沖孔灌注樁施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用

□文/王忠河

沖孔灌注樁施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用

□文/王忠河

文章以實(shí)際工程為例，介紹了沖孔灌注樁施工技術(shù)的施工要點(diǎn)及突發(fā)異常情況的處理方法。

沖孔灌注樁；混凝土；施工技術(shù)

工程概況

海闊天空男爵公館位于海南省瓊海市博鰲鎮(zhèn)北側(cè)，建筑占地面積48000m2。主體建筑為5棟小高層，設(shè)1層地下室。中風(fēng)化花崗巖作為樁端持力層。場(chǎng)地內(nèi)分布的地層有新近人工填土層、第四系全新統(tǒng)海相沉積土、中生代燕山期花崗巖及其風(fēng)化殘積土、海陸交互相沉積層及第四系殘積層，共6個(gè)工程地質(zhì)層，下伏基巖為中風(fēng)化花崗巖。基礎(chǔ)質(zhì)地較硬并伴有砂質(zhì)層，按以往施工方法進(jìn)行較難成孔，因此項(xiàng)目基礎(chǔ)決定采用沖孔灌注樁，樁徑φ800mm，共483根。

施工要點(diǎn)

護(hù)筒埋設(shè)

（1）護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、護(hù)筒中心與樁位中心的偏差≯50mm。

（2）護(hù)筒可用6mm厚鋼板制作，沖孔時(shí)內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm，上部宜開設(shè)1～2個(gè)溢漿孔。

（3）護(hù)筒的埋設(shè)深度。在粘性土中不宜＜1.0m；在砂土中不宜＜3m。護(hù)筒下端外側(cè)應(yīng)采用粘土填實(shí)；其高度應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求。

（4）受水位漲落影響，護(hù)筒應(yīng)加高加深，必要時(shí)應(yīng)打入不透水層。

泥漿護(hù)壁

（1）泥漿池選擇在樁孔附近地勢(shì)較低處，上面墊塑料布并在四周用土筑堤以防止泥漿滲漏污染，泥漿沉淀滿足施工要求后方可循環(huán)利用。

（2）泥漿制備應(yīng)選用高塑性粘土或高嶺土，泥漿應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層情況進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。一般回填的棕色亞粘土可自行造漿，泥漿密度控制在1.2～1.4kg/m3為宜，中砂層或者是碎石土層沖進(jìn)時(shí)泥漿密度應(yīng)適當(dāng)增大，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)應(yīng)控制在1.3～1.5 kg/m3為宜，以增強(qiáng)護(hù)壁的穩(wěn)定性；在風(fēng)化巖層中沖進(jìn)時(shí)，泥漿密度以滿足浮碴為宜，還要保證上部中砂層的孔壁穩(wěn)定。接近終孔灌注泥漿不能太稠，應(yīng)適當(dāng)降低泥漿密度，保證灌注質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

（3）礫質(zhì)粘性土層中沖進(jìn)時(shí)，因其含粗粒、粒礫較多，所以自行造漿質(zhì)量不高，應(yīng)另進(jìn)行造漿護(hù)壁。粘土要求選用造漿率高的高塑粘土，用沖錘自行造漿。

（4）施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0 m以上，在受水位漲落影響時(shí)，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上。因該地區(qū)砂層較厚施工過(guò)程中失水較多，要及時(shí)補(bǔ)充泥漿，控制液面保持液柱壓力。如使用3PN泥漿泵正循環(huán)泥漿排碴護(hù)壁，可通過(guò)護(hù)筒排水口的高低來(lái)控制泥漿液面的高度。

沖擊成孔

（1）成孔設(shè)備就位后，必須平整、穩(wěn)固，確保在成孔過(guò)程中不發(fā)生傾斜和偏移。應(yīng)在成孔鉆具上設(shè)置控制深度的標(biāo)尺并應(yīng)在施工中進(jìn)行觀測(cè)記錄。

（2）開孔時(shí)應(yīng)低錘密擊，當(dāng)表土為細(xì)砂或軟弱土層時(shí)，可加粘土塊夾小片石反復(fù)沖擊造壁，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)保持穩(wěn)定。

