淺談旋挖成孔灌注樁施工質量在不利地質條件下的控制

張生兵

廈門古龍房地產有限公司（361000）

淺談旋挖成孔灌注樁施工質量在不利地質條件下的控制

張生兵

廈門古龍房地產有限公司（361000）

結合工程實例，探討在不利地質條件下旋挖成孔灌注樁的施工質量控制措施。

旋挖樁；不利地質條件；質量控制

0 引言

旋挖成孔灌注樁技術以其工作效率高、施工質量好、塵土泥漿污染少、澡聲低等特點，被譽為“綠色施工工藝”。近年來，旋挖成孔灌注樁施工已成為一種新型樁施工方法，在樁基施工特別是不利地質條件下樁基施工中具有非常廣闊的應用前景。

1 工程地質條件

1.1 場地位置及巖土條件

某擬建商住建筑物為高層建筑，高度92.95～99.05m，地上31～33層，地下一層埋深5.5～6m，總建筑面積為13.8萬m2，建筑物+0.000標高為4.600 m。該項目位于漳州市龍海市榜山鎮，場地原為耕地。根據鉆探測試（芯樣鑒定、原位測試、土工試驗），在鉆孔揭露深度范圍內各巖土層的巖性、分布規律描述如下:場地地基土主要由素填土①、淤泥②、淤泥混砂③、淤泥④、卵石⑤、粉質黏土⑥構成。場地的地質條件相對較差，主要表現在以下方面:

素填土①層厚0.80～3.70m，平均2.08m。

淤泥②厚度為2.07～11.80m，平均5.95m。

淤泥混砂③厚度0.80～11.50m，平均4.62m。

淤泥④厚度為1.90～20.90m，平均11.77m。

卵石層⑤厚度:17.7～22.2m，平均18.53m。

粉質黏土⑥厚度8.70～14.50m，平均11.39m。

1.2 地下水位及埋深

地下水位標高為1.45～2.76m，穩定水位標高為1.25～2.56m，埋深為1.3～2.7m。地下水位年變化幅度為1.0～2.0m。

2 工程設計概況

本工程結構為剪力墻結構，局部底層獨立商業裙樓為框架結構，其塔樓基礎為Φ800旋挖灌注樁，采用卵石層⑤作為持力層，樁端進入持力層深度大于等于8m，單樁豎向極限承載力設計值為7 000kN。成孔結束后，應對成孔進行全面檢查（包括孔位、孔徑、孔深、孔垂直度）合格后方能進行清孔。然后立即澆筑水下混凝土。樁身混凝土強度設計等級為水下C35，導管式水下混凝土澆筑，充盈系數不小于1.1。

3 工程場地處理

場地平整度、承載力是影響旋挖鉆機鉆孔垂直度、孔壁穩定及預防鉆機事故隱患的兩個重要因素。當旋挖鉆機使用說明中無具體要求時，旋挖鉆機鉆桿垂直度應小于0.5%。項目場地原來是種植土，相對較軟，在施工前，場地鋪設一層800mm厚山皮土夯實，以解決陷機引起的斷樁、樁身傾斜及樁機本身無法行走等問題[1]。

4 濕作業旋挖成孔灌注樁的施工流程

測量放線及定樁位→配置泥漿→開挖地表面土埋設護筒→檢查樁中心軸線→鉆機就位及鉆進→成孔檢查→清孔→吊放鋼筋籠、聲測管→安裝混凝土導管→二次清孔→灌注水下混凝土→成樁、拔出護筒→樁成品檢測、驗收。

5 質量通病的預防措施

項目場地地質情況較差，回填土、淤泥質土較厚，容易遇到地下水豐富、塌孔、縮孔等情況，在施工前制訂出相應的處理方案:調整穩定液；灌注低標號砂漿或混凝土，待終凝后再次鉆進；回填黏性土，鉆具進行反向旋轉，以起到修復護壁作用；采用鋼護筒護壁等措施。在施工遇到較復雜情況時，應及時通知地勘、設計等單位相關人員到現場進行處理。

穩定液是濕作業旋挖成孔的關鍵，尤其是在不穩定地層（淤泥質土、砂層、卵礫石層、漏失地層），因此應合理選擇穩定液材料，如黏土（或膨潤土）、水、處理劑。黏土應選擇細度100目以上、造漿率不小于5m3/t、含砂量小于4%的膨潤土及高嶺土等。

5.1 塌孔

在鉆進過程中塌孔。如果輕微塌孔不影響正常鉆進，可以不處理。如果塌孔嚴重不能再繼續鉆進，則需要回填土，待自然沉實后再鉆進。

在灌注過程中塌孔。在保證孔內水頭的同時，應采用吸泥機吸出塌入孔中的泥土。如不再繼續塌孔，可恢復灌注。如仍塌孔不停止，則需要拔出導管鋼筋籠，回填土待自然沉實后再鉆進。

