已回填后樁網(wǎng)條件下樁基施工工藝與質(zhì)量控制

齊志QI Zhi；許凌峰XU Ling-feng；吳瑞旭WU Rui-xu；董文輝DONG Wen-hui

（中鐵建工集團有限公司南京分公司，南京 210000）

0 引言

隨著我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，為保障房屋建筑及道路基礎(chǔ)安全，對基礎(chǔ)的沉降要求越來越高。軟土地基加固常采用預(yù)應(yīng)力管樁樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)合地基處理、CFG 樁地基處理等方式，但在采用了預(yù)應(yīng)力管樁樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)合地基處理加固的軟土地基地質(zhì)條件下，其管樁及樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)會作為地下障礙物被回填層隱蔽在地下，管樁將與后期樁基發(fā)生位置沖突，對后期樁基施工造成極大困難。

本文以無線谷科技園項目為例，提出一種針對已回填區(qū)無法采用挖機開挖探明管樁及樁帽位置的工程樁施工的新工藝。本工藝利用沖擊鉆與回旋鉆在各土層鉆進優(yōu)勢和對二次成孔質(zhì)量的管控，實現(xiàn)了高效循環(huán)的施工流程，節(jié)約了施工成本，提高了成樁質(zhì)量。

該工程位于南京市江寧區(qū)蘇源大道東側(cè)、秣周東路北側(cè)，地面高-1.35～-0.85m，基底相對標高-11.45～-11.05m，基坑開挖深度10.00～10.60m。項目總建筑面積170623.1平方米，總用地面積61806.35 平方米。該項目已回填區(qū)無法采用挖機開挖探明管樁及樁帽位置的工程樁在施工過程中存在以下難點：

①工程樁與管樁、樁帽及樁帽間連接鋼筋存在沖突現(xiàn)象，成樁困難，常規(guī)機械無法施工，必須先破除樁帽及連接鋼筋。常規(guī)處理方案可采用人工挖孔樁挖至樁帽位置，再破除樁帽及連接鋼筋，或采用沖擊鉆機直接沖擊破除樁帽及連接鋼筋兩種方案，但因站前單位仍有土方機械車輛在路基上行走，人工挖孔樁安全隱患極大，不可采用，僅能選擇沖擊鉆機沖孔方式破除樁帽及連接鋼筋。

②路基回填60cm 高碎石層及土工格柵層，鉆孔過程中會發(fā)生塌孔、漏漿及混凝土超方嚴重現(xiàn)象。

③工程樁施工與路基回填及附屬工程存在交叉施工，影響大，工期緊，單獨采用沖擊鉆機成孔，成孔耗時長、效率低，且用電負荷大，在電力滿負荷運轉(zhuǎn)下已無法通過增加樁機數(shù)量加快成樁速度，無法滿足工期要求。

1 施工流程與工藝優(yōu)勢

本工藝包括鉆孔施工和樁體施工兩部分，施工流程如圖1 所示。本工藝適用于經(jīng)預(yù)應(yīng)力管樁樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)處理的軟土地基區(qū)域內(nèi)超長樁基施工，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

圖1 工藝流程圖

圖2 關(guān)鍵施工步驟

①利用沖擊鉆機可破除堅硬障礙物特點破除樁帽及連接鋼筋[1]，為后續(xù)回旋鉆機鉆孔破除地下障礙物，引孔完成后可繼續(xù)移至下一樁位，流水施工，縮短施工周期，提高工作效率[2]。引孔完成后再利用回旋鉆在黏土等軟弱土層鉆進效率高優(yōu)勢進行鉆進，加快成孔速度，節(jié)省工期。

②采用成品超長鋼管成品超長鋼護筒穿過碎石回填層并埋入黏性土層不小于1m，形成封閉不透水鋼護壁解決塌孔[3]、泥漿外漏及混凝土超方嚴重問題。

2 施工要點與質(zhì)量控制要求

2.1 鉆孔施工流程與質(zhì)量控制要求

鉆孔施工過程與質(zhì)量控制要點包括：

①場地平整。施工前應(yīng)對場地進行平整壓實，滿足沖擊鉆機、回旋鉆機操作空間及對場地承載力的要求，并保證樁機在正常工作中運行穩(wěn)定。施工前應(yīng)進行充分的地勘工作，并計算場地承載力。

②測量定位。依據(jù)樁基中心軸線坐標值，標出樁位，打入鋼筋頭并標明樁號。樁位中心點經(jīng)測量放樣確定后，中心點在埋設(shè)護筒時會被破壞，必須按照要求設(shè)置4 個保護樁。需嚴格校核護筒埋設(shè)中心、樁機鉆頭中心以及鋼筋籠安裝中心的準確性。