（3）在各種不同的土層、巖層中成孔時(shí)，可按照表1的操作要點(diǎn)進(jìn)行。

表1 沖擊成孔操作要點(diǎn)

（4）進(jìn)入基巖后應(yīng)采用大沖程、低頻率沖擊，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成孔偏移時(shí)，應(yīng)回填片石至偏孔上方300～500mm處，然后重新沖孔。

（5）應(yīng)采取有效的技術(shù)措施防止擾動(dòng)孔壁、塌孔、擴(kuò)孔、卡鉆和掉鉆及泥漿流失等事故。

（6）每鉆進(jìn)4～5m驗(yàn)孔一次，在更換鉆頭前或容易縮孔處均應(yīng)驗(yàn)孔。

（7）進(jìn)入基巖后，樁端持力層每鉆100～300mm時(shí)，應(yīng)清孔取樣一次并記錄。

（8）排渣可采用泥漿循環(huán)或抽渣筒等方法，當(dāng)采取抽渣筒排渣時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給泥漿。

（9）沖孔中遇到梅花孔、塌孔及護(hù)筒周圍冒漿、失穩(wěn)等情況時(shí)，應(yīng)停止施工，采取有效治理措施后方可繼續(xù)施工。

清孔和終孔檢查

（1）當(dāng)成孔達(dá)到要求深度后，對(duì)孔深、孔徑、孔位、沉渣及孔形進(jìn)行檢查。

（2）終孔傾斜度檢查。采用外徑等于鋼筋籠直徑加10cm，長(zhǎng)度≮4D～6D（D為鋼筋籠直徑）的鋼筋檢孔器吊入孔內(nèi)檢測(cè)。

（3）終孔檢查后應(yīng)迅速清孔，不可停歇過(guò)久導(dǎo)致沉渣過(guò)多。成孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度≯50mm。

（4）用鉛錘和帶刻度標(biāo)記的測(cè)繩測(cè)量沉渣并將測(cè)量值填入終孔檢查記錄，辦理相關(guān)簽證手續(xù)。

（5）不易塌孔的樁孔可采用空氣吸泥清孔；穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣。

（6）清孔采用3PN泥漿泵正循洗孔。在清孔過(guò)程中應(yīng)不斷置換泥漿，直至滿足水下混凝土灌注的要求。灌注混凝土前，孔底500mm以內(nèi)的泥漿相對(duì)密度應(yīng)＜1.25；粘度≯22Pa·s。

（7）在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定的措施，及時(shí)做好泥漿補(bǔ)給，盡可能成孔后及時(shí)請(qǐng)有關(guān)責(zé)任單位驗(yàn)收并及時(shí)組織灌注，辟免失水過(guò)多、泥皮過(guò)厚脫落造成塌孔。

鋼筋籠制作及安裝

（1）鋼筋籠制作。分段制作的鋼筋籠接頭采用焊接式；加勁箍宜設(shè)在主筋外側(cè)，因施工工藝有特殊要求時(shí)也可置于內(nèi)側(cè)；導(dǎo)管接頭處外徑應(yīng)比鋼筋籠的內(nèi)徑小100mm以上。

（2）鋼筋籠安裝。搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形；安放應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁和自由落下，中心偏差不得＞5cm，就位后應(yīng)立即固定。

灌注水下混凝土

鋼筋籠吊裝完畢后，應(yīng)安置導(dǎo)管二次清孔并進(jìn)行孔位、孔徑、垂直度、孔深、沉渣厚度等檢驗(yàn)，合格后應(yīng)立即灌注混凝土；應(yīng)盡快灌注樁芯混凝土，采商品水下混凝土；水下灌注混凝土必須具備良好的和易性。配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定：坍落度宜為180～220mm；水泥用量不應(yīng)少于360kg/m3，含砂率宜為40%～50%并選用中粗砂；粗骨料的最大粒徑應(yīng)＜40mm且不得大于鋼筋間最小凈距的1/3并摻適量外加劑。灌注水下混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)滿足下列要求。

