某工程長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的施工研究

沈天華

0 引言

長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁是采用專用長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)鉆至預(yù)定深度，通過(guò)鉆頭下瓣口向孔內(nèi)連續(xù)灌注流動(dòng)性較好的混凝土，至樁頂為止，然后插入鋼筋籠而形成的樁體，是一種新型的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。這種成樁技術(shù)有著成樁速度快、混凝土骨料分散性好、不受地下水位限制、單樁承載力高且造價(jià)低的特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)工程。

1 工程概況

某大型商業(yè)中心建筑面積約32萬(wàn)m2，由大底盤與上部5棟剪力墻結(jié)構(gòu)高層塔樓建筑組成。其中，大底盤層高4.2 m，總共3層;上部塔樓每層層高3 m，共20層，是一個(gè)集購(gòu)物、娛樂(lè)、居住為一體的商業(yè)中心。

2 場(chǎng)地地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘查資料，該段場(chǎng)地主要地層分布如下:①層人工填土:稍濕，土質(zhì)成分雜亂、極不均勻，下臥淤泥質(zhì)土。層厚0.30 m～12.40 m。②層耕土:黃褐～褐黃色，濕，具中壓縮性。層厚0.30 m～1.40 m。③層粉質(zhì)粘土:紅褐～褐紅色，局部地段夾褐灰色，稍濕，硬塑～堅(jiān)硬狀態(tài)，具中壓縮性。局部為粘土，為淺部坡殘積形成。含礫量約3%～8%，次棱角狀，分布不均，母巖成分為泥巖及泥質(zhì)粉砂巖，強(qiáng)～中等風(fēng)化。層厚0.50 m～13.20 m。④層中等風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖:棕紅及紫紅色，局部地段夾褐紅色，節(jié)理發(fā)育，采取率均達(dá)90%以上，RQD=85～95，夾薄層狀砂巖。為了消除土的濕陷性，提高地基承載力，地基處理設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁。樁徑800 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25。

3 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的工藝

長(zhǎng)螺旋混凝土灌注樁是利用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，停鉆后在提鉆的同時(shí)通過(guò)鉆頭下瓣口，灌注商品混凝土，當(dāng)灌注混凝土到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，移開鉆桿將鋼筋籠壓入樁體。

3.1 長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的工序

長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工流程見(jiàn)圖1。

3.2 關(guān)鍵工序

1)鋼筋材料檢驗(yàn)。鋼筋到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，由專人及時(shí)填寫《送檢委托單》，在監(jiān)理單位的監(jiān)督下，按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的取樣方法進(jìn)行抽樣送檢。對(duì)于一次樣品檢驗(yàn)不合格的，應(yīng)及時(shí)通知建設(shè)單位或監(jiān)理單位，進(jìn)行雙倍取樣復(fù)檢。復(fù)檢仍為不合格的，作廢品處理，不能用于工程。對(duì)已復(fù)檢合格的鋼筋可以用于工程。

2)定位測(cè)量放線。以業(yè)主提交的測(cè)量控制基準(zhǔn)點(diǎn)為控制點(diǎn)，建立閉合導(dǎo)線控制網(wǎng)，并報(bào)監(jiān)理公司驗(yàn)收簽字確認(rèn)后，方可進(jìn)行定位測(cè)量工作。按施工圖用全站儀或經(jīng)緯儀、鋼尺放樁位。確定好樁位后，要做好標(biāo)記，以便施工樁位定位。在施工過(guò)程中，要做好記錄工作，以便監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。

3)成孔。鉆機(jī)就位后，要做到機(jī)座平穩(wěn)，可采用鉛錘測(cè)定鉆機(jī)桅桿的垂直度，要確保鉆頭中心與樁位偏差小于20 mm。經(jīng)質(zhì)檢員檢查合格后方可施工。鉆頭剛接觸地面時(shí)，先關(guān)閉鉆頭下瓣合龍。鉆進(jìn)速度可控制在1 m/min～1.50 m/min。在鉆進(jìn)過(guò)程中，要隨時(shí)檢查鉆機(jī)的平穩(wěn)狀態(tài)和垂直度。如遇到卡鉆、鉆機(jī)搖晃、偏移，應(yīng)立刻停鉆，查明原因，采取糾正措施后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆出的土方要及時(shí)清理，不能就地堆放，要及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)到相應(yīng)位置，防止堆土對(duì)鉆孔施工的影響。鉆孔深度可以采用鉆桿上的孔深標(biāo)志來(lái)控制，當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)要求的深度及土層后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理員驗(yàn)收方可進(jìn)入下一道工序。

