孔底注漿超流態(tài)混凝土樁新施工技術研究★

周鳳林 張秋媛

0 引言

長螺桿鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁施工有多種工藝:

1)鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土注漿機械攪拌擴底樁。

2)鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土噴射注漿擴底樁。

3)鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土后插管注漿樁。

本文研究的是鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁(孔底注漿新工藝)施工技術，其工藝是采用長螺旋鉆機鉆至設計深度后樁底先注入一定量的水泥漿，壓灌超流態(tài)混凝土同時慢慢提鉆，然后插入鋼筋籠形成的樁體。

1 工程概況

本工程作業(yè)地點在哈爾濱市松北區(qū)松浦鎮(zhèn)中源大道北側，建筑面積3 700 m2，12層框架剪力墻結構，灌超流態(tài)混凝土樁(孔底注漿)基礎。

根據巖土工程勘察資料，場區(qū)地層巖性組成如下:

第①層:雜填土，層底埋深為1.60 m～3.40 m;

第②層:粉土，層底埋深在7.0 m～8.0 m;

第③層:細砂，層底埋深在13.00 m～15.00 m;

第④層:中砂，層底埋深在20.00 m～22.00 m;

第⑤層:黏土，層底埋深在16.00 m～20.00 m;

第⑥層:中砂，層底埋深在34.00 m～36.00 m;

第⑦層:粗砂，層底埋深在35.90 m～40.10 m;

第⑧層:泥巖，灰綠色，礦物成分以黏土礦物及高嶺土組成，泥質結構，層狀構造，錘擊易碎，未鉆透此層。

本工程基礎采用超流態(tài)混凝土灌注樁基礎，采用孔底注漿工藝，總樁數538根(含試樁)。樁端持力層為第⑥層中砂，樁端進入持力層深度不小于800 mm，樁身混凝土采用C30混凝土，坍落度宜為200 mm～250 mm，鋼筋采用HPB235，HRB335鋼筋。單樁承載力特征值1 300 kN。

2 施工機械與設備準備

1)長螺旋鉆孔機。

本工程采用改裝和改造后的長螺旋鉆孔機，在鉆桿旋轉接頭上把混凝土泵上的軟管接個三通，接一根鋼管插入鉆桿內，單獨注入水泥漿，該施工工藝滿足樁的要求。

2)混凝土泵及輸送管道。

混凝土泵選用泵壓小于10 MPa的中壓式柱塞泵。混凝土排量為30 m/h～60 m/h，水平運距為200 m～500 m、豎向運距為50 m～100 m。輸送管道內徑根據混凝土排量、泵送壓力和骨料最大粒徑確定125 mm的管徑。

3)注漿泵及混凝土攪拌機注漿泵是鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁的必備設備。

為保證質量混凝土在商混站配制，混凝土攪拌機運送現場。

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程

超流態(tài)混凝土灌注樁施工由樁位放線、鉆孔就位、鉆孔清土、注入泥漿、泵入混凝土、安放鋼筋籠和樁頭處理等主要工序及混凝土制備、鋼筋籠制作輔助工序組成。詳見圖1。

3.2 施工程序

1)穩(wěn)鉆工序。

確定準備施工的樁位號后，由技術人員按圖紙找點，以露出圓狀白點為準。依據固定點或其他準確的樁位點，按圖示尺寸進行檢查。點位偏差應符合規(guī)范要求，鉆機下墊鐵板。鉆機就位時，必須平整、穩(wěn)固，鉆機行走回轉時施工場地坡度不得大于5°，確保在施工中不發(fā)生傾斜;鉆機就位后，鉆頭尖與樁位垂直對準，并且調整好垂直度。如發(fā)現鉆尖離開點位要重新調整，重新穩(wěn)點，直到達到鉆頭尖對準樁位為止。當施工現場地面承載力小于83 MPa時應在施工前在作業(yè)區(qū)澆筑厚度不小于200 mm、強度等級不小于C20的混凝土墊層，以便于鉆機行走，同時可作為承臺、板下墊層使用。

2)注水泥漿。

長螺旋鉆機鉆至設計深度后，從插入鉆孔的注漿管向樁底注入水泥漿，水泥漿水灰比0.6 ～0.7，注漿壓力0.5 MPa～3.0 MPa，注漿量控制在每平方米基底面積注0.4 m3～1 m3水泥漿。

3)壓灌超流態(tài)混凝土。

用混凝土泵由鉆桿內腔經鉆頭出料口向孔底壓灌超流態(tài)混凝土，并停頓10 s～20 s，然后邊壓灌邊提鉆，始終保持泵入孔中混凝土量大于鉆桿上提體積量。連續(xù)灌注至略高于沒有坍孔危險的位置。

