3、施工注意事項 回填48h后回填混凝土強度達到70%方可重新開鉆。
3.3 注漿加固
注漿方法處理鉆孔樁溶洞，是通過設計院提供的地質勘察資料，對鉆孔樁穿過的溶洞進行填充和加固的方法，該方法對于處理大溶洞是十分有效的措施。
1、注漿孔布設 根據(jù)設計院提供的設計資料，先找出最大的溶洞，如果溶洞為連通溶洞，只需要對其中最大的溶洞進行注漿加固，另外，鉆注漿孔也是對地質情況的進一步勘探，通過取芯探明溶洞的高度及填充物的詳細情況。
2、注漿壓力控制 用注漿泵注漿，注漿壓力不宜太大，控制在0.5—1.0MPa范圍，具體壓力值由現(xiàn)場試驗確定。注漿速度為15—20L/min，其目的是使?jié){液滲透到填充物內（包含灌入的砂或碎石），然后固結，滲透最小直徑定為3.0m，以保證沖鉆成孔時有足夠的固結體。注漿時注漿管必須插入填充物的底部，然后邊注漿邊緩慢上提，提管速度不宜太快，根據(jù)注漿速度確定，應使?jié)B透半徑控制在允許范圍內。漿液選用水泥漿，用32.5級水泥，水泥配合比為水：水泥=0.8：1.0。若需用水泥砂漿，則配合比采用水：水泥：砂=1：1：0.8，需要采用雙液漿時，水玻璃的用量根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。
3、注漿施工注意事項 為防止?jié){液流失太遠造成浪費，采用間歇注漿方式，使得先注入的漿液與砂子（或碎石）初步達到膠結后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。注完一個孔后，繼續(xù)對其余孔進行注漿，后注漿的壓力必須調高，最后封孔。注漿順序由現(xiàn)場自行掌握。
四、小結
1）樁基礎是一種常用的深基礎形式，當天然地基上的淺基礎沉降量過大或地基承載力不能滿足設計要求時，宜采用樁基礎。明確工程地質勘察是樁基礎設計與施工的重要依據(jù)。
2）灌注樁施工中包括有成孔、鋼筋籠制作安裝、清孔和灌注混凝土等施工過程，成樁工藝較復雜，濕作業(yè)成孔時成樁速度慢，其成樁質量與施工好壞密切相關，成樁質量難以直觀的進行檢查。在灌注樁施工方案中要對質量事故認真分析，并采取相應的預防措施。