4)泵送混凝土成樁。要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，合理布置地泵位置，盡可能減少?gòu)澒埽_保輸送混凝土?xí)惩āＩ唐坊炷帘匦璺显O(shè)計(jì)及規(guī)范要求，施工現(xiàn)場(chǎng)首先檢驗(yàn)混凝土坍落度，對(duì)于用于長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁的混凝土，混凝土坍落度控制在180 mm～220 mm為宜。此外商品混凝土的和易性、流動(dòng)性也要符合要求。泵送混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，為了防止吸進(jìn)空氣造成堵管，要注意確保地泵料斗內(nèi)的混凝土高度不得低于40 cm。施工過(guò)程中，要按照泵送混凝土的速度邊送料邊提鉆，灌注提升速度可控制在2.5 m/min，要注意確保泵送混凝土量略大于提鉆形成的鉆孔體積，混凝土灌注必須一次性灌注至地表，嚴(yán)禁先提鉆后灌料。當(dāng)提升鉆桿接近地面時(shí)，為了保證樁頭混凝土的質(zhì)量，要放慢提管速度并及時(shí)清理孔口渣土。在灌注混凝土到樁頂時(shí)，灌入的混凝土要超出樁頂500 mm，以保證樁頂混凝土強(qiáng)度。

5)鋼筋籠的制作。鋼筋籠制作選用的鋼筋需檢驗(yàn)合格。制作時(shí)，要按照設(shè)計(jì)圖紙，在制作平臺(tái)上首先對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)直、除銹處理，然后布置主筋，固定加強(qiáng)箍筋，當(dāng)主筋與箍筋焊接固定后，再點(diǎn)焊螺旋箍筋。鋼筋的搭接長(zhǎng)度、綁扎與焊接質(zhì)量要滿足相關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)范要求。

6)鋼筋籠安放施工。為了減小安放鋼筋籠難度，長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔、灌注混凝土至地面后及時(shí)清理地表土方，混凝土灌注完成3 min內(nèi)立即開始鋼筋籠安放施工。由于鋼筋籠較長(zhǎng)，安放鋼筋籠必須進(jìn)行雙向垂直度觀察，使用雙向線呈垂直角布置，發(fā)現(xiàn)垂直度偏差過(guò)大及時(shí)通知操作手停機(jī)糾正，下籠作業(yè)人員應(yīng)扶正鋼筋籠對(duì)準(zhǔn)已灌注完成的樁位。安放過(guò)程中，首先采用鋼筋籠自重壓入，當(dāng)鋼筋籠自重?zé)o法壓入后，再啟動(dòng)振動(dòng)錘壓入。為了防止由振動(dòng)錘振動(dòng)導(dǎo)致的鋼筋籠偏移，安放速度宜控制在1.2 m/min～1.5 m/min。鋼筋籠外露長(zhǎng)度300 mm，當(dāng)鋼筋籠安放到設(shè)計(jì)位置后，即可關(guān)閉振動(dòng)錘電源。采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)把鋼管和振動(dòng)錘提出孔外，在提出過(guò)程中，每提3 m開啟振動(dòng)錘一次，以保證混凝土的密實(shí)性。

7)樁頭清理。成樁后，在不影響后續(xù)成樁的前提下，要及時(shí)清理孔口，也就是清運(yùn)打樁棄土。在清理孔口的過(guò)程中，要注意保護(hù)樁體及鋼筋籠。

8)樁基檢測(cè)。灌注混凝土樁施工完畢28 d后進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)試驗(yàn)應(yīng)委托有專業(yè)檢測(cè)資質(zhì)的單位完成，檢測(cè)樁位由監(jiān)理單位及建設(shè)單位進(jìn)行會(huì)審后確定，施工單位需配合進(jìn)行樁帽的制作工作。

4 結(jié)語(yǔ)

工程樁基礎(chǔ)部分于2009年3月10日開工，于2009年9月底完成。2010年10月建筑主體工程完成。目前通過(guò)對(duì)建筑的沉降及裂縫觀測(cè)、分析表明建筑物沉降已穩(wěn)定，未出現(xiàn)新的不均勻沉降，表明:對(duì)該商業(yè)中心基礎(chǔ)采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁工藝是成功的，達(dá)到了預(yù)期的目的，取得了良好的施工效果。

[1]JGJ 79-91，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S］.

[2]GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.

[3]張世雄，扈其勇.淺談鉆孔灌注樁施工控制[J］.山西建筑，2010，36(9):121-122.