淺談旋挖成孔灌注樁在新近回填土中的施工方法

李 松 張程萍 楊 柳 程 鵬

中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司

施工技術(shù)

淺談旋挖成孔灌注樁在新近回填土中的施工方法

李 松 張程萍 楊 柳 程 鵬

中國核工業(yè)二四建設(shè)有限公司

在新近回填土中采用旋挖鉆機(jī)成孔施工技術(shù)，具有施工效率高，施工安全、環(huán)保的特點(diǎn)，適用于安全文明施工、質(zhì)量要求較高且工期緊的工程項(xiàng)目。

新近回填土；旋挖成孔灌注樁；施工方法

1 引言

對(duì)于新近回填土一般情況下設(shè)計(jì)選用人工挖孔樁，但在實(shí)際施工中如樁身過長，施工速度不僅慢，而且危險(xiǎn)性很大。而采用旋挖成孔灌注樁成為首選，旋挖成孔是鉆孔灌注樁施工中一種較先進(jìn)的施工方法，該施工方法主要特點(diǎn)是施工效率高、安全、環(huán)保，適用于安全文明施工、質(zhì)量要求較高且工期緊的工程項(xiàng)目。

2 工程概況

本工程為32層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，原設(shè)計(jì)選用的為人工挖孔樁，根據(jù)所提供的地勘資料和對(duì)現(xiàn)場的實(shí)地勘察，本工程部分樁身長度超過30米，且地下水較豐富，新近回填土厚度較深，回填土為泥夾石，土體內(nèi)石方含量高，如在上述回填土中采用人工挖孔樁，樁身過長施工速度不僅慢，而且危險(xiǎn)性很大；為保證施工安全，建設(shè)單位多次會(huì)請(qǐng)專家對(duì)本工程樁基選型進(jìn)行論證，最后確定回填土區(qū)域內(nèi)如樁長大于20米采用旋挖成孔灌注樁，在施工時(shí)必須嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

3 主要施工方法

3.1 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇合理施工方式

根據(jù)土質(zhì)情況，施工時(shí)選擇干作業(yè)旋挖成孔工藝及技術(shù)措施，施工前安排鉆機(jī)進(jìn)行試鉆，通過試鉆，對(duì)鉆桿、鉆具、斗齒、護(hù)筒、泥漿、清孔工具、檢測等施工機(jī)械與設(shè)備進(jìn)行選擇和優(yōu)化，對(duì)施工方式、鉆進(jìn)參數(shù)、巖石鉆削時(shí)加壓方式、鉆進(jìn)扭矩、鉆頭轉(zhuǎn)速、進(jìn)尺速度、檢測質(zhì)量控制指標(biāo)等進(jìn)行調(diào)整和固化，明確工效指標(biāo)，合理選擇旋挖機(jī)鉆進(jìn)參數(shù)。

3.2 干作業(yè)旋挖成孔工藝及技術(shù)措施

3.2.1 鉆機(jī)就位

鉆機(jī)平臺(tái)、鉆機(jī)及鉆架穩(wěn)定牢固，不產(chǎn)生位移及沉降；對(duì)鋼護(hù)筒的位置及直徑進(jìn)行復(fù)查，鉆頭、鉆桿中心與護(hù)筒中心的偏差不得大于5cm；電力及機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；

鉆機(jī)就位后，應(yīng)測量護(hù)筒頂或平臺(tái)標(biāo)高，用于鉆孔過程中進(jìn)行鉆孔測量參考；檢查在鉆機(jī)回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)是否有障礙物影響回轉(zhuǎn)；

3.2.2 埋設(shè)孔口護(hù)筒

每根樁鉆孔前孔口設(shè)置堅(jiān)固、不漏水的鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒鋼板厚度不小于10mm。護(hù)筒直徑比設(shè)計(jì)樁徑大20-30cm，頂面高出施工平臺(tái)30cm，埋設(shè)深度不小于5m。

埋設(shè)護(hù)筒采用挖坑法，由吊車安放。護(hù)筒安放后應(yīng)對(duì)其中心位置和垂直度進(jìn)行復(fù)核，并測量護(hù)筒頂高程，根據(jù)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，計(jì)算樁孔需挖的深度。

3.2.3 旋挖鉆機(jī)鉆孔

開始鉆孔時(shí)要保證好鉆桿垂直，鉆機(jī)穩(wěn)定，然后通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土，反復(fù)循環(huán)直至成孔。