（1）開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為 300～500mm。

（2）應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量，導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下≮0.8m。

（3）導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為2～6m。嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面并控制提拔導(dǎo)管速度，應(yīng)有專人測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土灌注面的高差，填寫水下混凝土灌注記錄。

（4）灌注水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的灌注時(shí)間應(yīng)按初盤混凝土的初凝時(shí)間控制，對(duì)灌注過(guò)程中的故障應(yīng)記錄備案。

（5）應(yīng)控制最后一次灌注量，超灌高度宜為0.8～1.0m，鑿除泛漿后必須保證暴露的樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級(jí)。

異常情況處理

（1）遇有坍孔應(yīng)認(rèn)真分析原因并查明位置，然后進(jìn)行處理。坍孔不嚴(yán)重時(shí)，可回填至坍孔位置以上并采取改善泥漿性能、加高水頭、埋深護(hù)筒等措施繼續(xù)沖進(jìn)。坍孔嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即將沖孔全部用粘土回填，暫停一段時(shí)間后，查明坍孔原因，采取相應(yīng)措施重沖。坍孔部位不深時(shí)，可采取深埋護(hù)筒法，將護(hù)筒周圍土夯填實(shí)，重新沖孔。

（2）遇有孔身偏斜、彎曲時(shí)，一般可在偏斜處吊住沖錘反復(fù)掃孔，使沖孔正直。偏斜嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)回填片石至偏斜處1m以上，然后重新沖進(jìn)。

（3）遇有擴(kuò)孔、縮孔時(shí)，應(yīng)采取防止坍孔和沖錘擺動(dòng)過(guò)大的措施。縮孔是沖錘磨損過(guò)甚、焊補(bǔ)不及時(shí)或因地層中有遇水膨脹軟土、粘土層泥巖造成的。對(duì)前者應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊沖錘，對(duì)后者應(yīng)用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁。對(duì)已發(fā)生的縮孔，宜在該處用沖錘上下反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑。

（4）沖孔漏漿時(shí)，如護(hù)筒內(nèi)水頭不能保持，宜采取將護(hù)筒周圍回填土筑實(shí)、增加護(hù)筒埋置深度、適當(dāng)減小水頭高度或稠泥漿、倒入粘土慢速?zèng)_擊等措施；還可填入片石、碎卵石土，反復(fù)沖擊以增強(qiáng)護(hù)壁。

（5）由于泥漿太稠，沖錘旋轉(zhuǎn)阻力過(guò)大或沖程太小，易發(fā)生梅花孔或十字槽孔，可采用片石或卵石與粘土的混合物回填沖孔，重新沖擊鉆進(jìn)。

（6）糊鉆、埋鉆常出現(xiàn)于沖擊鉆進(jìn)中，遇此應(yīng)對(duì)泥漿稠度、鉆渣進(jìn)出口、排渣設(shè)備進(jìn)行檢查計(jì)算并控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)尺。若已嚴(yán)重糊鉆，應(yīng)減小沖程、降低泥漿稠度并在粘土層上面回填部分砂、礫石。遇到坍方或其他原因造成埋鉆時(shí)，應(yīng)使用空氣吸泥機(jī)吸出埋鉆的泥砂，提出沖錘。

（7）卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆孔，卡鉆后不宜強(qiáng)提，只宜輕提，輕提不動(dòng)時(shí)，可用小沖擊鉆錐沖擊或用沖、吸的方法將沖錘周圍的鉆渣松動(dòng)后再提出。

結(jié)語(yǔ)

海闊天空男爵公館項(xiàng)目使用沖孔灌注樁很好地解決了施工過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)，該施工工藝比較符合海南省瓊海市地質(zhì)基礎(chǔ)條件。

TU473

C

1008-3197（2010）05-20-03

2010-08-23

王忠河/男，1965年出生，高級(jí)工程師，天津住宅集團(tuán)建設(shè)工程總承包有限公司副總經(jīng)理，從事施工管理工作。