淺析房屋建筑工程中沖孔灌注樁的施工

葉旭初

（福州志順建設(shè)工程監(jiān)理有限公司，福建 福州 350007）

0 引言

對(duì)于那些施工隱蔽、施工難度大的工程，甚至水下作業(yè)，受房屋建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)和水文條件制約的工程，沖孔灌注樁法備受青睞。盡管如此，沖孔灌注樁施工質(zhì)量還是第一位的，其優(yōu)劣直接關(guān)系到房屋整體質(zhì)量，輕則影響到房屋使用功能，重則危及居民生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，在房屋建設(shè)中沖孔灌注樁施工工藝是關(guān)鍵，要加強(qiáng)對(duì)各工序的控制，保證房屋建設(shè)工程質(zhì)量[1-2]。

1 工程概況

該項(xiàng)目位于福州市長(zhǎng)樂(lè)區(qū)大同路，項(xiàng)目名稱(chēng)為“三木翡麗府（備案名錦麟苑）”。目前土地為農(nóng)田，農(nóng)田縱橫交錯(cuò)，種植蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物。中部分布有一條南北走向的寬約5~6m舊河道。地形總體上比較平坦，海拔2.70~3.30m。該場(chǎng)地存在高壓縮性軟弱淤泥層，場(chǎng)地穩(wěn)定性較差，工程建設(shè)中需對(duì)軟弱淤泥層進(jìn)行地基處理，沖孔灌注樁施工工藝成為首選。

2 沖孔灌注樁施工

2.1 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

根據(jù)施工通告要求，施工單位應(yīng)積極開(kāi)展施工場(chǎng)地和道路布置、施工機(jī)械安裝等準(zhǔn)備工作；應(yīng)根據(jù)甲方提供的基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)無(wú)誤后，在工地上進(jìn)行標(biāo)高引測(cè)，劃定建筑軸線；必須對(duì)3個(gè)現(xiàn)場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢查，間隔50m，其位置應(yīng)設(shè)置在不受樁體及車(chē)輛行駛影響區(qū)域；采用直角坐標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量，并在此基礎(chǔ)上設(shè)置平面軸線控制網(wǎng)，并進(jìn)行移交。

2.2 施工工藝流程

采用適合現(xiàn)場(chǎng)的沖孔灌注樁樁機(jī)進(jìn)行二次循環(huán)清孔，其工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 沖孔灌注樁施工工藝流程圖

2.3 施工過(guò)程

2.3.1 成孔工藝

（1）測(cè)量定位。利用全站儀測(cè)定樁位，在樁中點(diǎn)處插入300~400mm鋼筋，然后采用“十字栓樁法”做好標(biāo)記。施工方對(duì)已測(cè)量樁位進(jìn)行自檢，確認(rèn)無(wú)誤后，由監(jiān)理方對(duì)其進(jìn)行復(fù)核。驗(yàn)收合格后，才能進(jìn)行施工。復(fù)測(cè)時(shí)需將誤差控制在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，一般為±50mm。

（2）護(hù)筒埋設(shè)。用厚度約4～8mm的鋼板，其內(nèi)徑比樁身設(shè)計(jì)直徑大100~200mm，上部開(kāi)設(shè)1個(gè)溢漿孔。按照定位時(shí)樁標(biāo)記的中央孔，挖坑下護(hù)筒，使其保持垂直，保證護(hù)筒中心和樁中心重疊，誤差不超過(guò)20mm，然后用黏土填充填料，分層壓實(shí)，一般護(hù)筒長(zhǎng)度為1.5m。遇到障礙時(shí)再做其他處置。

（3）鉆機(jī)定位。在鉆機(jī)安裝好后，進(jìn)行水平調(diào)整，保證鉆頭對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心偏差不超過(guò)20mm，在鉆進(jìn)前，應(yīng)進(jìn)行無(wú)負(fù)荷作業(yè)，并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行檢驗(yàn)。注意：不同地層使用不同鉆頭；如果使用反向循環(huán)鉆井、清孔時(shí)，要控制漿液閥門(mén)，以保證注漿均勻，并保證一定靜壓力；采用最優(yōu)鉆進(jìn)工藝，保證鉆頭能迅速地進(jìn)入土體、巖體內(nèi)部；檢查鉆頭并及時(shí)進(jìn)行校正，確保其垂直度。

