沖擊成孔灌注樁某工程中的應用

何歡軍（浙江賢升建設有限公司,浙江 紹興 312000）

沖擊成孔灌注樁某工程中的應用

何歡軍
（浙江賢升建設有限公司,浙江 紹興 312000）

泥漿護壁鉆孔灌注樁成孔的方式有多種，本工程根據的實際工程地質情況，采用了沖擊成孔灌注樁，本文詳細介紹了沖擊成孔灌注樁的施工工藝過程，并結合作者的實際經驗提出了相關的改進措施，并對全程采用沖擊成孔灌注樁施工工藝的優越進行了分析。

沖擊成孔;施工工藝;泥漿護壁

1 工程概況

本工程建筑面積約為6萬多m2，工程范圍內為8棟學生宿舍，建筑高度為29.6米，結構類型為框架—剪力墻結構，建筑使用年限為50年。工程采用鉆孔灌注樁基礎，樁徑為800，混凝土強度等級采用C40水下混凝土。根據地質勘測報告及施工現場實際情況，場地地表為大粒徑塊石回填，厚度8~10米，且粒徑較大，部分達1.5米及以上，塊石以下原為灘涂，淤泥層較厚，呈流塑狀態，易造成縮頸甚至因反復坍塌而無法成孔。樁端⑩3層為中等風化石英正長斑巖，設計要求樁端入巖大于等于4.5米。

2 鉆孔方案的確定

本工程采用鉆孔灌注樁（泥漿護壁）。鉆孔樁根據鉆進成孔形式可分為沖擊鉆進成孔、回旋鉆進成孔、旋挖成孔等幾類，施工單位根據業主當時提供的招標提供的工程量清單，上部10米厚回填層采用沖擊鉆機成孔，以下再采用回旋鉆機成孔施工，采用沖擊鉆進與回旋鉆進成孔相結合的施工工藝。故施工單位對該方案試樁，結果樁在用沖擊鉆進樁機擊穿回填礦渣層后，更換成回旋樁機進入淤泥層時，發生上部礦渣回填下坍現象，導致無法鉆進。經多方努力，提升鉆頭，移離樁機，重新回填后用沖擊樁機鉆進成孔，最終耗時7天完成。針對這情況會同建設單位現場工程師及監理單位，對鄰近同為灘涂回填層的多個工地進行走訪調查，了解到該地區類似地質情況基本采用沖擊成孔施工工藝。

3 沖擊成孔鉆孔灌注樁施工工藝

3.1 測量定位

（1）樁位放樣前，對基點進行閉合測量符合允許偏差后，再測設樁位。

（2）挖埋護筒前測設樁位一次，埋設護筒后復測使護筒中心與樁位偏差小于50mm，并用水準儀測量護筒標高，鉆機就位后復測并檢查錘中是否對準樁中心。

3.2 埋設護筒

采用鋼制護筒，內徑大于樁徑10～20cm， 上端設排漿口，并高出地表20cm左右，護筒中心與樁中心重合，外周用粘性土回填、夯實，做到不漏泥漿。

3.3 泥漿管理

（1）泥漿采用粘性土，粘度宜為20-35S，含砂率4-8%，膠體化率大于96%，錘擊礦渣層和沙礫層時，比重宜為1.25-1.4，。軟土層沖進時，比重宜為1.10-1.25。

（2）施工過程中應做好泥漿管理，定期對泥漿池進行清理，每小時對泥漿比重、粘度、含砂率和膠體化率等進行測定，及時調整，確保成孔優質安全。

3.4 樁機就位及成孔

（1）樁機下鋪設枕木和臺板，保持穩固、水平。樁機就位后，做好樁位對中工作，錘頭與樁心偏差不應大于15mm，施工中經常檢測孔徑、孔形和垂直度。

（2）開鉆前檢查沖錘直徑，確保樁徑在偏差容許范圍。

（3）采取地層造漿和制備泥漿相結合的辦法制造泥漿，定期檢查泥漿性能。

（4）正常成孔時，每一小時做一次進尺記錄。 進入持力層時，要留取巖樣；如遇地質資料與地質情況不符，立即通知勘察、設計及有關人員進行處理。

3.5 灌注樁成孔

（1）開鉆前先檢查樁機的操作性能，向孔內投粘土，并加入適量清水，同時低錘輕擊，使粘土擠入孔壁，以達到不漏漿為原則，起護壁作用。

（2）沖孔過程中，在鋼絲繩上設置標記，提升落錘高度要適宜。一般情況下，礦渣層以沖程1.5—2米為宜，淤泥層以1—1.2米為宜，如有吸錘現象可向孔內加塊石。在砂層沖程以2—2.5米為宜，進入中風化巖層沖程不應大于2.5米。

