淺析南平某工程超長沖孔灌注樁的施工質量控制措施

姚曙光

（福建眾誠建設工程有限公司 福建南平 353000）

淺析南平某工程超長沖孔灌注樁的施工質量控制措施

姚曙光

（福建眾誠建設工程有限公司 福建南平 353000）

本文以南平某工程為例介紹了樁基工程在樁徑大、樁身長、樁承載力大、地質條件極其復雜等情況下，采用超長沖孔灌注樁，重點控制成孔，沉渣控制，樁端高壓注漿，取得施工質量控制措施心得。

超長沖孔灌注樁；成孔；沉渣；樁基高壓注漿

1 工程概況

（1）某商住樓的樁基工程，33層，樓高99.6m，建筑面積4.8萬m2，二層地下室，地下室建筑面積8075m2，標準層層高2.9m，地處南平市玉屏山公園南側，實驗小學武夷分校東北側，南平塔下污水處理廠北側。

（2）場地屬低山丘陵地貌，原為山間溝谷寬約80～100m，長約250～300m，經90年代中期進行填方，形成的寬約80m，長約150m的平臺，其南向有一處高約32m的加筋土擋墻，樁基工程開工前已完成。該場地的地層結構較復雜，根據勘探成果，自上而下分為4個主要巖土層：①雜填土，厚度0.50～56.2m，主要為殘坡積粘性土混礫碎石、塊石，局部含建筑垃圾或生活垃圾等，硬質含量（礫碎石）約25～40%，可達50%，層中多見塊石，塊徑一般20～80cm，最大可達150～200cm，局部均勻性差。②全風化石英片巖厚度1.6～12.70m，砂土狀強風化石英片巖1.3-34.30-1m。③碎塊狀強風化石英巖片厚度1.3～23.30m。④中風化石英片巖最大埋深達77.4m，厚度1.7～16.45m青灰，變晶結構，中厚層巖石堅硬。

（3）本工程基礎設計等級為甲級，樁基設計等級為甲級，采用（沖）鉆孔灌注樁基礎，樁端持力層為第四層中風化石英片巖石，清孔后沉渣厚度應≤30mm，設計特別要求采用樁底高壓注漿來確保樁基承載力和變形能力，樁身混凝土強度為C35，樁徑φ1000～φ1300，抗壓承載力特征值為7500～13800kN，樁身配14φ22～19φ25。

本工程基礎采用超長大直徑沖孔灌注樁，有效樁長為44.7～ 67.64m。結合試樁情況和地質勘察成果，該工程重點難點在成孔，一是填土層厚，最大達56.2m，填土不均勻，含礫碎石塊石最大塊石達1～2m，鉆進過程易產生漏漿、卡鉆、掉鉆等問題，其中試樁有根樁漏漿六次，卡鉆一次，成孔最長時間達74d，因此在施工過程中重點要抓住以下幾個重點：①成孔過程；②沉渣厚度控制；③樁端高壓注漿控制，其余按一般沖孔灌注樁施工程序統籌安排，順序施工。

2 工程樁施工質量控制

2.1 成孔過程控制

開鉆前要結合地質報告及周邊樁鉆進的情況，先做好處理漏漿、卡鉆等所需材料及設備的預備，一旦發生漏漿、卡鉆等情況能馬上及時進行處理，防止延誤工期，保證樁基工期任務的完成。發生漏漿時，現場應準備好粘土，水泥及部分膨潤土，一旦漏漿，立即提鉆，測量、分析漏漿的部位，確定好部位后用鏟車將粘土和水泥攪拌后，填入孔內回填至高于漏漿處1～2m范圍內，然后用粘土回填至離孔口標高-0.5m處，經過24h停歇后再進行復打，把漏漿處的空隙充滿后直至不再漏漿，若粘土與水泥的混合料還不能堵漏，就應采用膨潤土進行填充。其中有根樁在-40m、-49m、-57.2m三處漏漿，共回填水泥130包，成孔時間6月9日至7月15日，其余共三根樁48#、111#、121#三根，在-17mm、-28mm、-37mm共計三次漏漿。實踐證明，通過以上措施，有效解決了孔內漏漿的問題，保證了樁基工程順利，因填土層厚，最高56m，填土中塊石粒徑大，含量多。在鉆進過程中會遇到塊石掉落、卡住鉆頭，發生卡鉆現象，現場采取自制鋼套筒，直徑比鉆頭直徑小2～3cm，用鉆機復打，直至把掉落的塊石擊碎，再把鉆頭重新提起，回填粘土及水泥，再進行復打。在施工過程中，其中兩根樁發生卡鉆，一根在-37m，一根在-46m，都花費了近一個月時間次成孔（正常成孔時間在7～10d），通過對卡鉆的處理，有效減少了設備損耗及施工費用，同時也保證了工程質量。在鉆孔過程中也會發生鉆頭脫落的情況，有兩種情況：①鋼絲繩斷裂；②鉆頭固定端脫落；在施工中應每次開鉆前檢查鋼絲繩和鉆頭的焊接質量，有發現問題及時更換掉，避免發生掉鉆。

