水利項(xiàng)目中的灌注樁群樁基礎(chǔ)施工工藝

蔡楚輝 中交四航局第七工程有限公司

1.工程概況

廣州南沙新區(qū)明珠灣區(qū)工程，重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容包含海堤達(dá)標(biāo)加固、濱海景觀帶、東圍尾水閘與東環(huán)涌南水閘、1座東圍尾泵站（所處位置在規(guī)劃縱一涌南端）、1座水上巴士碼頭（所處位置在東環(huán)涌南端堤岸外）。在整個工程建設(shè)中，樁基礎(chǔ)為基礎(chǔ)施工內(nèi)容，包含灌注樁、攪拌樁等。

根據(jù)地質(zhì)情況及施工數(shù)量較大、工期短等特點(diǎn)，項(xiàng)目部選擇HG200正反循環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行成樁，泥漿護(hù)壁，導(dǎo)管法灌注水下混凝土。

2.灌注樁施工

2.1 施工工藝流程

施工前測量放出灌注樁的位置，然后用反鏟對場地進(jìn)行清理、平整，鋼護(hù)筒埋設(shè)完成后沖孔機(jī)就位，進(jìn)行沖孔作業(yè)、鋼筋籠安裝、水下混凝土澆筑，待強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后開展樁身檢測及樁頭鑿除等工序。

2.2 測量放線

在相關(guān)灌注樁所用到設(shè)備機(jī)械正式入場之前，負(fù)責(zé)測量工作人員可使用全站儀來依照已閉合導(dǎo)線點(diǎn)來對灌注樁所處位置進(jìn)行放樣與復(fù)測；完成該步驟后，即可在放出樁位線的同時，增加對灌注樁控制樁的設(shè)置并對其進(jìn)行加固處理。值得注意的是，在選擇控制樁位置時，必須要確保所選位置能夠保持不變且相關(guān)施工車輛無法壓到的地方。完成這些步驟后，則需上報給監(jiān)理工程師審批，通過以后方可正式開始施工。

2.3 護(hù)筒埋設(shè)

完成測量組放樣步驟，要分別在橫向與縱向每一側(cè)位置引出2個間距為2m的控制樁，該施工步驟目的是在鉆孔過程能夠控制軸線偏位。在控制完畢樁引后，相關(guān)人員即可拉好十字線，并與此同時使用線錘來調(diào)整鉆頭位置，直達(dá)其位十字線中心為止。

開挖埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒壁厚5～8mm，護(hù)筒埋深深度≥2000mm，外露＞30cm。護(hù)筒埋入后控制樁位十字線，用線錘配合鉆機(jī)調(diào)整護(hù)筒的偏位及傾斜情況。規(guī)范護(hù)筒允許偏差5cm。護(hù)筒埋設(shè)好后拉十字線將控制點(diǎn)引在護(hù)筒上。人工使用黏性土分層夯實(shí)護(hù)筒周圍。

2.4 反循環(huán)鉆機(jī)就位鉆孔

鉆機(jī)就位后，檢測鉆機(jī)支撐平臺是否堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)固、不下陷，必須保障鉆機(jī)在施工過程中一直保持水平，且不位移、鉆架垂直。測量人員用儀器復(fù)核樁中心坐標(biāo)，確定是否有誤，測量護(hù)筒頂標(biāo)高并做好記錄。將鉆頭對準(zhǔn)鉆孔中心，同時保證鉆機(jī)底座水平、樁架垂直。

開鉆前在孔內(nèi)存適量泥漿，將鉆頭提升至孔底約30cm，待泥漿循環(huán)暢通后開始鉆進(jìn)。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔過程中泥漿通過泥漿管從鉆桿外側(cè)注入井孔，用泥石泵將鉆渣從鉆桿內(nèi)吸出。開始鉆進(jìn)時采用低檔位慢速鉆進(jìn)，以保證樁位的準(zhǔn)確性，鉆至護(hù)筒以下時則以正常速度鉆進(jìn)。

