長螺旋鉆孔壓灌樁施工工藝及常見質量問題控制措施

■劉 輝 ■鄭州市污水凈化有限公司，河南 鄭州 450000

1 工程概況

鄭州市馬寨污水處理廠工程位于鄭峪路與日照路交叉口東南角，規劃遠期總規模為10萬噸/日，近期規模為5萬噸/日，出水滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準。主要建設內容為污水處理廠廠區工程(二沉池、厭氧池及氧化溝、：粗格柵及進水泵房、細格柵及曝氣沉砂池、污泥濃縮脫水機房、鼓風機房等)、配套敷設管徑d1350的出廠干管4.16公里(其中穿越河道管線長0.35公里)、5萬噸/日污水泵站一座；其中脫水機房、鼓風機房采用長螺旋鉆孔壓灌樁，樁機直徑φ500，樁長24m。

2 長螺旋鉆孔壓灌樁的優點

長螺旋鉆孔壓灌樁借助于長螺旋樁機、輸送泵、輸送管道以及鋼筋籠振動器配套施工。利用長螺旋鉆機鉆孔，土體被切削后反向擠推排土，鉆孔至設計深度后、借助長螺旋鉆機的中主管將混凝土高壓泵人樁底，然后邊壓混凝土邊提升螺旋鉆機形成素混凝土基樁，隨后采用穿插導向管的振動送籠器，將鋼筋籠邊振動邊插送到基樁的設計深度，連續作業成孔，成樁一次完成。

其施工優點主要有：(1)施工過程中無需水泥漿或泥漿護壁：解決了泥漿或水泥漿的污染問題，施工場地整潔文明，且節省泥漿或水泥漿等的材料和施工費用。(2)成樁效率高：與其他施工工藝相比，施工速度顯著提高，工期大大縮短。(3)成樁質量穩定：容易穿透厚砂層、硬土層，且無坍孔、斷樁、縮徑及地表隆起等現象。(4)施工費用低：由于其主要施工設備為長螺旋鉆機及鋼筋籠插人裝置，設備簡單，方便，因而其綜合施工費用較低，振動噪音小。(5)適用范圍廣：長螺旋鉆機能穿透成孔的地段均適用。

3 長螺旋鉆孔壓灌樁的施工工藝

3.1 材料要求

(1)水泥：宜用P·O42.5，具有出廠合格證和檢測報告。(2)砂：潔凈的中砂或粗砂，含泥量不大于5%，質量符合相關規范規定。(3)石子：5-16mm豆石或碎石，含泥量不大于2%，質量符合相關規范規定。(4)鋼筋：品種和規格均符合設計規定，并有出廠合格證及試驗報告。(5)預拌混凝土：符合設計及相關驗收規范要求，混凝土具備良好的和易性，入泵坍落度200-220mm。(6)外加劑、摻合料，根據施工需要通過實驗確定。

3.2 施工機具

(1)長螺旋鉆孔機：采用履帶或步履樁機，鉆機功率110KW，鉆桿直徑有400-800各種規格。(2)混凝土攪拌設備和運輸設備：根據單樁混凝土灌注量和單樁連續灌注的時間，確定混凝土攪拌設備和運輸設備的型號、規格及數量。(3)混凝土輸送泵：混凝土輸送泵規格由泵送混凝土高度和泵送距離來確定，要注意保證泵送混凝土時有足夠的壓力。(4)鋼筋籠吊放機械：可利用長螺旋鉆機配套的副鉤吊放和振動器壓入鋼筋籠。(5)其他機具：主要有裝載機和鋼筋制作機具等。

