論三軸深攪樁內(nèi)套接施工鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制

陳榮節(jié)

一、工程概況

宏光空降裝備有限公司職工集資房項目位于南京市秦淮區(qū)宏光路1號雙橋新村內(nèi)，東臨育仁路，北臨宏光路，南側(cè)和西側(cè)為雙橋新村小區(qū)。

本項目總用地面積約6300m2，該項目主要為2棟28層的住宅樓，場地東邊住宅樓設(shè)有兩層地下車庫，場地西邊住宅樓設(shè)有半層自行車庫，地面標(biāo)高約為9.40m，樁基主要采用Φ800鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，共390根，基坑支護(hù)工程開挖底標(biāo)高為1#住 宅 樓+5.75～+8.50m，2#住宅樓-1.05～+0.20m。基坑實際挖深1#住宅樓0.90～3.65m，2#住宅樓9.20～10.45m。

本基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，綜合場地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及周邊環(huán)境的保護(hù)要求，以“安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可行，方便施工”為原則，確定本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案為：1#住宅樓為天然放坡，2#住宅樓為單支點鉆孔灌注樁排樁支護(hù)加三軸深攪樁止水方式；本基坑支護(hù)工程排樁采用鉆孔灌注樁，樁頂設(shè)計標(biāo)高為+9.30米（絕對標(biāo)高）。根據(jù)本基坑的開挖深度及周邊環(huán)境要求，確定本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為二級。

本工程由宏光空降裝備有限公司投資興建、江蘇省地質(zhì)工程勘察院承擔(dān)建設(shè)場地的巖土工程詳細(xì)勘察及基坑支護(hù)設(shè)計工作、江蘇建科建設(shè)監(jiān)理有限公司負(fù)責(zé)監(jiān)理。

二、方案選擇

第一，本工程項目南側(cè)施工區(qū)域距離小區(qū)圍墻很近，距居民樓較近，經(jīng)多次論證及實地測量，若按原設(shè)計方案施工，需拆除小區(qū)圍墻、車棚，并遷移樹木。建議并提交南側(cè)支護(hù)形式更改方案獲原設(shè)計院確認(rèn)：南側(cè)支護(hù)形式由原單排鉆孔灌注樁排樁支護(hù)加一排三軸深攪樁，止水形式更改為雙排三軸深攪樁內(nèi)套接施工一排鉆孔灌注樁的支護(hù)形式，同時地下室外墻距支護(hù)樁邊距離由原1.0m（2.3m）縮短至0.7m（詳見圖1），這對樁身垂直度及施工質(zhì)量的要求十分嚴(yán)格。

圖1 基坑南側(cè)局部設(shè)計變更簡圖

第二，本工程施工難度較大。一是在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁成孔難度較大；二是地下室外墻與支護(hù)樁邊距離較小，且在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁，樁身垂直度控制難度較大；三是在三軸深攪樁樁身上施工，對樁機(jī)型號選擇要求較高，無此類工程施工經(jīng)驗參考。

第三，該項目位于南京市秦淮區(qū)宏光路1號雙橋新村內(nèi)，為2棟28層的住宅樓，場地東邊住宅樓設(shè)有二層地下車庫，場地西邊住宅樓設(shè)有半層自行車庫，是宏光空降裝備有限公司職工集資房，是南京市重點民生工程。

第四，能否科學(xué)地解決本工程的技術(shù)質(zhì)量問題，直接影響基坑結(jié)構(gòu)的安全性。

三、現(xiàn)狀與分析

（一）現(xiàn)狀

第一，工程地質(zhì)情況特殊，樁身涉及地層主要有：淺部雜填土，上部為第四系粉土、粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土等，成樁質(zhì)量控制難度較大。

第二，本工程施工難度較大。一是在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁成孔難度較大；二是地下室外墻與支護(hù)樁邊距離較小，且在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁，樁身垂直度控制難度較大；三是在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁，對樁機(jī)型號選擇要求較高，無此類工程施工經(jīng)驗參考。

