松散地基旋挖成孔灌注樁施工實例分析

【摘要】本文結合工程實例，詳細介紹了當旋挖成孔灌注樁遇到松散土層塌孔時，采用人工淺層挖孔加護簡及泥漿護壁成孔技術，對旋挖成孔灌注樁施工中防止松散砂土塌孔有著非常重要的借鑒意義。

【關鍵詞】松散地基；砂土；旋挖成孔灌注樁；施工

1、工程概況

天水市體育中心游泳館選址位于體育中心用地的南側，體育中心用地的南側，北鄰規劃道路，南鄰羲皇大道，東至羅家溝，西與體育館毗鄰，交通便利。

天水體育中心游泳館地上2層，地下1層，平面呈橢圓形，長短軸為102.9×89.4m，框架結構，建筑面積17688.8㎡。地下室層高5.4米，一層層高4.8米，二層層高7.672米。游泳管屋蓋為球面形狀，鋼結構上弦中心線最高標高：24.3米，采用鋼網殼結構?；A形式為鉆孔灌注樁基礎+鋼筋混凝土承臺基礎+墻下條形基礎+防水板。

本工程樁基設計等級為乙級，采用800直徑泥漿護壁旋挖成孔灌注樁，為端承摩擦樁，有效樁長為12m，共692根，樁頂標高為-7.100m，樁端持力層為圓礫④層，樁尖進入圓礫④層不小于2.5m，單樁豎向承壓承載力特征值1200KN，樁身砼強度等級C30，充盈系數不應小于1.2。

2、地質概況

擬建場地地貌單元屬籍河南岸II級階段地與羅家溝洪積扇區交匯部位，場地工程地質條件較好，無大的地質災害隱患，穩定性較好，屬于建筑抗震一般地段。場地在勘探深度范圍內由耕土（素填土、雜土）、第四紀沖、洪積成因的角礫（粉土、含礫粉土）、粉土（局部夾角礫、中砂、含礫粉土、粗砂）、圓礫（局部夾粗砂）等四層巖土組成，現對各巖土層的特征自上而下分述如下：第①層：耕土，黃褐色，松散，稍濕；本層土在場地內分布不連續，厚度小，成松散狀態，土質不均勻，含有大量的植物根系及少量的砂礫石顆粒，層厚0.30～0.50m。第①1層：素填土，黃褐色，松散，稍濕；本層土在場地內分布不連續，土質均勻性差，含人工回填粉土。層厚0.60～2.00m。第①2層：雜填土，雜色；本層土在場地內分布不連續，土質均勻性差，由大量碎石、煤渣、少量磚塊等建筑垃圾組成，層厚0.60～1.60m。第②層：角礫，雜色，稍密-中密，稍濕，粒徑大于2mm顆粒約占60%左右，余為砂質及不到5%泥質填充。局部夾有碎石，粒徑約120mm，含量在8%～15%之間。顆粒磨圓較差，呈次棱角狀，顆粒分選較好，級配較差，層厚為2.20～4.90m。第②1層：粉土，淺黃色，稍密，稍濕；土質不均勻，具有水平層理，孔隙較發育，含少量的砂礫石顆粒。本層土在場地內分布不連續，層厚為0.70m。第②2層：粉土，黃褐色，稍密，稍濕；土質不均勻，礫粒含量約25%～35%。本層土在場地內分布不連續，層厚為1.90m。第③層：粉土，黃褐色，稍密，稍濕，土質較均勻，具有水平層理，孔隙較發育，局部夾粉質黏土及粉細砂薄層。本層土在場地內分布連續，厚度較大，屬中壓縮性土，無濕陷性，層厚為4.60～13.10m。第③1層：角礫，雜色，稍密-中密，稍濕，粒徑大于2mm顆粒約占65%左右。局部夾有碎石，粒徑約120mm，含量在8%～15%之間。顆粒磨圓較差，呈次棱角狀，顆粒分選較好，級配較差，本層土在場地內分布不連續，層厚為0.40～3.40m。第③2層：粉質黏土，灰褐色，可塑，稍濕，土質較均勻，孔隙較發育，局部呈軟塑。本層土在場地內分布不連續，層厚為0.70～3.60m。第③3層：中砂，雜色，稍密，稍濕；砂質不均勻，粒徑大于0.25mm顆粒約占50%以上，含少量礫石顆粒，本層土在場地內分布不連續，層厚為1.20m。第③4層：含礫粉土，黃褐色，中密，稍濕；土質不均勻，礫粒含量約25%～35%。本層土在場地內分布不連續，層厚為1.10～2.90m。第③5層：粗砂，雜色，稍密，稍濕；砂質不均勻，粒徑大于0.5mm顆粒約占50%以上，含少量礫石顆粒，本層土在場地內分布不連續，層厚為0.40～0.60m。第④層：圓礫，雜色，稍密-中密，稍濕，粒徑大于2mm顆粒約占65%～75%，分選性較差，級配良好，顆粒磨圓較好，圓狀，次圓狀。頂部含20cm左右粗砂，局部夾有卵石，粒徑約120mm，含量在20%～35%。本層在場地內分布連續，厚度較大，本次勘察未揭穿該層，最大揭露厚度6.70m，最大揭露深度25.20m。該場地土在II類環境下對混凝土結構具微腐蝕性，地基土無濕陷性，標準凍土深度為0.61米，勘察深度內未見地下水，不考慮地下水對建筑物的侵蝕性。