3.3 工藝流程

施工準備→場地平整、壓實→鋼筋籠制作→施工定位→鉆機就位→鉆機成孔→鋼筋籠掛上樁機就位→灌筑混凝土→壓入鋼筋籠→清理鉆機及移機。

(1)場地平整、壓實：施工前應將地上、地下障礙物都處理完畢，并進行夯實或碾壓。(2)鋼筋籠制作：鋼筋籠主筋與加勁箍筋必須焊接，用Ⅱ級鋼做主筋時可不設彎鉤，用Ⅰ級鋼筋做主筋時樁頂應設彎鉤，彎鉤長度不小于鋼筋直徑的6.25倍，鋼筋籠下端500mm處主筋宜向內側彎曲15～30°。(3)施工定位：按施工圖測放樁位，樁位偏差≤2cm。(4)鉆機就位：對準樁位點后必須調平，確保成孔的垂直度，垂直度偏差不大于1%，結合場地實際情況鋪設枕木或鋼板，使鉆機支撐穩定。(5)鉆機成孔：鉆頭對準樁位，啟動鉆機入鉆，觀察鉆機中電機電流表，根據電流大小控制下鉆進尺，達到預定深度。在成孔之前，應及時通知攪拌站按照配合比要求將足夠量的混凝土及時送到鉆機施工作業面。(6)鋼筋籠掛上樁機就位：在地面將振動裝置的芯管平套入鋼筋籠，鋼絲繩綁扎牢靠后，以起重機將鋼筋籠連振動裝置起吊立于樁位旁。(7)灌注混凝土：壓灌混凝土提鉆桿時要慢速均勻，始終保持孔內混凝土具有一定壓力，鉆具的提升速度一般≤2.5m/min，以保證孔徑及混凝土密實度。施工中每根樁的投料量不得少于設計灌注量，樁頂標高宜高于設計標高50cm以上。壓灌過程中，鉆桿不得回轉，在含水砂層段內，適當放慢提鉆速度，以防流砂造成塌孔、斷樁現象。(8)壓入鋼筋籠：形成素砼樁后，先將螺旋鉆具迅速移離孔口，然后迅速將孔口工作面清理干凈。再利用起重機起吊振動錘，連同芯管，將鋼筋籠一起置于素砼樁位處，利用自重下沉穩定后，保持鋼筋籠垂直度，啟動偏心振動錘，將鋼筋籠下入素砼樁內設計深度。(9)清理鉆機及移機：拆管，清理鉆機并移機進行下一循環作業。

4 質量標準

4.1 成樁質量標準

(1)樁體傾斜偏差不超過1%，用線墜和經緯儀測量鉆桿。

(2)樁位偏差不超過20mm，用全站儀測量。

(3)樁長允許偏差不超過+300mm，進入持力層按設計要求。

(4)樁徑偏差不超過50mm，樁徑不允許出現負偏差。

5 常見質量缺陷的原因及控制技術

5.1 導管堵塞

由于混凝土配比或坍落度不符合要求、導管過于彎折或者前后臺配合不夠緊密。

控制措施：(1)保證粗骨料的粒徑、混凝土的配比和坍落度符合要求；(2)灌注管路避免過大變徑和彎折，每次拆卸導管都必須清洗干凈；(3)加強施工管理，保證前后臺配合緊密，及時發現和解決問題。

5.2 偏樁

一般有樁平移偏差和垂直度超標偏差兩種。多由于場地原因，樁機對位不仔細，地層原因使鉆孔對鉆桿跑偏等原因造成。

控制措施：(1)施工前清除地下障礙，平整壓實場地以防鉆機偏斜；(2)放樁位時認真仔細，嚴格控制誤差；(3)樁機的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進過程中注意檢查復核。

5.3 樁身混凝土收縮

樁身回縮是普遍現象，一般通過外加劑和超灌予以解決，施工中保證充盈系數大于l。

控制措施：(1)樁頂至少超灌0.5m，并防止孔口土混入；(2)選擇減水效果好的減水劑。

5.4 樁頭質量問題

多為夾泥、氣泡、混凝土不足、浮漿太厚等，一般是由于操作控制不當造成。

控制措施：(1)及時清除或外運樁口出土，防止下籠時混入混凝土中；(2)保持鉆桿頂端氣閥開啟自如，防止混凝土中積氣造成樁頂混凝土含氣泡；(3)樁頂浮漿多因孔內出水或混凝土離析造成，應超灌排除浮漿后才終孔成樁；(4)按規定要求進行振搗，并保證振搗質量。

5.5 鋼筋籠下沉

一般隨混凝土收縮而出現，有時由于樁頂鋼筋籠固定措施不當造成。

控制措施：(1)避免混凝土收縮從而防止籠子下沉。

(2)籠頂必須用鐵絲加支架固定，12h后才可以拆除。

6 結束語

目前，長螺旋鉆孔壓灌樁施工技術在我國的工程建設的涉及面越來越廣，并且都得到了不錯的效果，為我國的社會建設作出了卓越的貢獻。不過，由于我國的長螺旋鉆孔壓灌樁技術起步的比較晚，而推廣的較快，因此在進行工程施工過程中存在著一定的不足，這就需要我們在不斷的實踐中對其進行改進和完善，只有這樣才有利于我國的社會經濟建設與發展。