長螺旋鉆孔壓灌樁后插鋼筋籠在施工中的問題

尹志宏

0 引言

長螺旋鉆孔壓灌混凝土成樁后插鋼筋籠是近幾年發展起來的一種新工藝，其施工過程是由長螺旋鉆機成孔，管內泵壓混凝土成樁，然后利用振動器將鋼筋籠沉入樁身混凝土中。該施工方法因具有無泥漿污染、施工速度快、施工效率高、成本較低等優點[1]而得到廣泛應用。但其施工質量取決于水文地質情況、施工工藝過程和施工設備，因此在實際應用中出現了一些問題。下面結合筆者參與的一個工程實例對其中的幾個問題進行探討。

1 工程概況

擬建的煤炭工業太原設計研究院拆遷改造工程辦公樓項目位于太原市青年路 18號。擬建建筑物由 1棟建筑物構成，樓高10層，±0.00標高為 788.1m。場地內涉及的土層從上至下主要有素填土層、粉土層、粉細砂層、粉土層、粉砂層、粉土層。場地內地下水主要有兩層，上層潛水和下層微承壓水。水位埋深 3.90 m～4.50m，標高783.67m～784.28m;靜止水位埋深3.70m～4.30m，標高783.87m～784.68m。根據設計要求，基坑支護采用灌注樁，具體技術參數見表 1。

表1 支護灌注樁設計技術參數表

由于本工程施工工期緊，工序多，且施工場地工作面小，交叉作業多，不適于大型機械進場施工。所有支護灌注樁均在-2.3m坑內施工，基坑內地基軟弱，混凝土罐車無法下到坑內澆灌，不能滿足施工需要，因此考慮施工單位建議，采用前期施工CFG工程樁的長螺旋鉆機成孔，在坑邊泵送混凝土成樁，后插鋼筋籠的工藝做支護灌注樁。

其施工流程為:挖土至設計樁頂標高處→測量放線定樁位、輸送泵就位、調試→鉆機就位→質檢定孔位開孔→鉆孔至設計深度→管內壓灌混凝土至孔口→吊運鋼筋籠→振動鋼筋籠至設計深度→提出振動芯管→驗收成樁→清理上部混凝土浮漿→樁養護→清土截樁頭。

2 施工中出現的問題及原因分析

1)支護樁成樁位置不準確。因為本工程多為粉土層或粉砂層，基層較軟，且前期已經施工400mm樁徑的CFG工程樁，最外排CFG工程樁中心距離基礎軸線1 000mm，基礎挑檐(即從軸線出來)1 200mm，基礎因為場地狹小無支護灌注樁施工空間，導致基坑西側基礎挑檐縮回 500mm，這樣支護灌注樁設計距離基礎邊緣只有100mm，因此在某些位置，灌注樁施工時可能會碰到已經施工的CFG工程樁。且本工程是舊樓拆遷改造，可能地下存在舊建筑物基礎，灌注樁鉆孔施工時碰到障礙物，也會導致樁位偏移。如障礙物堅硬無法成孔，就需要提出鉆頭稍微移位才能成樁，導致支護樁成樁位置不準確。

2)濕陷性土導致縮徑。在基礎底標高-5.20位置有一層粉土，因地下水豐富而呈飽和狀態，這層土屬于濕陷性土，很容易變形。在支護樁泵壓混凝土成樁時如壓力不夠就不能抵抗這層濕陷性土的侵蝕而導致樁徑縮小，降低支護樁承載力和側向剛度。因此我們采用加大泵壓，超灌混凝土到地面的方法保證了成樁質量。

3)容易竄孔。在場地狹小，樁位密集的情況下長螺旋鉆孔施工很容易竄孔。本工程支護灌注樁設計樁徑為 600mm，樁間距1 200mm，樁長10.45m，需穿過松散的填土、飽和的粉土層和粉細砂層。成樁時土層受到擾動，強度降低，很容易與先期剛成的樁發生竄孔現象，因此我們采用跳打方式，分兩次成孔，避免了竄孔。