3.2.4 鉆孔異常情況處理

當(dāng)發(fā)現(xiàn)坍孔并且坍孔不嚴(yán)重時(shí)，可采用加泥漿并提高比重、加高水頭、埋深護(hù)筒等措施后繼續(xù)鉆進(jìn)；坍孔嚴(yán)重時(shí)，需回填土，再重新鉆孔。

鉆孔中發(fā)生彎孔和縮孔時(shí)，一般可將鉆機(jī)的鉆頭，提起到偏斜處進(jìn)行反復(fù)掃孔，直到鉆孔正直。如發(fā)生嚴(yán)重彎孔、梅花孔、探頭石時(shí)，應(yīng)采用小片石或卵石與黏土混合物回填到偏斜處，待填料沉實(shí)后再重新鉆孔糾偏。

發(fā)生卡鉆時(shí)，不宜強(qiáng)提。應(yīng)查明原因和鉆頭位置，采取晃動(dòng)大繩、采用小鉆頭沖擊以及其他措施，使鉆頭松動(dòng)后再提起。

發(fā)生掉鉆時(shí)，應(yīng)查明情況盡快處理。嚴(yán)禁人員進(jìn)入沒有護(hù)筒或其他防護(hù)設(shè)施的鉆孔區(qū)域內(nèi)。必須進(jìn)入有防護(hù)設(shè)施的鉆孔時(shí)，應(yīng)確認(rèn)鉆孔內(nèi)無有害氣體，備齊防毒、防溺、防埋等安全保證措施后，才可進(jìn)入，并設(shè)專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場指揮。

對(duì)于鉆孔過程中遇到孤石、夾層等特殊地質(zhì)情況時(shí)，要求放慢鉆進(jìn)速度，并延長鉆孔時(shí)間，逐步鉆進(jìn)通過孤石或夾層。

因故停鉆時(shí)，應(yīng)將鉆頭提出孔外，不要將鉆頭放于孔內(nèi)休息或過夜。

3.3 成孔檢查

3.3.1 孔徑、孔形和豎直度檢測

孔徑檢測是在成孔之后，下入鋼筋籠之前進(jìn)行的，是根據(jù)樁徑制做籠式探孔器入孔檢測。檢測時(shí)，將探孔器吊起，孔的中心與起吊鋼絲繩保持一致，慢慢放入孔內(nèi)，上下通暢無阻表明孔徑、孔形及豎直度符合要求。如中間遇阻則鉆孔有縮徑或孔斜現(xiàn)象，必須采取措施消除鉆孔中發(fā)生彎孔和縮孔。

3.3.2 孔深和孔底沉渣檢測

孔深和孔底沉渣采用標(biāo)準(zhǔn)測繩檢測。測法如下：使用滿足灌注樁高度的測錘，慢慢地沉入孔內(nèi)，探測沉渣頂面的位置，其施工孔深和測量孔深之差，即為沉渣厚度。

3.3.3 巖芯取樣

本工程采用巖石單軸抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)樁基礎(chǔ)地基承載力，每個(gè)樁孔鉆取一組巖樣。孔樁成孔過程中，及時(shí)通知監(jiān)理單位、業(yè)主單位及相關(guān)質(zhì)檢部門對(duì)巖芯取樣，取樣后送檢測所進(jìn)行檢測。

3.4 清孔

鉆孔檢查合格后，進(jìn)行清孔。清孔處理的目的是使孔底沉渣厚度符合質(zhì)量要求和設(shè)計(jì)要求。

因本施工場地地質(zhì)情況是回填泥巖、土、原生土及原生泥巖或砂巖，鉆孔方法是干作業(yè)旋挖成孔，此方法更能保證成孔質(zhì)量。個(gè)別孔內(nèi)有少量積水，經(jīng)過鉆孔反復(fù)提鉆排渣將積水基本排除。

經(jīng)過鉆孔完成后，清孔采用同樁直徑的平底雙開門清孔鉆頭進(jìn)行清孔。采用該清孔鉆頭清孔時(shí)可將孔內(nèi)殘留細(xì)小石渣、粉末及積水清除干凈，達(dá)到最終孔底沉渣厚度小于5cm的規(guī)范要求，清孔后再次用測繩檢測孔深。

3.5 旋挖樁成孔驗(yàn)收

旋挖樁成孔后達(dá)到設(shè)計(jì)要求，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理及業(yè)主到現(xiàn)場進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行后面的工序。