2.5 清孔

施工時密切注意土層的變化，當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)到達(dá)強(qiáng)風(fēng)化巖層頂面時，通知監(jiān)理、總包單位及設(shè)計(jì)等到場驗(yàn)證；當(dāng)進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層2.0m時，通知總包單位、駐地監(jiān)理工程師和設(shè)計(jì)代表到現(xiàn)場驗(yàn)孔，認(rèn)可后驗(yàn)收與記錄隱蔽工程。

當(dāng)成孔工序已確認(rèn)被驗(yàn)收合格，即可開始第一次清孔施工環(huán)節(jié)。第一次清孔采用換漿法施工，即終孔后以相對密度較低的泥漿壓入孔內(nèi)，并使用泥漿泵來有層次地?fù)Q出孔內(nèi)浮懸沖渣以及相對密度較大泥漿。控制清孔后的泥漿比重在1.03～1.1g/cm3，泥漿的含砂率＜2%，黏度控制在17～20mPa·s，膠體率＞98%。值得注意的是，對于清孔排渣環(huán)節(jié)來說，必須要維持孔內(nèi)水頭狀態(tài)，從而有效避免發(fā)生坍孔現(xiàn)象。此外，如果在完成清孔后依然殘留泥渣，則該部分泥渣需要通過泥漿泵來將其泵入已在地面建造完成的沉淀池中；該環(huán)節(jié)中，經(jīng)沉淀后依然可使用的泥漿會在經(jīng)過過濾后進(jìn)入儲漿池，而余渣用專用運(yùn)渣車外運(yùn)棄置。

2.6 鋼筋籠安裝

由25t汽車吊吊起鋼筋籠后，放入合格的樁孔中。在該施工步驟中，必須保證鋼筋籠入孔后定位標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

2.7 灌注水下混凝土

灌注水下混凝土是鉆孔樁施工的重要工序，應(yīng)注重其質(zhì)量控制工作。對于鉆孔作業(yè)來說，確保其質(zhì)量已檢驗(yàn)合格，才能正式開啟灌注施工流程：

首先，在正式灌注水下混凝土之前，一定要測量并確定孔底沉淀層的厚度。如果沉淀厚度超過設(shè)計(jì)規(guī)范要求，用噴射法向孔底噴射3～5min，使沉淀懸浮。

接著，把第一批次混凝土灌入孔底后，馬上就要測探出孔內(nèi)混凝土頂面高度，并與此同時安排專業(yè)人員來計(jì)算導(dǎo)管位于混凝土內(nèi)部時應(yīng)該埋置的深度，只有滿足計(jì)算結(jié)果要求，才能正式開始灌注施工。

然后，正式開始灌注之后，一定要保證灌注過程的緊湊性與連續(xù)性，且中途一定不能停止施工。在正式灌注水下混凝土?xí)r，一定要避免混凝土拌合物發(fā)生溢出漏斗頂部或者掉出漏斗外而掉入孔底現(xiàn)象。這是因?yàn)椋摤F(xiàn)象會造成泥漿內(nèi)部因殘留水泥而稠度變高且發(fā)生凝結(jié)，從而導(dǎo)致整體施工質(zhì)量受到影響。

同時，注意對管內(nèi)混凝土下降情況、孔內(nèi)水位升降情況進(jìn)行觀察，并實(shí)時對孔內(nèi)混凝土頂面高度進(jìn)行測量；與此同時，負(fù)責(zé)人員必須根據(jù)相關(guān)規(guī)范來確保提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管工作的準(zhǔn)確性。

最后，為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上加灌0.5m。混凝土灌注到接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時，施工人員計(jì)算所需混凝土數(shù)量(計(jì)算時將導(dǎo)管內(nèi)的數(shù)量估計(jì)在內(nèi))，與攪拌站做好溝通，以免浪費(fèi)。