4)鋼筋籠下插困難，且垂直度不容易控制準確。地層中有粉土層和粉細砂層，導致鋼筋籠在-6.0m位置下插困難，加上成樁時間過長，混凝土初凝后表現更為明顯。施工中我們采用加大振動錘振動力量來保證將鋼筋籠下插到位。由于我們采用吊車大鉤起吊振動錘和芯管、小鉤起吊鋼筋籠，鋼筋籠的垂直度很難控制，尤其是在開始下插過程中。等到振動錘帶動芯管下振鋼筋籠時情況會好一些，鋼筋籠只有小幅度的左右擺動。下插鋼筋籠有時可能偏斜，我們就暫停一會，調整吊車大臂或轉動吊臂方向，待扶正鋼筋籠后再下插。施工后檢查，有15%的樁鋼筋籠發生位置偏斜，其中有 4%的樁偏斜尺寸較大。

5)樁體密實性難以保證。由于長螺旋鉆孔壓灌樁在澆灌過程中靠壓力泵送混凝土而不振搗，所以混凝土很難達到像其他灌注樁那樣的密實程度。因為混凝土本身是由各種級配的材料組合在一起的，如果不振搗，混凝土中就會存在很多孔隙和氣泡，從而影響其強度，只有充分振搗才能使其形成致密的結構，達到預定的強度。長螺旋鉆孔壓灌樁澆筑完畢后，會發現樁孔中的混凝土冒水和氣泡，同時樁頂有一定程度的下沉，這就是由于缺乏振搗，在自重的作用下，混凝土只形成了一定程度的密實后發生的現象。但是這種情況一般只能是樁身上部達到了一定程度的密實度，在一定深度以下雖然有壓力，但是氣泡和水卻不能排出，不能形成密實結構，小氣泡反而會聚集在一起形成大氣泡[2]，形成空洞和孔隙，從而影響樁體的密實性。但對于樁長不超過 20 m的混凝土灌注樁這種影響并不大。

3 思考

雖然出現了以上問題，但是本工程為支護灌注樁，在樁位偏差和樁身質量要求方面不是很嚴格，對于長螺旋鉆孔泵壓混凝土成樁后插鋼筋籠的施工工藝還是有它的適用性的。且施工中因為場地狹窄，采用傳統的灌注樁施工工藝，鉆孔設備較大難以順利移位，且吊車、混凝土罐車等灌注設備均難以在軟弱地基的基坑內行走，增加了施工難度。且因為沒有鋼筋籠加工場地，只能在基坑內加工，更加對鉆孔灌注設備的施工空間提出了一定的難度。采用長螺旋鉆孔泵壓混凝土成樁后插鋼筋籠的施工工藝，混凝土托泵在基坑外，混凝土罐車也在場外即可進行灌注，場內只有成孔和插鋼筋籠的設備，大大節約了施工空間，方便了成孔灌注。長螺旋鉆機成孔灌注和插鋼筋籠可以同時進行，更加節約了成樁時間，縮短了工期。本工程共計施工支護灌注樁 98根，從10月 17日開工到10月 28日完成，歷時 12 d，扣除停電、混凝土供應不足等非施工因素耽誤的時間，純施工工期為 7 d，最高記錄一天完成了 18根灌注樁，充分證明了這種工藝施工速度快，效率高的優點。長螺旋鉆孔泵壓混凝土成樁的成本比旋挖鉆機等大型樁基設備的鉆孔灌注成本也要低很多，更加證明了它在灌注樁施工方面的優越性。

[1] 金世玉.長螺旋鉆孔泵壓混凝土后插鋼筋灌注樁在山東威海地區的應用[J].施工技術與應用，2007(12):80-82.

[2] 范立登.長螺旋鉆孔壓灌樁在長三角地區應用中出現的問題[J].建筑結構與設計，2005(9):51-53.

[3] 吳彥明.長螺旋鉆孔管內泵壓CFG樁施工及質量控制[J].山西建筑，2010，36(6):101-102.