超長大直徑鉆孔灌注樁施工中的問題及施工建議

袁 超

（貴州中建建筑科研設計院有限公司， 貴陽 550000）

關鍵字：超長大直徑；鉆孔灌注樁；施工建議

0 引言

綜合性大型超高層建筑樁基工程，超高層塔A 棟約35 層（168 米高），荷載較大，地勘單位建議以比較完整的中風化花崗巖層或微風化花崗巖層作為基礎持力層。采用沖擊鉆孔灌注樁基礎，樁基礎嵌入巖石深度宜為3 倍樁徑及以上，地勘單位建議采用“一樁一孔”進行超前鉆探。設計單位樁基設計長度約為100m 左右，設計樁身直徑在1.4m 到2.8m 之間，樁數約200 根左右，屬于超長大直徑鉆孔灌注樁。對于百米左右的超長基樁，由于其樁長大、直徑大，樁身容易產生各種質量問題，現結合工程實際對超長大直徑沖擊鉆孔灌注樁施工中的問題就行研究，為相關工程提供參考。

1 施工中的主要問題與施工建議

1.1 掉鉆和卡鉆

鉆孔灌注樁，在成孔鉆進過程中可能出現的鉆頭卡鉆和掉鉆現象。不同的地質變化環(huán)境和地質條件，是可能導致鉆孔過程中出現卡鉆、掉鉆的重要原因之一，具體表現如下：

鉆孔時遇到結構層地質條件變化而沒及時采取相應措施。如砂土層鉆孔時遇到粘土夾層常常會引起縮徑而導致鉆頭提升不暢。

嵌巖樁鉆頭探入巖層內，因縮徑或孔壁不光滑[1]。

鉆孔過程中遇到漂卵石、孤石等體積較大石塊 而形成歪孔、偏孔、斜孔。在這類孔中易出現事故[2]。

施工建議：在超高層建筑施工項目中，由于樁長較長，穿過較長的土層和砂層，在成孔完成后鋼筋籠下放和混凝土灌注銜接上如果出現問題，根據過往經驗，必須使鉆機繼續(xù)空打以保證整體鉆孔穩(wěn)定性，如果鉆頭長時間停留在樁底可能造成鉆頭上拔出現困難。

另外，鉆孔過程中，鉆機施工隊伍的選擇是至關重要的，可以預見或者應對鉆孔過程出現的各種問題。是否鉆到基巖的判斷，需要技術人員和鉆機操作人員有豐富的技術經驗，根據泥漿的置換情況和鉆機的鉆進進度等綜合評判。

1.2 泥漿問題

泥漿的配制，是超長樁基灌注樁施工技術應用的基礎和前提。眾所周知，泥漿的質量直接影響著超長鉆孔灌注樁施工技術應用水平。

通常來說，在超長鉆孔灌注樁的施工過程中，泥漿的主要作用是護壁、排渣并且冷卻鉆頭。除此之外，在超長鉆孔灌注樁施工技術的應用過程中，性能良好的泥漿，一般失水量會較小，不僅可以使得泥皮相對較薄，也可以使得泥漿具有較高的粘結力，能夠更好地對孔壁進行維護，確保其穩(wěn)定性，同時防止塌孔現象的出現，從而在泥漿的水化作用下，更好地加速粘土和泥漿的分散效果，有效提高粘土的造漿率，保證施工的穩(wěn)定進行。

施工建議：應特別注意泥漿的配比情況，場地的腐蝕性是否對泥漿配比選擇有影響。泥漿配比對護壁穩(wěn)定性，對超長樁的成孔起到很大作用。還有需要引起注意的是泥漿池的設置位置和安全問題，在過去的檢測工作中幾乎每一個泥漿護壁鉆孔施工現場總是發(fā)生泥漿池造成的安全事故，在超高層建筑施工項目中應避免安全事故的發(fā)生。

1.3 鋼筋籠控制

鋼筋籠控制是超長樁基灌注樁施工質量控制措施的重要內容。通常來說鋼筋籠上浮或者下沉都是因為鋼筋籠位置出現變化，鋼筋籠位置高于設計位置或者低于設計位置造成的。在鋼筋籠的上浮情況較為嚴重時往往會降低超長樁基灌注樁的樁體抗水平剪切能力。但是鋼筋籠下沉過多這會給工程施工帶來更多的麻煩和損失。