3.攪拌樁施工

軟土地基的承載能力不足，在正式施工前利用水泥攪拌樁加固處理。樁體的樁徑設(shè)為500mm，固化劑選用普通水泥，強(qiáng)度等級至少達(dá)到32.5MPa。利用4攪2噴法施工，具體流程為：

（1）現(xiàn)場準(zhǔn)備工作：全面清理樁位地表以及地下障礙物，待其保持潔凈后再平整場地。

（2）測量放樣：以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，在經(jīng)過處理后的地面上測放每根樁的位置，并設(shè)置顯眼的標(biāo)記，以便后續(xù)根據(jù)該標(biāo)志在指定樁位處施工。

（3）鉆機(jī)就位：確定孔位后將鉆機(jī)置于該處，經(jīng)過調(diào)整后使鉆桿頭對準(zhǔn)孔位中心，盡可能減小樁位對中偏差（該值不超過5cm）；此后對鉆機(jī)做水平校正，調(diào)整鉆桿軸線，確保鉆桿的傾斜度不超過1%。

（4）拌制漿液：在深層攪拌機(jī)運(yùn)行期間，后臺及時組織漿液的拌制作業(yè)，嚴(yán)格控制原材料的用量、水灰比等相關(guān)參數(shù)。產(chǎn)出質(zhì)量達(dá)標(biāo)的水泥漿后將其導(dǎo)入集料斗內(nèi)，以便使用。

（5）正式鉆進(jìn)：鉆機(jī)就位后啟用主電機(jī)鉆機(jī)，期間密切觀察攪拌鉆頭的位置，待其接近地面時泵送水泥漿。深度尺盤的控制為重點(diǎn)內(nèi)容，該值應(yīng)等同于設(shè)計(jì)加固深度和樁基橫移槽距地面高度的總和。經(jīng)過鉆進(jìn)后，若深度尺盤達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)則結(jié)束鉆進(jìn)作業(yè)，鉆頭反轉(zhuǎn)。

（6）送料：開啟閥門，開始噴送提前拌制好的漿液。

（7）提升鉆頭：隨送料量的逐步增加，待漿液到達(dá)樁底后提升攪拌鉆頭，通常其在樁底滯留2～4min，以保證樁底漿液加固效果。待提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置時暫停噴漿施工，勻速提升鉆頭，全程速度不超過0.8m/min。待攪拌樁頭到達(dá)樁頂時停止繼續(xù)提升，在原位轉(zhuǎn)動2min，目的在于保證樁頭的均勻性。

（8）二次攪拌：攪拌樁頭提升出原地面后開始第二次攪拌。

（9）停機(jī)：若攪拌樁頭移動至地面以上且現(xiàn)場無異常狀況，則停止主電機(jī)的運(yùn)行，詳細(xì)記錄施工數(shù)據(jù)。

（10）鉆機(jī)移位：按照前述所提的流程施工后完成一根樁的施工，此時清理殘留在葉片和鉆桿上的泥漿，再根據(jù)施工進(jìn)度規(guī)劃調(diào)整鉆機(jī)的位置，使其到達(dá)下根樁位處，再按照前述所提方法施工。按流程重復(fù)施工，最終建成各灌注樁，形成完整、穩(wěn)定的灌注樁群樁基礎(chǔ)。

4.結(jié)束語

鉆孔灌注樁在加固現(xiàn)場地基中具有良好的應(yīng)用效果，其操作較為便捷、施工內(nèi)容精簡、成樁質(zhì)量較好，因此在水利項(xiàng)目基礎(chǔ)施工中取得廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際施工中，應(yīng)充分關(guān)注現(xiàn)場地質(zhì)條件，合理設(shè)計(jì)鉆孔灌注樁施工方案，由專員將施工準(zhǔn)備、鉆機(jī)就位、鉆孔、噴漿、沖洗、移機(jī)等各階段的工作落實(shí)到位，并加強(qiáng)質(zhì)量控制，最終建成滿足質(zhì)量要求的灌注樁群樁基礎(chǔ)。