（4）設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)。每個(gè)樁基設(shè)置一個(gè)泥漿池，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置一個(gè)以上的泥漿大池以備收集泥漿及外運(yùn)。泥漿池位置不得設(shè)置樁位，泥漿池使用挖掘機(jī)在地面上進(jìn)行開(kāi)挖，挖掘機(jī)走機(jī)時(shí)注意保護(hù)已完成的樁基和正在施工的機(jī)械與人員的安全。由于沖孔樁施工會(huì)產(chǎn)生大量泥漿，故現(xiàn)場(chǎng)需準(zhǔn)備足夠的泥漿車(chē)保證泥漿及時(shí)外運(yùn)，外運(yùn)通道需保證暢通。

（5）沖擊鉆沖孔。沖孔時(shí)要避免雜物落入孔內(nèi)，在開(kāi)始鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺不宜過(guò)快，正常控制在1m/h，相應(yīng)地錘頭沖程要短，但沖擊次數(shù)要密集一些，經(jīng)過(guò)輕沖擊的開(kāi)孔階段之后，即開(kāi)始正常沖孔，可加快速度。強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖層通常是不平整的，也可能為斜面，因此在鉆頭剛接觸巖面時(shí)，極易產(chǎn)生偏斜。施工前先和班組成員做技術(shù)交底，挑選施工經(jīng)驗(yàn)豐富的班組成員，在鉆頭接觸巖面時(shí)，試著沖擊幾陣，如果巖層存在斜面和不平之處，提起鉆頭，向孔底投下填料石將其補(bǔ)平，然后低錘快打，造成一個(gè)小范圍平面，方可繼續(xù)沖孔。在進(jìn)入持力層時(shí)，立即撈出巖樣請(qǐng)監(jiān)理和地勘單位進(jìn)行鑒定，鑒定符合要求后每0.3~0.5m取一次巖樣請(qǐng)監(jiān)理和地勘單位鑒定一次，直至巖性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的終孔條件，報(bào)監(jiān)理和地勘單位進(jìn)行終孔驗(yàn)收。

2.3.2 鋼筋籠制作和吊裝

（1）鋼筋籠制作。所用鋼材等原料在使用前按規(guī)范要求送檢。在鋼筋籠制作之前，施工員對(duì)鋼筋班組成員進(jìn)行技術(shù)交底，鋼筋籠制作應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范及圖紙進(jìn)行。在放置鋼筋籠時(shí)，應(yīng)確保主筋混凝土防護(hù)層厚度，避免出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。在制作完畢后，要對(duì)隱蔽工程進(jìn)行檢查，通過(guò)驗(yàn)收后方可進(jìn)行吊裝。

（2）鋼筋籠吊裝。起重時(shí)應(yīng)合理設(shè)置吊點(diǎn)，以避免鋼筋籠發(fā)生變形。使用起重機(jī)時(shí)，應(yīng)設(shè)置4~6個(gè)起重點(diǎn)，并在鋼筯籠下料之前進(jìn)行。吊點(diǎn)加強(qiáng)焊接，保證起重穩(wěn)定。鋼筋籠放入時(shí)，施工員到場(chǎng)，監(jiān)理人員進(jìn)行旁站，以保證鋼筋籠樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠吊裝完畢至澆筑混凝土的時(shí)間間隔不能超過(guò)4h。

2.3.3 混凝土澆筑

在下導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查每一節(jié)導(dǎo)管，接頭處應(yīng)用密封環(huán)，確保其密封牢固，導(dǎo)管基部與孔底相距300~500mm，在混凝土澆筑之前，對(duì)泥漿性質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制。黏度在20~25s，砂率小于8%；商品混凝土品質(zhì)（和易性、坍落度）及檢測(cè)次數(shù)符合要求。具體施工過(guò)程如下。

（1）第二次清孔。在第一次清孔后，由于安裝鋼筋籠及導(dǎo)管一般需要約1h，因此須進(jìn)行第二次清孔，確保沉渣厚度符合設(shè)計(jì)要求后方可灌注混凝土。