③護筒埋設(shè)。護筒埋設(shè)采用挖埋法，即用機械挖除所要埋護筒的土層后，將護筒放入其中，其底部埋置在地表下1.7m 中，護筒頂高出地面0.3m。護筒埋設(shè)需準確、水平、垂直、穩(wěn)固，護筒中心與設(shè)計樁位中心的偏差不得大于20mm，鋼護筒垂直度偏差不允許大于1.0%，保證鉆機沿著樁位中心方向順利工作。

④泥漿制備與循環(huán)。泥漿制備采用膨潤土造漿，沖鉆孔過程中及時合理調(diào)整泥漿性能，以保證鉆進過程中不塌孔，將孔底渣樣排出孔外。每臺樁機設(shè)置1 個成品鋼板泥漿池，尺寸3×8×2m，容積共48 方，約為單根樁容積1.5倍，泥漿池中部設(shè)置一道鋼制隔板，頂部開設(shè)溢漿孔，加設(shè)過濾網(wǎng)，分隔成泥漿池與沉淀池，循環(huán)全部采用泥漿泵、泥漿管抽運循環(huán)。根據(jù)施工區(qū)域劃分設(shè)置3 個成品廢漿池，廢漿池尺寸3×8×3m，容積共72 方，約為單根樁容積2 倍，混凝土澆筑過程中溢出泥漿全部排至廢漿池，避免泥漿污染路基，影響路基質(zhì)量。

⑤沖擊鉆機就位、鉆進。沖擊鉆機鉆頭直徑選用0.9m，與長護筒一致。鉆機就位應(yīng)采用護樁定位法進行，就位完成后由測量員采用全站儀對樁位進行復(fù)核，復(fù)核偏差需在允許范圍內(nèi)。正常沖孔過程中及時根據(jù)地層調(diào)整泥漿性能，勤取渣樣，如取出渣樣內(nèi)存在鋼筋碎屑及混凝土碎渣且沖孔進尺緩慢說明正在破除樁帽及連接鋼筋，并及時量測孔深記錄原始數(shù)據(jù)，推算孔底標高與樁帽底標高之間關(guān)系，一般引孔深度9m 即說明已破除樁帽及其連接鋼筋，穿過碎石層及樁帽層。待達到引孔深度后即下放探籠。

⑥下放探籠。探籠對引孔進行下放以檢測沖擊鉆引孔直徑、垂直度以及有無塌孔現(xiàn)象。保證下道工序長護筒順利下放，如引孔未達到要求，需反復(fù)提升沖擊鉆鉆頭上下沖孔直至滿足要求為止。

⑦回旋鉆機就位。單一沖擊鉆成孔施工工藝很難保證成樁效果，結(jié)合工程地質(zhì)條件復(fù)雜、境外項目環(huán)境保護的苛刻要求，考慮到施工工期、施工質(zhì)量、施工投入以及境外項目市場資源有限等因素，結(jié)合二者[4]，回旋鉆鉆機就位采用汽車吊吊至孔位再利用十字線法測定樁位利用自身動力裝置微調(diào)精準就位，就位完成后需由測量員、監(jiān)理工程師進行復(fù)測，合格后再進行護筒下放，鉆孔工作。

⑧長護筒下放。回旋鉆機的護筒采用由加工廠定制加工制作的成品鋼護筒[5]，采用平板車運輸至現(xiàn)場，再采用回旋鉆機下放長護筒，待下放到引孔深度后再采用挖機配合將護筒壓入黏土層不小于1m。

⑨鉆孔與成孔檢驗。在鉆進過程中，需檢查鉆斗尺寸，根據(jù)土層情況調(diào)整泥漿指標，排出孔口的循環(huán)泥漿的性能指標應(yīng)符合表1 規(guī)定。鉆進過程中應(yīng)注意觀察巖性變化，留取碴樣，每個地層取兩袋渣樣，注明孔深、孔底標高等信息便于與設(shè)計地質(zhì)勘探點核對地層情況，并做好施工記錄，達到持力層后通知勘察單位及時鑒定。

表1 鉆進過程中泥漿性能指標

成孔檢驗[6]內(nèi)容包括孔深、孔徑、孔身垂直度，有無塌孔、縮頸等。終孔時通知勘察、監(jiān)理共同確認，孔深深度可用專用測繩進行量測，樁長既要滿足樁端入持力層要求，又要滿足設(shè)計樁長要求，為雙控指標。孔徑及孔身垂直度可用探籠檢測，探籠直徑為0.8m，長度為樁徑4～6 倍，選為4m。待驗收合格后即進行一次清孔。

2.2 樁體施工流程及質(zhì)量控制要求

樁體施工的流程及質(zhì)量控制措施如下：

①清孔。清孔[7]采用換漿法[8，9]清孔，清孔時注意保持孔內(nèi)水位。清孔的目的是清除鉆渣和沉淀層，盡量減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留過厚沉渣而降低樁的承載力。清孔分兩次進行，第一次清孔在鉆孔深度達到設(shè)計深度后進行，第一次清孔就應(yīng)滿足規(guī)范要求，否則不應(yīng)下放鋼筋籠。