2.2 沉渣控制

沉渣控制是沖孔灌注樁的關鍵步驟，直接影響到樁身樁端受力情況，超長灌注樁在施工中沉渣不易消除干凈，本工程先采用正循環清渣，后用反循環清渣復合工藝，在成孔后先用正循環工藝清孔一次，一般時間2～3h，把孔內沉渣基本清除，然后用測繩測量一次孔深，以作為鋼筋籠制作長度及清渣厚度測量的依據。在鋼筋制作安裝完成后，再用泵吸反循環工藝進行二次清渣，在此過程中要不斷往泥漿池中加清水或稀泥，以控制合理的泥漿比重（1.15～1.20）。測沉渣用測繩，系上測錘子（重2～3kg，且底要平）把測錘放入孔底，憑經驗（主要是手感）感測孔底沉渣情況，直到把沉渣控制在設計要求的30mm之內，剩下的沉渣可通過澆灌混凝土的沖力沖開。同時要經常復測吊繩的長度，以保證孔深測量及鋼筋籠制作的準確性。

2.3 樁端高壓注漿控制及聲波透射法檢測

①高壓注漿的原理是通過樁底壓力注漿，漿液在高壓作用下對樁端沉渣及樁端附近土層起到劈裂，滲擴，填充壓密，固結等作用，使之形成一種高強度的新土層，從而提高樁端阻力；②在高壓漿液作用下，樁端附近土層受壓將產生較大的壓縮變化形成擴大樁頭，增加樁端受力面積，從而提高樁端承載力。在高壓漿液作用下部分漿液沿樁土界面上漫，使下部樁體與泥皮及土層膠合成整體，使樁端附近土層側摩阻力提高。壓力注漿施工過程包括：注漿管制作與安裝，壓水試驗，注漿四道工序；注漿管與超聲波管的制作與安裝，同時由于樁超長，目前低應變測試無法滿足檢測樁身的要求，每根樁都采用聲波透射法進行檢測，具體做法是在灌注混凝土前，在通長鋼筋籠內預埋三根φ50鍍鋅管至樁底，同時中間埋一根細鋼管至樁底做注漿管，壓水試驗等樁身混凝土強度達到3～7d后進行壓水通注漿通道，壓水量一般控制在0.2～0.6，壓水時間3～5min，壓水壓力0.5～1.0MPa，為注漿做好準備，在樁身混凝土強度達到設計要求后（30～60d）進行注漿，樁端高壓注漿施工要著重控制好注漿壓力、注漿量、漿液濃度這3個指標。本工程施工過程中以注漿壓力（一般為壓水壓力的2～ 3倍，本工程為2MPa）和注漿量（注漿量應根據樁端持力層的巖土性和沉渣量等因素，事先計算所需注入量，本工程單樁的注漿量控制在1～1.5t）進行雙控，注漿濃度，其控制原則是一般先用稀漿，再用中等濃度漿液，最后注濃漿。水灰比控制在0.5：1～1：1之間為宜。同時φ50鋼管在超聲波檢測完后也用高壓注漿進行填充，以注漿壓力達到要求和管口返漿為準。為檢測樁底高壓注漿的效果，試樁中靜載試驗中有兩根試樁進行成樁后樁端高壓注漿，一根沒有進行樁端高壓注漿，最小沉降量16.85mm，最大沉降量28.80mm。說明通過高壓注漿有效提高了樁端承載力，減少了樁身的沉降。

注漿結束的標準：注漿壓力達到終壓（2MPa），在終壓條件下，吸漿量正逐步變小并穩定在5～15min；完成設計的注漿量（1～1.5t）。

3 施工效果檢查

（1）靜載試驗

本樁基工程由福建省建筑工程質量檢測中心有限公司進行三組靜載試驗，試驗結果K4#、K9#加載至15000KW，CK13-1#加載至18500KW試驗正常，最大累積沉降分別為21.88mm、16.85mm、28.80mm均小于40mm，單樁豎向抗壓極限承載力均達到設計要求。

（2）高應變動力檢測1#、46#、48#、59#、71#、131#、133#單載樁豎向承載力實測值為19660kN、19180kN、19250kN、18930kN、19240kN、18880kN、18900kN。

（3）聲波透射法：檢測中心還對135根樁進行聲波透射法檢測其中Ⅰ類樁120根占88.8%，Ⅱ類樁15根占11.2%，經檢測所有樁身混凝土強度均大于C35，符合設計要求，樁基工程合格。

4 結論

盡管影響沖孔灌注樁施工質量的問題較多，只要針對工程的特點，選好適當的施工工藝及嚴格質量控制措施，嚴格按照設計要求和批準的施工方案施工，是能夠保證超長大直徑沖孔灌注樁的施工質量的，在該項目的工程實踐中證明綜合應用各種技術，提高了單樁承載力，保證樁的質量是一種經濟全面技術先進的方法，為建設單位節約了工程資金，同時也創造了良好的社會經濟效益。

[1]葉書麟.地基處理工程實例應用手冊.北京：中國建筑工業出版社，1998.

[2]福建省工程地質研究院.南平市武夷花園五期工程勘察報告.2009，12.

[3]福建省建筑工程質量檢測中心有限公司.南平市武夷花園五期工程樁基檢測報告.2010，6，2011，11.

TU753.3

A

1673-0038（2015）35-0113-02

2015-8-13