沼澤地質(zhì)灌注樁施工控制要點(diǎn)

元永勛

（中交四航局第二工程有限公司，廣州510300）

1 工程概況

灌注樁施工屬于地下隱蔽工程，容易產(chǎn)生施工質(zhì)量隱患，特別是在特殊地質(zhì)區(qū)域施工更難控制。沼澤地土質(zhì)含水量高、壓縮性高、流變性高、強(qiáng)度低、滲透率低。因其特殊的工程特性，成孔難度大；土體本身富含水，加上水位變動過快，容易造成護(hù)壁塌孔、護(hù)筒下沉和傾斜、鉆機(jī)偏移和傾斜、孔位偏移和傾斜。

固廢項(xiàng)目部灌注樁施工所在處為市區(qū)保留濕地，雨季時(shí)作為排洪及蓄水庫區(qū)使用，季節(jié)性被淹，地質(zhì)條件為沼澤區(qū)，表面覆蓋植被，地下大約4～13m范圍均為長期飽水的泥炭黑色淤泥質(zhì)腐殖土。根據(jù)地勘報(bào)告，標(biāo)準(zhǔn)貫入度0～2擊。樁基總量為1 078根。樁直徑有600mm、800mm、1 000mm、1 200mm、1 500mm、1 800mm等不同截面，樁長為17～25m。

2 樁位控制

2.1 施工平臺加固

施工前先采用回填渣料對場地進(jìn)行軟基處理，回填厚度為1.5m。

2.2 樁位放樣

樁位放樣采用GPS坐標(biāo)法對鉆孔樁樁位放樣：先放出樁位中心點(diǎn)，然后引測至四周做好保護(hù)，用于護(hù)筒埋設(shè)過程控制。樁位可根據(jù)施工進(jìn)展用極坐標(biāo)法分批測放，按照當(dāng)?shù)匾?guī)范，成孔樁位與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位間偏差應(yīng)≤75mm，故測量放點(diǎn)時(shí)盡可能減少此誤差。樁位采用木樁做標(biāo)識，入土深度≥25cm，樁位測放完成后應(yīng)采取有效的保護(hù)措施。

2.3 埋設(shè)護(hù)筒

為了有效阻斷深厚淤泥進(jìn)入孔內(nèi)，防止淤泥質(zhì)土體因高流動性和低韌性形成擴(kuò)孔和塌孔，需埋設(shè)護(hù)筒進(jìn)行施工。

1）埋設(shè)護(hù)筒深度需要穿透表層淤泥質(zhì)腐殖土，考慮到重復(fù)使用，擬選擇壁厚12mm的Q235鋼管樁護(hù)筒，護(hù)筒內(nèi)徑與樁徑相等。

2）現(xiàn)場表層淤泥質(zhì)腐殖土厚度為4～13m，護(hù)筒需穿透此淤泥層，長度較大，需要借助振動錘振動或旋挖鉆機(jī)旋入進(jìn)行埋設(shè)。

3）護(hù)筒頂面應(yīng)高于地面0.3～0.5m，周圍空隙用黏土填充，避免護(hù)筒掉落。護(hù)筒埋設(shè)須保證護(hù)筒垂直、護(hù)筒上口水平，且埋設(shè)時(shí)護(hù)筒頂?shù)捻敻吒哂诘叵滤?m。

4）護(hù)筒埋設(shè)完成后，對護(hù)筒埋設(shè)偏差進(jìn)行校核確認(rèn)，護(hù)筒頂面中心與設(shè)計(jì)樁位偏差≤7.5cm，傾斜度≤1%。若超出設(shè)計(jì)要求，需拔出護(hù)筒重新埋設(shè)。

5）完成灌注施工后，需要將護(hù)筒上的吊環(huán)撤出來，然后套上鋼絲繩套，固定鋼護(hù)筒，為避免大體積的土塊落入而影響混凝土質(zhì)量，必須控制護(hù)筒被緩慢提出。待旋挖機(jī)把鋼護(hù)筒拔出至淤泥層后，換用履帶吊機(jī)拔除。加強(qiáng)對現(xiàn)場護(hù)筒拔除工作的管控，必須保持護(hù)筒垂直，且緩慢拔出。

3 鋼筋籠保護(hù)層控制

3.1 鋼筋骨架成型

嚴(yán)格按相應(yīng)的施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋籠的綁扎，具體制作步驟如下：