（2）混凝土澆筑。現(xiàn)在的工程項(xiàng)目基本是采用商品混凝土，每車(chē)混凝土隨機(jī)抽樣測(cè)量一次坍落度并記錄。為保證首灌混凝土量達(dá)到規(guī)范要求，料斗的大小須通過(guò)計(jì)算確定，首灌混凝土灌注高度不小于800mm，使混凝土導(dǎo)管底端離樁孔底部300mm且埋管深度不小于500mm，之后連續(xù)灌入混凝土。水下混凝土灌注過(guò)程中，要嚴(yán)格地控制埋管深度，尤其是導(dǎo)管從混凝土液面拔出，避免發(fā)生斷樁事故。必須嚴(yán)格控制埋管深度在2~6m范圍內(nèi)，嚴(yán)禁導(dǎo)管拔空。在混凝土面到達(dá)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，需超灌800mm的浮漿層。

2.4 施工注意事項(xiàng)

（1）現(xiàn)場(chǎng)需加強(qiáng)原材料送檢工作，需嚴(yán)格執(zhí)行送檢制度，各種材料不得遺漏，如遇不合格材料堅(jiān)決不得進(jìn)場(chǎng)使用，水泥、鋼筋均出具出廠合格證明和性能試驗(yàn)報(bào)告等，混凝土根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)做配合比試驗(yàn)，不得直接套用配合比。

（2）鋼筋籠的綁扎、焊接須符合設(shè)計(jì)要求，主筋數(shù)量與圖紙一致。

（3）鋼護(hù)筒的設(shè)置、泥漿的制備、一次清孔、二次清孔要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，杜絕縮徑、夾渣、偏斜等質(zhì)量通病的產(chǎn)生。

（4）當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)狀況導(dǎo)致樁基停止工作時(shí)，應(yīng)派專(zhuān)人補(bǔ)漿，防止塌孔事故。

（5）終孔后要及時(shí)灌注混凝土，不得過(guò)夜，以免造成縮徑、塌孔等質(zhì)量事故。

（6）測(cè)繩定期用鋼尺校正，當(dāng)更換測(cè)繩時(shí)要隨時(shí)用鋼尺校正。

（7）混凝土灌注時(shí)，要防止鋼筋籠上浮，必須對(duì)鋼筋籠采取固定措施，同時(shí)在混凝土灌注到相應(yīng)位置時(shí)，要多次拔管，使導(dǎo)管埋深保持在2m左右。

（8）混凝土灌注結(jié)束，在初凝時(shí)即割斷吊繩，使鋼筋籠不影響混凝土的收縮及鋼筋與混凝土的粘結(jié)。

（9）澆筑結(jié)束后要及時(shí)用水清洗導(dǎo)管，要經(jīng)常檢查管壁、法蘭盤(pán)，隨時(shí)清除砂眼、接口變形等隱患，要及時(shí)更換破損的膠墊和連接螺栓。

（10）如遇混凝土長(zhǎng)時(shí)間停滯未能灌注，應(yīng)以廢料處理，商混站重發(fā)新料。

（11）坍落度試驗(yàn)應(yīng)符合規(guī)范要求，正常情況每臺(tái)班一次，并檢測(cè)砂石含水量、水灰比和坍落度。

（12）如樁基灌注量小于50m3則做一組混凝土抗壓試件，灌注量超過(guò)51m3的樁每根樁做抗壓試塊二組。

（13）保護(hù)好測(cè)量控制點(diǎn)，經(jīng)常性地使用不同儀器進(jìn)行復(fù)測(cè)。

（14）做好施工記錄和各項(xiàng)原始記錄工作，做到資料同步，完工時(shí)資料齊全并及時(shí)整理歸檔，成孔記錄和灌注記錄可留下帶水印的影像資料，以一樁一檔的形式存檔。

2.5 關(guān)鍵工序質(zhì)量控制措施

（1）鉆機(jī)定位：鉆機(jī)就位后，必須進(jìn)行復(fù)查，應(yīng)保證設(shè)備的穩(wěn)定和安全性，為保證其安全行走和操作，可在場(chǎng)地鋪設(shè)鋼板或墊木，鉆頭中心點(diǎn)與樁位中心點(diǎn)的偏差控制不得超過(guò)20mm[4]。

（2）鉆進(jìn)成孔：在鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)遇到斜孔、塌孔及護(hù)筒冒漿、失穩(wěn)時(shí)，立即暫停施工，查明原因排除隱患后才可繼續(xù)施工。