當旋挖鉆在易塌孔地區作業時，首先要保證配制的泥漿各項指標均符合要求。在再次鉆進過程中，盡量避免鉆進過程中鉆頭對孔壁的碰撞，減少鉆頭內鉆渣掉入孔內破壞泥漿的配比。終孔成樁清孔達標后，在半小時內必須澆筑混凝土，否則須再次清孔，并重新測定孔底沉渣[2]。

5.2 導管進水

灌注前應檢查好導管的密封性。安裝導管時要檢查密封圈是否墊好，確保導管密封性良好。嚴格計算好首盤封底的混凝土方量，掌握和控制灌注導管距孔底高度，保證導管埋入混凝土不小于2m，嚴禁導管底提出混凝土面,確保足夠的混凝土封底。首盤混凝土封底失敗，或者灌注過程中導管接頭不密封,或者灌注過程中將導管拔脫進水封底失敗時，應及時將導管、鋼筋籠拔出，用旋挖鉆將孔底混凝土掏出，重新安裝鋼筋籠、導管，清孔合格后重新灌注。導管接頭不密封需要換合格導管，換導管和導管拔脫都需要在繼續灌注之前，用撈漿桶或者泥漿泵等將二次安裝的導管內的泥漿清除干凈,注意精確計算好導管埋深，確保再次灌注的順利。

5.3 浮籠

灌注混凝土過程中應采取有效的方式防止鋼筋籠上浮,應針對具體的上浮原因采取預防措施，一般有以下幾種:

1）緩慢放料，減少混凝土對鋼筋籠的沖力。

2）改善混凝土的和易性，延長混凝土的緩凝時間。

3）減少灌注時間，防止混凝土表面形成硬殼，從而帶動鋼筋籠上浮。

4）在主筋上焊“倒刺”，加大鋼筋籠與混凝土間的摩擦力。

5）加大吊筋直徑，在井口加配重，預防鋼筋籠上浮。

在灌注過程中發現鋼筋籠上浮時，應立即減緩灌注速度，在保證導管有足夠埋深的情況下，快速提升導管，待鋼筋籠回到設計標高位置，再拆除導管。如果導管埋深不夠不能拆除導管，可將導管快速提升（注意不要將導管拔脫），然后緩慢放下導管，如此反復多次，直至鋼筋籠回到設計標高位置。

為防止鋼筋籠上浮，在鋼筋籠安裝好后將其固定在鋼護筒上。在灌注過程中應準確測量好混凝土頂面高程，當混凝土快進入鋼筋籠時，應減緩灌注速度，并嚴格控制導管埋深。

5.4 卡管

在混凝土灌注過程中，混凝土在導管中下不去，可借用吊車的吊繩抖動導管，或者安裝附著式振搗器使導管中混凝土下落。這兩種方法均不起作用時，則應該將導管拔出，清理導管內堵塞的混凝土后重新安裝導管，清理干凈導管內的泥漿后重新灌注。灌注過程中要求嚴格控制好混凝土的和易性、坍落度，避免卡管。

6 施工注意事項

1）由于鉆機設備較重，施工場地必須平整、寬敞，并有一定硬度，避免鉆機發生沉陷。

2）應采用跳挖方式，倒出的渣土距樁孔口距離應大于6m，將渣土及時外運。旋挖成孔時，各種機械必須按既定線路行駛，不得壓壞成型樁。

3）泥漿初次注入時,垂直向樁孔中間進行入漿，避免泥漿沿著護筒壁沖刷其底部，致使護筒底部土質松散。

4）鉆孔深度用專用測繩進行測量，深度須達到設計要求。

5）鉆機施工中檢查鉆斗，發現側齒磨壞、鉆斗封閉不嚴時必須及時整修。

6）應認真分析鉆探資料,根據鉆探情況做出巖層分布等高線圖,按等高線確定成孔深度。

7）應根據試成孔確定的參數控制進尺速度。參數包括地質情況，旋挖鉆機的鉆頭、鉆桿選用，加壓方式，轉速，提鉆速度，孔壁穩定性情況，孔底沉渣厚度，穩定液的制備和使用，護筒的設置，成孔時異常情況等。在淤泥土層中鉆進過快易造成頸縮現象，所以在鉆機施工時應嚴格一次鉆進深度。根據不同地質情況，必須檢測清孔后灌注混凝土時泥漿性能指標，確保泥漿對孔壁的撐護作用[3]。

8）鋼筋籠或探孔器向孔內放置時，應由吊車吊起，將其垂直、穩定放入孔內，避免碰壞孔壁，使孔壁坍塌，出現廢樁事故。

9）應設專職記錄員記錄成孔過程的各項參數，

記錄應及時、準確、完整、真實。

[1]GB50202-2002,建筑地基基礎工程施工質量驗收規范[S].

[2]GB50007-2011,建筑地基基礎設計規范[S].

[3]JGJ106-2003,建筑基樁檢測技術規范[S].