（3）采用反循環法、吸渣法、掏渣法相結合的形式排渣，使用樁機上副鋼絲繩掏渣，每次撈渣后及時往孔內補給和調整泥漿，以防塌孔。

（4）每工作班要2—3次將沖錘提出孔口清洗檢查，檢查錘頭、鋼絲繩、大螺桿、大彈簧等，發現問題應及時報告并進行處理。每工作班至少測孔深三次，進入基巖要及時取樣，并通知現場監理工程師確認，每次取出的巖樣做好詳細記錄并保留作為工程驗收依據。沖孔過程中由操作人員做好各項原始記錄，一般每兩小時記錄一次，遇特殊情況每半小時記錄一次，終孔后將原始記錄交給資料員保留作為工程竣工資料。

（5）沖孔中，如遇孔內突出孤石，應向孔內填塊石至高出探頭石1米處，然后沖錘沖孔，開始沖程要適當降低，待塊石沖實后，沖錘沖時受力均勻，再提高沖程，將探頭石及塊石一起擊碎，若此后還有偏孔，重復上述方法繼續修正。如遇到卡錘情況，應立即采取措施進行處理，處理方法有以下幾種：1）用樁機2#鋼絲繩栓住打撈鉤，放入孔內鉤住錘體保護鋼箍，用主鋼絲繩與2#繩同時一松一緊，拉錘將錘拔出。2）采用在樁機底盤前方栓上定滑輪，主鋼絲繩通過滑輪改變受力方向，與2#鋼絲繩同時緊拉拔錘，定滑輪可在底盤正前方及左右兩邊多個角度安放，以便得到最佳拔錘位置。3）利用現場挖機或汽車吊配合樁機同時拔錘。

3.6 清孔

清孔質量直接影響水下混凝土灌注施工、樁身質量與承載力的大小。第一次清孔可采用渣桶清孔，可向孔內加入粘土或膨潤土，樁錘在孔底上下拉動定漿，測量錘在孔內上下拉動無阻力感，而且泥漿比重等各項指標符合規范要求時，即為清孔完成，清孔完畢立即測量孔深并做好記錄。在下好鋼筋籠和導管后進行第二次清孔，二次清孔采用反循環法，用循環泥漿泵從導管向孔底灌注泥漿，起到泥漿循環，將沉渣帶出孔外，要求孔底沉渣小于50mm，清孔后的泥漿比重在1.1～1.2之內，經現場監理確認后方可進行灌混凝土作業。

3.7 鋼筋籠制作與安裝

（1）根據籠的整體長度、起重設備（鉆架高度）等因素合理確定分段長度進行制作。鋼筋籠制作前，對進場的鋼材按有關規定進行驗收、復驗與工藝性能試驗，確認合格后方可用于鋼籠制作。鋼材表面有污垢，銹蝕時應予清除。工人必須持證上崗，并在規定的范圍內進行焊接操作，勞保保護品齊全，嚴防燒傷、觸電及火災事故的發生。先制作加強筋，按設計規格下料，在操作臺上彎曲成型，并焊好閉合點，將加強筋與主筋在制作支架上點焊牢，然后按鋼筋籠焊接質量要求焊接成型，再纏繞箍筋，每間隔2.0米加一道加勁箍，以保證成型鋼筋籠主盤直，誤差小，箍筋圓，直觀效果好，并與主筋焊牢。同一平面（截面）的主筋接頭數量不能超過主筋根數的50%，接點應間隔錯開，相鄰兩個套接接頭中心的長度為不小于1000mm，每段鋼筋籠的同一根主筋不得多于兩個接頭。加強箍筋與主筋的連接點采用點焊連接，螺箍筋與主筋可采用直接點焊固定。為了保證鋼筋主筋不產生露筋現象，在鋼筋上每間隔4米設置一道保護墊塊。