②鋼筋籠運輸及安裝。鋼筋籠在加工場制作，應(yīng)對每節(jié)鋼筋籠進行質(zhì)量驗收，合格后方可掛牌同意使用，鋼筋籠采用平板車運輸至樁孔旁，做好下墊上蓋工作，避免被泥土污染。利用回旋鉆機或吊車對加工好的鋼筋籠分節(jié)吊裝對焊，鋼筋籠對焊滿足搭接焊要求，并按規(guī)范要求現(xiàn)場取樣送檢。主筋焊完后，恢復(fù)螺旋箍，繼續(xù)吊裝焊接下一節(jié)。

③導(dǎo)管安裝及二次清孔。采用的導(dǎo)管內(nèi)壁必須光滑圓順，內(nèi)徑一致，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼，經(jīng)過通球和壓水試驗，不得漏水。導(dǎo)管安裝好后，應(yīng)進行二次清孔，清孔采用反循環(huán)清孔方式，過程中勤測孔底沉渣厚度、測試泥漿性能。確認孔深、沉渣、泥漿性能等符合設(shè)計及規(guī)范要求，如表2 所示，報請監(jiān)理工程師驗收合格后，即可開始水下混凝土灌注。

表2 二次清孔后質(zhì)量標準

④灌注準備。在清孔的同時，對各類設(shè)備進行檢查，備足原材料；同時配備水泵、空壓機及高壓射水管等設(shè)備，以保證孔內(nèi)水頭和及時處理灌注故障。

通過現(xiàn)場技術(shù)人員計算導(dǎo)管的配置，安裝導(dǎo)管，導(dǎo)管底部至孔底應(yīng)有300～500mm 的空間，以利首批灌注混凝土順利灌注；儲料與導(dǎo)管相連，儲料斗的容積按2.0m3設(shè)計。

⑤水下混凝土灌注。水下混凝土灌注開始時，首批灌注混凝土數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管初次埋置深度不小于1m 并不宜大于3m 的要求，通過現(xiàn)場技術(shù)人員計算，首盤封底混凝土的方量。在水下混凝土灌注過程中，由工程技術(shù)人員經(jīng)常采用帶重錘的測繩探測孔內(nèi)混凝土面的標高，及時調(diào)整埋管深度。一般埋管深度控制在2～6m，以防導(dǎo)管提離混凝土面發(fā)生斷樁。水下混凝土灌注應(yīng)高出設(shè)計樁頂0.8m，以保證鉆孔樁與上部結(jié)構(gòu)之間的混凝土連接質(zhì)量。鉆孔樁高出設(shè)計樁頂?shù)亩嘤嗖糠只炷猎诔信_施工前鑿除，樁頭無松散層。

3 安全與環(huán)保措施

3.1 安全措施

為保障施工人員與機械安全，應(yīng)采取以下措施：①進場樁機需提前檢修，驗收合格后張掛四牌即樁機號碼牌、安全操作規(guī)程、樁機驗收標識牌、樁基信息牌方能允許作業(yè)。挖機司機、吊車司機、沖擊鉆、回旋鉆操作工、焊工等特種操作人員都必須持證上崗，嚴格按照相應(yīng)安全規(guī)程進行操作。②進場樁機需提前檢修，驗收合格后張掛四牌即樁機號碼牌、安全操作規(guī)程、樁機驗收標識牌、樁基信息牌方能允許作業(yè)。挖機司機、吊車司機、沖擊鉆、回旋鉆操作工、焊工等特種操作人員都必須持證上崗，嚴格按照相應(yīng)安全規(guī)程進行操作。③樁孔四周不得堆放土或其他雜物，以免引起塌方，沖擊鉆引孔完成后，回旋鉆就位前需對樁孔進行立面及水平防護，并張掛安全警示牌，且不得隨意私自拆除。

3.2 環(huán)保措施

為滿足環(huán)保要求，需采取以下措施：①泥漿不得隨意排放，由有資質(zhì)泥漿外運單位采用專用泥漿車運至規(guī)定排放場地，不得亂倒。②施工場地離居民較近，要采取降噪措施，合理安排作業(yè)時間，盡量避開夜間施工，夜間施工過程時要有夜間施工審批手續(xù)，不得擾民。

4 結(jié)語

本工藝針對已回填區(qū)無法采用挖機開挖探明管樁及樁帽位置的工程樁在施工過程中存在的難點，充分利用沖擊鉆與回旋鉆在各土層鉆進優(yōu)勢，形成了預(yù)應(yīng)力管樁樁網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)合地基處理的軟土路基地質(zhì)條件下樁基施工工藝，并提出質(zhì)量控制要點。本工藝具備鉆引孔循環(huán)流水作業(yè)、鉆進快的特點，在南京江寧開發(fā)區(qū)無線谷科技園和福州至平潭鐵路站房工程中加以應(yīng)用，平均節(jié)約工期10 日以上，節(jié)約施工成本百余萬元，取得了優(yōu)秀的工程效果。