3、旋挖成孔灌注樁施工

3.1試挖樁

正式施工灌注樁前，進行試鉆樁。采用干孔成樁工藝，設備用ZR150旋挖機，試樁過程中角礫層、粉土層、中砂層、粗砂層塌孔嚴重，進尺很慢。改用泥漿護壁孔成樁工藝試樁，設備用ZR150旋挖機，效果較好。試樁過程也出現了鉆進極慢或不進尺、樁孔孔壁坍塌、樁孔局部縮頸、樁孔偏移傾斜、孔底沉渣過多現象。對試樁過程中出現的質量問題，組織專業技術人員進行研究，分析認為鉆進極慢或不進尺是因為鉆頭選型不當，鉆頭配重過輕。通過更換或改造鉆頭，加大配重、加強排渣、降低泥漿比重得以解決。成孔過程中或成孔后，孔壁出現不同程度塌孔。 主要是由于土質松散，泥漿護壁不好，護筒埋設不當，筒內水位低，鉆頭鉆速過快或空轉時間太長，成孔后待灌時間和灌注時間過長，是引起塌孔的因素?？稍谠谒缮⒁姿韺油林新裨O護筒，提高泥漿比重和粘度，終孔后補給泥漿，保持要求的水頭高度，成孔后待灌時間一般不超過3h，并盡可能加快灌注速度、縮短灌注時間，在鋼筋籠未下孔內的情況下，出現塌孔，采用漿砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上1～2m，或全孔回填并密實后再用原鉆頭重新鉆孔。在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下，用直徑小于鋼筋籠內徑的鉆頭及優質泥漿掃孔或用導管清孔。樁孔局部縮頸是由于泥漿性能欠佳，失水量大，引起粘性土層吸水膨脹，或形成疏松，蜂窩狀厚層泥皮，新孔孔壁軟土流變形成的，通過控制泥漿比重和粘度，降低失水量得到很好解決。樁孔偏移傾斜是由于鉆機安裝不平或鉆臺下有虛土產生不均勻沉陷造成，安裝鉆機應保持水平、穩固、無束前緣切點，轉盤中心和護筒中心三點面一線；護筒不偏斜，鉆桿不彎曲，主動鉆桿保持垂直?？椎壮猎^多是由于清孔未凈，清孔后待灌時間過長，泥漿沉淀造成，清孔時控制泥漿比重和粘度，不要直接用清水置換，可減少孔底沉渣。旋挖成孔灌注樁施工嚴格按試樁的成樁工藝施工。

3.2旋挖成孔灌注樁施工

施工工藝：開挖預制泥漿池——場地整平——放線、定樁及確定高程——檢查樁位軸線——旋挖鉆就位、挖土方——加水（泥漿、膨潤土等化學劑）——樁底擴徑——成孔驗收——吊放鋼筋籠——鋼筋籠標高位置——放砼導管——水下澆筑——放置泥漿泵——澆筑樁身砼。根據現場實際情況，采用兩臺打樁機同時進行施工，考慮基坑馬道位于基坑北側，兩臺打樁機分別從基坑東西兩端倒退式向馬道方向進行施工。兩臺打樁機平均每天可成孔18根樁，2016年3月24日開始進行井樁施工，2016年4月30日可成全部井樁，工期37天。

4、成樁質量的預防保證措施

成樁過程中常見質量事故有鋼筋籠上浮、砼質量差、堵管、斷樁、夾泥等質量問題，我們主要采取以下預防措施：

①鋼筋籠安放采用吊筋，保證鋼筋籠安放在設計高度，同時鋼筋籠上安設保護層或放置定中器，使鋼筋籠位于樁中心。

②導管使用前，要檢查內壁是否光滑，絲扣是否良好，以及導管密封情況。

③灌注時要嚴格保證初灌量，灌注過程連續、緊湊，每根樁灌注時間宜控制在1.5小時以內，灌注過程中導管要上下緩慢竄動，并控制其合理埋深。