（2）鋼筋籠安放前，質檢員自檢合格后會同監理驗收，并填寫隱蔽工程驗收單及有關質量記錄。起吊安裝時，要確保鋼籠的垂直，不變形，鋼籠中心應與孔中心在同一直線上。鋼筋籠在運輸、起吊和安裝中應防止變形，并不得有焊接開焊和松脫。鋼筋籠安放入孔時，應保持垂直狀態，對準孔位徐徐輕放，避免碰撞孔壁。下籠時若遇阻礙，應查明原因，酌情處理后再繼續下籠。鋼筋籠在焊接時，下節籠上端出操作平臺高度宜1米左右；上、下節主筋位置應校直對正，且上、下節籠呈垂直狀態時方可焊接。焊接時宜兩邊對稱焊接。焊接質量應符合規范要求。每節籠焊接完畢后，應補充焊接部位的螺旋箍筋后，方可繼續下籠進行下一節籠的安裝。鋼筋籠安裝長度應符合設計要求。鋼筋籠全部安裝入孔后，應根據設計樁頂標高計算吊筋長度并將鋼筋籠固定，以使鋼筋籠準確定位，并做好鋼筋籠的固定工作。

3.8 下導管

澆注混凝土采用內徑25厘米的鋼導管，每節1—3米，采用法蘭接頭或拆管口連接，吊裝前導管必須嚴格檢查，有變形、破裂等的導管嚴禁使用，管內不得留有殘渣，法蘭接頭處不能使用已斷裂的橡皮墊圈，接頭的螺栓要均勻打緊，吊機起吊對準樁孔垂直放入，防止碰撞孔壁將泥土帶進孔低。按照實際成孔深度配置導管，導管頭部距離孔低30—50厘米。

3.9 水下混凝土灌注

本工程采用商品混凝土，清孔開始之前應做好澆筑混凝土的各種準備工作。灌注前先將儲料斗放滿，再將封堵鋼板拉起，澆注應連續不斷。在澆注過程中導管埋深應控制在2—6米為宜，最淺不得小于1.5米，最深不要大于8米，每次拆管時間要快，一般在15分鐘內完成。澆注混凝土過程安排專人做好記錄，每澆注一車應測量孔內混凝土面標高，提拔導管時要準確測算埋管深度，混凝土澆注工作接近完成時，要加強樁頂標高的測定，澆注高度應高出設計標高一米。

現場隨機取樣，每樁一組試塊，采用150×150×150標準試模，隔日拆模和現場水中養護，定期送試驗室，做好抗壓強度的試驗，并及時做好試驗報告的統計評定工作。

4 提高施工質量的相關技術措施

本工程根據沖擊成孔鉆孔灌注樁工藝特點，結合現場實際情況、地質條件和設計文件，提出以下幾個技術方面的措施。

（1）采用低沖程沖擊：在錘頭進入強風化前將錘頭限高釋放，如果沖孔錘沖程過高，就會擾動孔壁而引起塌孔、擴孔，所以提升錘頭時速度均勻、平穩，防止因碰撞護筒和孔壁而形成擴孔。

（2）配置合適的泥漿比重和泥漿粘度：在深厚淤泥層施工時，嚴格控制鉆進速度，控制好泥漿比重，當泥漿粘性很大時邊沖孔邊向孔內投入適當的粗砂、石塊用于加固孔壁，當孔內泥漿粘度過大，比重過高時，掏渣的同時向孔內泵入稀釋的泥漿進行置換。

（3）為了控制因回填引起的塌孔，護筒加長到4.5米以上，護筒下部施工時，嚴格控制鉆進速度。

（4）樁身砼澆筑到淤泥層時放慢澆筑速度，適當增加上部混凝土澆筑過程中的凝結時間，利于控制擴孔。

5 結束語

本工程全程采用沖擊成孔施工工藝，同采用沖擊鉆進與回旋鉆進成孔相結合的施工工藝相比，具有以下幾個方面的優越性。第一避免樁機二次定位就位過程中觸碰上部已成孔引起坍塌，同時在一定程度上縮短了成樁時間；第二采用沖擊成孔工藝進入淤泥層時，將沖錘底部石塊擠入孔壁，對孔壁起到了很好的加固作用；第三對回填的大粒徑塊石（部分粒徑達到1.5米左右）、地層中的漂石及樁端⑩3層入巖達4.5米及以上部分采用沖擊鉆進施工工藝也較為有利。第四入巖施工是沖擊鉆進成孔樁機施工的優勢，彌補了回旋鉆進成孔樁機入巖相對困難的缺陷。 總之,沖擊鉆機成孔施工可使樁體一次性完成施工，簡化了復雜的施工過程，加快成樁時間，降低塌孔、縮徑等風險，保證了樁體質量。

[1]JGJ94-94建筑樁基技術規范[S].

[2]《樁基工程手冊》編委會.樁基工程手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1995.

何歡軍(1977-)，助理工程師，一直從事施工現場管理工作。