4)提出鉆桿，放入鋼筋籠，清理孔口。

灌注工將預制的鋼筋籠抬到孔口，利用鉆機自備吊鉤將鋼筋籠旋轉下入孔中，用水準儀確定標高，并將其固定在設計籠頂標高處;特殊情況下可采用專用插筋器(專利技術)將鋼筋籠插至設計標高后固定。固定后的鋼筋籠要保證主筋保護層厚度。鋼筋籠固定后，灌注工清理孔口確保混凝土初凝前無土掉入孔內。

5)補灌超流態(tài)混凝土。

樁頭部位混凝土回落后應及時填補混凝土至設計標高，以確保樁頭混凝土質量。混凝土灌注高度宜高出樁頂標高0.3 m～0.5 m。

6)超流態(tài)混凝土主要材料準備。

水泥:強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥;粗骨料:采用連續(xù)級配碎石，粒徑選5 mm～20 mm，針片狀顆粒含量不大于10%;細骨料:中、粗砂(砂率 0.45 ～0.50);外加劑:UWB-Ⅰ型緩凝型絮凝劑、粉煤灰;水:飲用水標準，水灰比0.45～0.55。超流態(tài)混凝土坍落度為200 mm～250 mm。

3.3 施工中技術保證措施

1)測量放線。施工前在開挖好的基坑里放好軸線和每一個樁位，并在樁位中心用白灰樁和鋼筋做好標記。

2)樁基礎施工。在鉆機就位前，試運轉鉆機及檢查壓灌混凝土管路是否通暢，混凝土泵是否運轉正常。

鉆機就位后，復測孔位，對正點位并調整鉆機垂直度，結合場地實際情況鋪設枕木或鋼板，使鉆機支撐穩(wěn)定。

樁施工順序應遵循間隔跳打原則，避免樁孔竄連、防止塌孔埋鉆，影響周圍樁的質量。

做好施工現場樁的記錄，發(fā)現問題，及時請示。

螺旋鉆鉆至設計深度后，一定要先加壓泵注漿然后注混凝土，后提鉆，只有這樣才能保證地層被擠壓，減少虛土，增加樁側阻力。

螺旋鉆內芯管的管壁一定要嚴密不能透氣。

為了保證樁體的連續(xù)性，提鉆時一定要保證混凝土噴頭埋沒于已灌混凝土中一定的深度(通常不小于1 m)。

超流態(tài)混凝土原材料必須經過二次復驗合格后方可投入使用，水灰比宜為0.5 ～0.6。

樁頭處理應符合下列要求:成樁后將孔口周圍殘土清理干凈，防止孔口周圍泥塊等雜質落入孔內。樁頭部位最后應加入適量的超流態(tài)混凝土并用插入式振搗棒振實，以確保樁頭處混凝土密實。

3)鋼筋工程。鋼筋籠應提前制作，嚴格按設計要求下料、焊接。如鋼筋籠主筋與加強筋必須焊接，鋼筋籠主筋與螺旋箍筋可采用點焊或綁扎，交叉點開焊或脫扣、松扣數量不得大于鋼筋籠交叉點總數的1%，并且任一根鋼筋上開焊或脫扣、松扣點不得大于該鋼筋交叉點的1/2。

鋼筋籠下端500 mm處主筋宜向內側彎曲15°～30°。

搬運和吊裝時，應防止變形，安放對準孔位，避免碰撞孔壁和自由下落，就位后應立即固定。

4 結語

本工程施工中遇到較厚的流沙層，采用鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土灌注孔底注漿工藝。樁灌注水泥漿的作用是使水泥漿在壓力作用下與樁端虛土發(fā)生物理化學反應，使其固化，并可滲透到樁端砂土或砂卵石土層中形成擴大頭，提高樁端阻力。壓入超流態(tài)混凝土時，混凝土沉入水泥漿下部，使水泥漿沿孔壁上升，灌滿孔壁凹凸不平處或滲透到孔壁砂層中，這樣致使混凝土與緊貼其周圍的液體緊密地粘結成一體，從而提高樁側摩阻力。

本文通過實踐，對鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁施工技術進行探討，又結合施工規(guī)程和驗收規(guī)范的相關技術措施，有效地保證了設計規(guī)定的強度。

[1]地礦雙城工程勘察院.巖土工程勘察報告(gk2010047)[R］.

[2]DB 23/T360-2010，鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁基礎技術規(guī)程[S］.

[3]JGJ 106-2003，建筑樁基檢測技術規(guī)范[S］.