3.6 鋼筋籠制作及吊裝

鋼筋籠骨架制作嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求施工。鋼筋籠制作根據(jù)長度采用分節(jié)制作吊裝入孔，分節(jié)制作的節(jié)數(shù)及長度視鋼筋籠總長而定。節(jié)段鋼筋籠成型并經(jīng)檢查合格后，由吊車吊起第一節(jié)鋼筋籠，在吊裝鋼筋籠時(shí)，采用兩點(diǎn)起吊。第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部，第二吊點(diǎn)設(shè)在骨架長度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。吊放鋼筋籠入孔時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔徑，保持垂直，輕放、慢放入孔，入孔后應(yīng)徐徐下放，不宜左右旋轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。若遇阻礙應(yīng)停止下放，查明原因進(jìn)行處理。嚴(yán)禁高提猛落和強(qiáng)制下放。下至最后一根加強(qiáng)筋斷面時(shí)，用兩根鋼管平等對(duì)穿其中，壓在孔口兩側(cè)枕木上，再將第二節(jié)鋼筋籠吊起使其中心與第一節(jié)鋼筋籠中心及樁孔中心重合，兩鋼筋籠主筋接頭對(duì)正，保證鋼筋籠焊接后上下段的軸線在一條直線上，不得出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。接頭采用綁扎焊接連接，搭接長度為單面焊時(shí)不小于12d，雙面焊時(shí)不小于6d(d為鋼筋直徑)。當(dāng)每一主筋接頭焊好后，將箍筋按規(guī)范要求綁扎搭接好，并在主筋接頭附近(約1000mm范圍內(nèi))將箍筋點(diǎn)焊在主筋上，以加強(qiáng)其搭接。

3.7 再次清孔

如果清孔與放置鋼筋籠時(shí)間間隔較大，放置鋼筋籠之前必須再次清孔。或者放置鋼筋籠后檢查發(fā)現(xiàn)沉渣厚度較大，必須用吊車吊起鋼筋籠，清理孔底沉渣直至滿足要求后再放置鋼筋籠，鋼筋驗(yàn)收合格后立即澆筑砼，防止孔壁坍塌。

澆注混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm，孔內(nèi)沉渣測量采用前端懸掛平砣測繩測量，測出的差值即為沉渣厚度。

3.8 混凝土灌注

混凝土采用滑閥式澆筑混凝土，混凝土灌注速度宜為每分鐘0.6～1.0m3。施工時(shí)應(yīng)保證足夠的混凝土初灌量，確保導(dǎo)管下口在一次混凝土灌注面以下，埋入深度不應(yīng)少于800mm；混凝土的初存量應(yīng)滿足首批混凝土入孔，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得小于2m并且不大于6m。

混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，中途不得停頓。并應(yīng)盡量縮短拆除導(dǎo)管的間斷時(shí)間，每根樁的澆筑時(shí)間不應(yīng)太長，須在2小時(shí)內(nèi)澆筑完成。混凝土澆筑完畢，位于地面以下及樁頂以下的孔口護(hù)筒在混凝土初凝前拔出。

灌注樁頂以下5.0m 范圍內(nèi)混凝土?xí)r，應(yīng)保持在灌注時(shí)使用插入式振搗器振實(shí)，每次灌注高度不得大于1.5m。樁頂宜超灌0.8m-1m。

每根樁制作試件每50m3留設(shè)一組，每根樁不少于一組。

3.9 混凝土樁頭破除

樁基達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以后，避免樁基受擾動(dòng)，組織人工進(jìn)行土石方開挖，挖樁間土至地梁底標(biāo)高后即可進(jìn)行樁頭破除處理。采用人工破除樁頭，破除的樁頭運(yùn)出場外指定棄土場棄置。

4 結(jié)束語

旋挖成孔灌注樁在新近回填土中的施工重點(diǎn)是針對(duì)可能出現(xiàn)的塌孔問題采取有效的處理措施，并重點(diǎn)控制樁的垂直度和沉渣厚度，這就要求在施工的每個(gè)環(huán)節(jié)必須有專人檢查監(jiān)督，特別在鋼筋籠放置前必須進(jìn)行二次清孔，此過程必須嚴(yán)格檢測沉渣厚度。在砼澆筑時(shí)時(shí)一定要保證足夠的混凝土初灌量，采用滑閥式澆筑方法，從而保證樁身的質(zhì)量。通過對(duì)前期已完成的樁基進(jìn)行超聲波檢測，施工的樁無三類樁，二類樁僅占到總樁數(shù)的3.7%。

[1]《旋挖成孔灌注樁施工技術(shù)規(guī)程》(DBJ50－156－2012)[2]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)

[3]《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2003)