（3）樁身垂直度控制：樁身的垂直偏差不超過(guò)1%，以基準(zhǔn)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，放出軸線并在地面設(shè)置控制網(wǎng)，以保證樁位截面尺寸的正確。每進(jìn)尺一定深度隨即檢查一次，如有偏差時(shí)，立即糾正。

（4）鋼筋籠的成型組裝與吊放：鋼筋籠超過(guò)9m時(shí)，為防止吊裝時(shí)扭曲變形，在主筋內(nèi)側(cè)每隔2m左右設(shè)一道直徑16mm加勁箍筋（以圖紙為準(zhǔn)），在吊點(diǎn)處及1m范圍內(nèi)處增加直徑8mm加密螺旋箍加強(qiáng)強(qiáng)度（以圖紙為準(zhǔn)），與主筋焊接牢固形成鋼筋籠骨架。鋼筋籠一般以9m為一節(jié)制作，鋼筋籠使用吊裝設(shè)備吊放入孔內(nèi)先固定位置后再焊接，焊接接頭錯(cuò)開(kāi)。

（5）水下混凝土質(zhì)量控制：現(xiàn)階段基本是商混站供應(yīng)混凝土。混凝土原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，供方應(yīng)按規(guī)定批次向需方提供質(zhì)量證明文件。質(zhì)量證明文件應(yīng)包括型式檢驗(yàn)報(bào)告、出廠檢驗(yàn)報(bào)告與合格證等，外加劑產(chǎn)品還應(yīng)提供使用說(shuō)明書(shū)。

原材料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)。

（6）導(dǎo)管的使用：導(dǎo)管的壁厚不小于4mm，直徑宜為250mm，直徑制作的偏差不得超過(guò)1mm，以上數(shù)值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況再調(diào)整。導(dǎo)管的每節(jié)長(zhǎng)度按施工要求確定，底管長(zhǎng)度不宜小于4m。導(dǎo)管使用前要應(yīng)試拼裝、試壓。每次灌注后對(duì)導(dǎo)管內(nèi)外進(jìn)行清洗。

（7）樁身混凝土的保證措施：與普通混凝土不同，水下混凝土必須另行配制配合比，按水下混凝土施工技術(shù)要求，增加水泥用量將混凝土提高一級(jí)強(qiáng)度等級(jí)。

（8）二次清孔：鋼筋籠吊裝完畢后，立即進(jìn)行二次清孔，并應(yīng)進(jìn)行孔位、孔徑、垂直度、孔深、沉渣厚度等檢查，合格后應(yīng)立即灌注混凝土。

應(yīng)控制最后一次灌注量，超灌高度宜為0.80m，鑿除超灌的部分后必須保證露出的樁頂混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（9）注漿：注漿器下部伸至樁底端，沿鋼筋籠對(duì)稱(chēng)設(shè)置。成樁后2~30d內(nèi)注漿，采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。注漿一般分二次進(jìn)行，第一次注漿完畢后暫停2h，待水泥初凝，再進(jìn)行第二次注漿。注漿壓力達(dá)到上限值時(shí)可停止，具體以實(shí)際情況為準(zhǔn)。

（10）樁基質(zhì)量檢測(cè)：目前樁基質(zhì)量的檢測(cè)手段有高應(yīng)變檢測(cè)、低應(yīng)變法檢測(cè)、基樁聲波透射法檢測(cè)、單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)等，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求做相應(yīng)的檢測(cè)。

若經(jīng)以上檢測(cè)后仍對(duì)樁基質(zhì)量有疑問(wèn)可進(jìn)行鉆芯。鉆穿樁底后，應(yīng)鉆入樁底巖層達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并取芯樣，觀察芯樣的沉渣厚度。每根鉆芯樁按規(guī)范取混凝土芯樣和樁底巖芯樣進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

沖孔灌注樁施工技術(shù)相對(duì)比較復(fù)雜，造價(jià)也很高，廣泛地用于地質(zhì)條件惡劣的建筑施工中。為提高施工質(zhì)量，需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行細(xì)致地分析，消除各種不利影響并嚴(yán)格按照規(guī)范與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放樣、清孔、鋼筋籠制作、澆筑混凝土等，這樣才能保證樁基整體質(zhì)量，從而確保房屋的使用功能以及保障人民生命和財(cái)產(chǎn)安全。