（二）現(xiàn)狀分析

第一，本工程地質(zhì)情況特殊，地下有15米以上為雜填土及粉土層，易塌孔縮徑，三軸深攪樁成樁難度較大，且在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁難度也較大。

第二，本工程在三軸深攪樁內(nèi)套接施工鉆孔灌注樁，三軸深攪樁樁身強(qiáng)度在1.0Mpa左右，常規(guī)GPS-10型工程樁機(jī)施工較困難，且垂直度不易控制，必須采用垂直度控制較好的GPS-20型工程樁機(jī)施工。

四、方案的可行性分析

（一）需解決的問題

通過工程技術(shù)措施，確保成孔質(zhì)量及樁身垂直度，解決在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁成孔容易斜孔的技術(shù)問題，同時確保三軸深攪樁的止水效果。

（二）可行性分析

第一，不利因素。一是在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁成孔難度較大；二是地下室外墻與支護(hù)樁邊距離較小，且在三軸深攪樁樁身上施工鉆孔灌注樁，樁身垂直度控制難度較大；三是在三軸深攪樁自身上施工鉆孔灌注樁，對樁機(jī)型號選擇要求較高，無此類工程施工經(jīng)驗參考。

第二，有利因素。一是本公司為地基與基礎(chǔ)專業(yè)承包的一級企業(yè)，綜合實力位于江蘇省建筑業(yè)前列，并有地質(zhì)找礦鉆孔經(jīng)驗。二是我們先后施工了南京奧林匹克體育中心、南京圖書館新館、江蘇省科學(xué)歷史文化中心、南京王府園三期工程、華新麗華C1地塊項目、江蘇省檢驗檢疫局二期項目等數(shù)十項省市重點工程。優(yōu)質(zhì)的服務(wù)、工程質(zhì)量贏得了國內(nèi)很多知名企業(yè)的信賴。三是技術(shù)力量雄厚，擁有一批有經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員。四是本公司在南京地區(qū)施工工程較多，對本工程地層工程性質(zhì)較為熟悉。五是公司所有工程項目部認(rèn)真執(zhí)行GB/T50326《建筑工程項目管理規(guī)范》和ISO9001、ISO14001、OHSAS18001質(zhì) 量、環(huán)境、職業(yè)健康安全管理標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格進(jìn)行過程控制，對每道工序都有嚴(yán)格的驗收程序把關(guān)。

五、影響本工程鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量的問題

根據(jù)本工程的現(xiàn)狀及業(yè)主的要求，結(jié)合本公司多年的施工經(jīng)驗，在施工過程存在影響質(zhì)量的問題有：

第一，項目南側(cè)施工場地狹小，地下室外墻距支護(hù)樁邊距離最近處只有0.7m。

第二，三軸深攪樁內(nèi)套接施工鉆孔樁成孔困難。

六、影響三軸深攪樁樁身中鉆進(jìn)成孔質(zhì)量的原因

運(yùn)用因果圖法，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個方面進(jìn)行了原因分析，找出產(chǎn)生問題的原因十四個：

第一，三軸深攪樁樁身水泥土強(qiáng)度不均；第二，現(xiàn)場管理人員工作不到位；第三，施工人員質(zhì)量意識差；第四，三軸深攪樁樁身夾硬物；第五，三軸深攪樁定位有誤差；第六，鉆頭、鉆桿及連接件選擇困難；第七，鉆桿強(qiáng)度不夠；第八，鉆頭質(zhì)量不好；第九，連接件質(zhì)量不好；第十，鉆壓及轉(zhuǎn)速的選擇困難；第十一，鉆頭鉆桿組合方法選擇困難；第十二，鉆孔前垂直度測量方法不易確定；第十三，鉆孔垂直度偏差較大時糾偏困難；第十四，鉆孔樁機(jī)選型不對。