1）根據(jù)施工圖紙及設(shè)計(jì)要求下料，在鋼筋籠場地制作時(shí)主筋采用點(diǎn)焊連接。

2）制作箍筋和加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋采用電焊連接，箍筋采用綁扎連接。

3）在制作平臺上制作成型：

（1）調(diào)整焊接過程的電流，避免因電流過大出現(xiàn)“咬筋”現(xiàn)象；必須嚴(yán)格保證加強(qiáng)筋與主筋焊接的牢固性。

（2）采用綁扎連接的方式將主筋和螺旋箍筋連接起來，為避免鋼筋籠出現(xiàn)變形，采用焊接加固的方式固定主筋和加強(qiáng)筋，并要嚴(yán)格控制主筋間距的均勻性。

3.2 鋼筋籠拼接

鋼筋籠根據(jù)樁長不同采用單節(jié)或分節(jié)制作，單節(jié)長度12m。鋼筋籠在鋼筋加工場內(nèi)按圖紙加工完成后，分節(jié)運(yùn)至現(xiàn)場，在下鋼筋籠時(shí)根據(jù)鉆孔深度拼接鋼筋籠。

拼接時(shí)，先用鋼管將下部鋼筋籠固定在護(hù)筒上，然后吊裝上部鋼筋籠。鋼筋籠主筋之間先采用點(diǎn)焊固定，然后用扎絲綁扎箍筋。根據(jù)圖紙要求，縱向受力搭接長度為48d（d為縱向受力鋼筋的較大直徑）。

根據(jù)第二節(jié)鋼筋籠最重為TS區(qū)域47#和48#灌注樁，φ1 500mm，樁長20.6m，鋼筋籠質(zhì)量達(dá)到了3.465t，其中第一節(jié)鋼筋籠質(zhì)量為2t，第二節(jié)鋼筋籠質(zhì)量為1.655t。按鋼筋每點(diǎn)焊受力40kg×9.8N/kg=392N考慮，該灌注樁主筋連接需有1.655t×1000kg×9.8N/kg÷392N=42個焊縫，現(xiàn)場施工按每根主筋2個焊縫焊接，總共需要82個焊縫，故滿足要求。

3.3 鋼筋籠吊放

吊點(diǎn)選取φ25m鋼筋，焊接在主筋上，第一吊點(diǎn)焊接一段，第二吊點(diǎn)呈180°同一截面設(shè)置2個吊點(diǎn)，鋼筋籠頂端同一截面也設(shè)置2個吊點(diǎn)。起吊時(shí)采用2點(diǎn)吊法，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)到上面1/3點(diǎn)。先提起第一吊點(diǎn)，當(dāng)骨架稍微提起一定高度后，再起吊第二吊點(diǎn)。當(dāng)鋼筋籠徹底離開地面后，停止對第一吊點(diǎn)的起吊工作，緩慢放松第一吊點(diǎn)，待鋼筋籠和地面處于垂直的狀態(tài)后，就可以停止起吊工作。解除第一吊點(diǎn)，對鋼筋籠的狀態(tài)進(jìn)行檢查，保證其順直度符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。

鋼筋籠入孔后，扶正鋼筋籠，為了避免鋼筋籠和孔壁發(fā)生碰撞，合理控制鋼筋籠的下降速度。按由下到上的順序解去綁扎點(diǎn)。待鋼筋籠到達(dá)第二吊點(diǎn)接近孔口時(shí)，用鋼管將鋼筋籠臨時(shí)支撐在孔口，并將鋼筋籠的吊鉤移到鋼筋籠頂端，撤掉臨時(shí)支撐，繼續(xù)下方鋼筋籠，直到其被下降到骨架最后一圈箍筋處。

4 樁身質(zhì)量控制

4.1 泥漿控制

可根據(jù)地質(zhì)層情況靈活調(diào)整泥漿比重和鉆進(jìn)方法，在易塌孔部位鉆進(jìn)時(shí)，采用低速低壓鉆進(jìn)，提高護(hù)筒內(nèi)水頭，增大泥漿密度，并保持泥漿循環(huán)順暢；進(jìn)入風(fēng)化巖層后，為減少孔底沉渣和清孔時(shí)間，可適當(dāng)降低泥漿密度和加快鉆進(jìn)速度。