施工建議：鋼筋加工過程中對加勁箍進行加強，并在起吊前在鋼筋籠內綁扎幾根杉木桿，以增加其整體剛度；在鋼筋籠部分主筋上， 應每隔一定距離設置混凝土墊塊控制保護層厚度， 樁孔本身偏斜、 偏位應在下鋼筋籠前往復掃孔糾正；澆灌混凝土時，應將鋼筋籠固定在孔壁上或壓住。鋼筋籠的起吊和焊接，以及下鋼筋籠包括對孔壁的破壞等需要特別的注意。

1.4 聲測管的安裝

鋼筋籠綁扎或焊接的聲測管的連接是極其重要的，因為對于1.4m 到2.8m 直徑，樁長100m 左右的混凝土灌注樁，如果聲測管出現問題導致聲波透射法的檢測無法進行，從而導致樁基質量無法判定。雖然鉆芯法可以起到檢測作用，但對于100m 左右樁基，保證鉆芯的垂直度是很困難的。同時鉆芯費用的增加和工期的推后造成一系列間接損失，所以聲測管的暢通請務必引起重視。

施工建議：聲測管在每一節(jié)連接完好后，在管內灌滿水，一定要采用干凈的水，泥漿水等對后續(xù)檢測換能器耦合影響很大，容易對樁身質量判定造成影響。發(fā)現有漏水現象需要將聲測管重新提起來檢 査接頭，頂、底口必須封閉嚴實，聲測管與鋼筋籠用鋼筋箍連接，確保聲測管在下放 過程中不移位不彎曲開焊。聲測管下到位后，再用測繩檢測是否到底，確保每根都能夠檢測到底。

聲測管建議采用專用的聲測管，每一節(jié)聲測管的連接方式采用套管連接，焊接容易造成焊孔，漏水，焊渣造成聲測管不暢通，在后續(xù)的檢測中，容易使換能器提升不暢，卡管造成檢測失敗。

1.5 混凝土的灌注

對于大直徑鉆孔灌注樁而言，水下灌注混凝土是很關鍵的工序，因灌注時間長、難度大，極易發(fā)生堵管、頂管、頂面混凝土初凝等問題。在混凝土上升后，阻力逐漸增大，灌注事故多。需要防止鉆孔樁混凝土澆筑時出現堵管、斷樁等問題。混凝土水下灌注過程中需要注意的混凝土供應的連續(xù)性問題，間隔過長可能導致導管不能上拔，從而導致灌注終止。目前二次封底和二次水下灌注混凝土是一個最經濟可行的方式，但是風險很大，現場操作人員需要有極其豐富的經驗，如果二次水下灌注失敗，將導致更大的經濟損失和影響。

施工建議：對導管埋深進行記錄，同時用澆注方量校核混凝土面標高，始終保持導管埋深在2m-6m。提高攪拌站的生產能力，保證混凝土能夠進行連續(xù)澆筑。并且應當保證混凝土的質量，它的和易性、粘稠度、坍落度應符合相關規(guī)范要求。

對于混凝土充盈系數問題，設計單位給出的是1.15-1.25 之間，根據過往在珠三角地區(qū)樁基檢測情況，現場調查得知，類似100m 左右，1.4m-2.8m 大直徑混凝土灌注樁，由于各種原因會出現混凝土灌注超方現象，也就是充盈系數超過1.25的情況，有的甚至達到1.5 的情況。這一現象涉及到樁基擴徑，對于超長樁的側摩阻力有影響，是否均勻擴徑還是 “葫蘆樁”、“大頭樁”等不均勻樁型需要審慎判斷。同時超方對工程量計算計價有直接關系，務必提前關注，避免工程量計價損失。

2 結語

在綜合性大型超高層建筑實際施工過程中，群樁影響是值得關注的，施工中要也要引起注意。在大量的樁基礎檢測工作中，根據檢測中發(fā)現的問題，現場調查施工過程、施工工藝情況并結合相關施工、檢測等文獻資料總結了以上超長大直徑灌注樁施工質量控制建議。