七、制定對策與措施

針對影響產(chǎn)生質(zhì)量問題的主要原因，項目部制定了相應(yīng)的對策，制定了《對策措施一覽表》，參見表1。

表1 對策措施一覽表

圖2

八、質(zhì)量控制的實施

根據(jù)《對策措施一覽表》內(nèi)容，在鉆孔灌注樁、三軸深攪樁實施過程中，做如下質(zhì)量控制：

第一，三軸深攪樁施工前，按設(shè)計圖紙測放樁位，開挖導(dǎo)槽，并重新測放樁位，待三軸深攪樁機(jī)就位后，再進(jìn)行樁位復(fù)測，就位偏差控制在2cm以內(nèi)。

第二，鉆孔樁施工前，開挖溝槽，按設(shè)計圖紙測放樁位，并用鋼筋探測樁位下放是否為三軸深攪樁水泥土體，確保與三軸深攪樁樁身重合作業(yè)。

第三，在施工前認(rèn)真查看地質(zhì)勘察報告，了解雜填土成分及埋深，并對三軸深攪樁樁位位置進(jìn)行地表雜填土換填，及時清理地下障礙物，換填深度至原狀土為止。

第四，控制水泥漿液質(zhì)量。施工前，嚴(yán)格按設(shè)計參數(shù)配制水泥漿液，根據(jù)設(shè)計水灰比計算出水泥漿液比重為1.37，施工過程中，勤測水泥漿液比重。

第五，控制好注漿量。三軸深攪樁施工過程中，分大中小三種施工樁幅，根據(jù)所施工樁幅不同，選擇不同流量的檔位注漿，同時不間斷連續(xù)注漿，確保單樁20%的水泥摻入量，從而保證樁身強(qiáng)度的統(tǒng)一性。

第六，控制好下沉提升速度。在鉆孔和提升全過程中，保持螺桿勻速轉(zhuǎn)動，勻速下鉆，勻速提升，下沉及提升速度均控制在1m/min以內(nèi)，并采取高壓噴氣進(jìn)行孔內(nèi)水泥土翻攪，使水泥土攪拌樁在初凝前達(dá)到充分?jǐn)嚢瑁嗯c土充分拌和，確保攪拌樁的質(zhì)量。

第七，鉆孔樁施工時采用合金鉆頭，低轉(zhuǎn)速進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)，確保有效進(jìn)行水泥土體切割。

第八，采用導(dǎo)正性、穩(wěn)定性較好的GPS-20型工程樁機(jī)進(jìn)行南側(cè)支護(hù)樁施工，同時選用導(dǎo)正性較好的雙腰帶三翼合金鉆頭或桶式鉆頭施工。

第九，鉆孔灌注樁施工過程中，放慢鉆進(jìn)速度，若施工過程中發(fā)生垂直度偏差，采用上部加裝導(dǎo)正裝置進(jìn)行慢速鉆進(jìn)導(dǎo)正。

九、效果對比

（一）工程效應(yīng)

本工程中所采用的三軸深攪樁內(nèi)套接施工鉆孔樁工藝，確保了工程的順利進(jìn)展，也為業(yè)主提高了土地的利用率，通過項目部技術(shù)控制，在不改變原有主體及地下結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提下，完成了本工程的基坑支護(hù)施工工作，克服困難，在窄距范圍內(nèi)，既達(dá)到了支護(hù)作用，也達(dá)到了止水效果。成孔質(zhì)量經(jīng)第三方檢測達(dá)到了預(yù)期效果，也為后續(xù)地下結(jié)構(gòu)施工確保了操作距離。

（二）社會效應(yīng)

根據(jù)本工程的特點采用了有效的技術(shù)改進(jìn)，在施工過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，使本次鉆孔灌注樁與三軸深攪樁咬合施工優(yōu)質(zhì)、安全、順利地完工，得到了業(yè)主、監(jiān)理及建設(shè)行政管理部門的一致認(rèn)可。

十、結(jié)語

在本工程的施工過程中，所有參建人員克服了在施工中出現(xiàn)的各種困難，解決了在狹窄場地中進(jìn)行鉆孔灌注樁與三軸深攪樁咬合施工中支護(hù)止水施工的技術(shù)難題，為今后類似工程積累了施工經(jīng)驗，同時也增強(qiáng)了公司在建筑市場上的競爭力，贏得了經(jīng)濟(jì)效益。