成孔護(hù)壁泥漿配置參數(shù)見表1。

4.2 沉渣控制

為確保灌注樁樁端沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)要求，擬采用以下措施處理：

表1 泥漿參數(shù)

1）調(diào)整泥漿參數(shù)，泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土進(jìn)行造漿，并在施工過程中經(jīng)常檢測和控制泥漿密度、黏度和含砂率。為降低泥漿的含砂率，需要采取有效的凈化措施對灌注后回收的泥漿進(jìn)行處理。

2）灌注后回收的泥漿輸入沉淀池，經(jīng)泥漿凈化處理器處理后，合格的泥漿輸入供應(yīng)池，確保泵入鉆孔的泥漿的含砂量＜4%。

3）完成導(dǎo)管的下設(shè)后，需要檢測沉渣的厚度，如果沉渣厚度超標(biāo)，那么就需要采取泥漿正循環(huán)工藝二次清孔，具體做法為：先用測繩（掛吊錘）下到孔底后上下掂動，如果感覺觸碰到巖層，記錄好孔深，然后停止清孔10min，再次用測繩測量孔深，記錄2次孔深之差，即為沉渣厚度；如果厚度不符合設(shè)計(jì)要求（≤40mm），則繼續(xù)清孔直到合格為止；沉渣厚度檢測合格后，取孔底500mm內(nèi)泥漿檢測各項(xiàng)性能，滿足要求后報(bào)驗(yàn)完成即可進(jìn)入下道工序，不滿足要求則繼續(xù)清孔【1】。

4.3 導(dǎo)管施工

混凝土采用導(dǎo)管法灌注，導(dǎo)管φ200mm用于φ600mm灌注樁或φ250mm用于φ800mm、φ1 000mm、φ1 200mm和φ1 500mm灌注樁，導(dǎo)管壁厚≥4mm，2節(jié)導(dǎo)管之間用絲扣或鋼絲繩插入卡槽連接，采用吊機(jī)進(jìn)行提升，在開展提升操作的過程中，注意盡量不要觸碰鋼筋籠。

導(dǎo)管需要在施工現(xiàn)場完成拼接和試壓，只有其密封性和垂直度符合相應(yīng)的要求，方可投入正常使用。

根據(jù)混凝土灌注前孔的實(shí)際深度確定導(dǎo)管下設(shè)總長度，通常來說，導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為2～6m。在配管的過程中，需要遵循導(dǎo)管總長為孔內(nèi)管長和孔外管之和的原則。

4.4 混凝土澆筑

采用以下幾點(diǎn)措施對混凝土澆筑質(zhì)量進(jìn)行控制：

1）只有監(jiān)理工程師下達(dá)了灌注指令，方可開展灌注施工材料。在開展灌注施工操作的過程中，需要及時(shí)測量混凝土面的上升高度，由此計(jì)算導(dǎo)管的埋深深度，并確定導(dǎo)管的拆卸長度。

2）在開展水下混凝土灌注施工的過程中，需要合理控制導(dǎo)管的埋深處于2～6m，為后續(xù)的提管提供便利。灌注時(shí)，需要配備專業(yè)的工作人員對管內(nèi)外混凝土的高度差以及導(dǎo)管的埋深度進(jìn)行測量，然后仔細(xì)填寫混凝土澆筑記錄。

3）在澆灌施工的過程中，需要合理控制進(jìn)料的速度，保證混凝土面可以保持勻速上升；水下混凝土的澆筑施工需要連續(xù)進(jìn)行，按初盤混凝土的初凝時(shí)間控制每根樁的澆筑時(shí)間，仔細(xì)記錄和備案澆筑施工過程中所出現(xiàn)的故障和問題，為日后的工作核查以及成本核算提供參考。

4）為了降低混凝土對孔壁的沖擊力，必須保證混泥土的灌注是勻速進(jìn)行的。完成灌注施工后，檢測混凝土面，只有混凝土達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，方可緩慢地拔出導(dǎo)管。

5 結(jié)語

斯里蘭卡固體廢棄物處理項(xiàng)目總共施工1 078根灌注樁，每根樁都進(jìn)行低應(yīng)變檢測，同時(shí)選取總數(shù)5%的樁進(jìn)行高應(yīng)變檢測，所有檢測全部滿足設(shè)計(jì)要求。灌注樁施工措施得當(dāng)，施工質(zhì)量得到了有效控制，保障了工程質(zhì)量和進(jìn)度。