沖孔灌注樁施工技術在工程中的應用

□文/王忠河

沖孔灌注樁施工技術在工程中的應用

□文/王忠河

文章以實際工程為例，介紹了沖孔灌注樁施工技術的施工要點及突發(fā)異常情況的處理方法。

沖孔灌注樁；混凝土；施工技術

工程概況

海闊天空男爵公館位于海南省瓊海市博鰲鎮(zhèn)北側，建筑占地面積48000m2。主體建筑為5棟小高層，設1層地下室。中風化花崗巖作為樁端持力層。場地內(nèi)分布的地層有新近人工填土層、第四系全新統(tǒng)海相沉積土、中生代燕山期花崗巖及其風化殘積土、海陸交互相沉積層及第四系殘積層，共6個工程地質(zhì)層，下伏基巖為中風化花崗巖?；A質(zhì)地較硬并伴有砂質(zhì)層，按以往施工方法進行較難成孔，因此項目基礎決定采用沖孔灌注樁，樁徑φ800mm，共483根。

施工要點

護筒埋設

（1）護筒埋設應準確、穩(wěn)定、護筒中心與樁位中心的偏差≯50mm。

（2）護筒可用6mm厚鋼板制作，沖孔時內(nèi)徑應大于鉆頭直徑200mm，上部宜開設1～2個溢漿孔。

（3）護筒的埋設深度。在粘性土中不宜＜1.0m；在砂土中不宜＜3m。護筒下端外側應采用粘土填實；其高度應滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求。

（4）受水位漲落影響，護筒應加高加深，必要時應打入不透水層。

泥漿護壁

（1）泥漿池選擇在樁孔附近地勢較低處，上面墊塑料布并在四周用土筑堤以防止泥漿滲漏污染，泥漿沉淀滿足施工要求后方可循環(huán)利用。

（2）泥漿制備應選用高塑性粘土或高嶺土，泥漿應根據(jù)施工機械、工藝及穿越土層情況進行配合比設計。一般回填的棕色亞粘土可自行造漿，泥漿密度控制在1.2～1.4kg/m3為宜，中砂層或者是碎石土層沖進時泥漿密度應適當增大，根據(jù)以往經(jīng)驗應控制在1.3～1.5 kg/m3為宜，以增強護壁的穩(wěn)定性；在風化巖層中沖進時，泥漿密度以滿足浮碴為宜，還要保證上部中砂層的孔壁穩(wěn)定。接近終孔灌注泥漿不能太稠，應適當降低泥漿密度，保證灌注質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

（3）礫質(zhì)粘性土層中沖進時，因其含粗粒、粒礫較多，所以自行造漿質(zhì)量不高，應另進行造漿護壁。粘土要求選用造漿率高的高塑粘土，用沖錘自行造漿。

（4）施工期間護筒內(nèi)的泥漿面應高出地下水位1.0 m以上，在受水位漲落影響時，泥漿面應高出最高水位1.5m以上。因該地區(qū)砂層較厚施工過程中失水較多，要及時補充泥漿，控制液面保持液柱壓力。如使用3PN泥漿泵正循環(huán)泥漿排碴護壁，可通過護筒排水口的高低來控制泥漿液面的高度。

沖擊成孔

（1）成孔設備就位后，必須平整、穩(wěn)固，確保在成孔過程中不發(fā)生傾斜和偏移。應在成孔鉆具上設置控制深度的標尺并應在施工中進行觀測記錄。

（2）開孔時應低錘密擊，當表土為細砂或軟弱土層時，可加粘土塊夾小片石反復沖擊造壁，孔內(nèi)泥漿面應保持穩(wěn)定。

（3）在各種不同的土層、巖層中成孔時，可按照表1的操作要點進行。

表1 沖擊成孔操作要點

（4）進入基巖后應采用大沖程、低頻率沖擊，當發(fā)現(xiàn)成孔偏移時，應回填片石至偏孔上方300～500mm處，然后重新沖孔。

（5）應采取有效的技術措施防止擾動孔壁、塌孔、擴孔、卡鉆和掉鉆及泥漿流失等事故。

（6）每鉆進4～5m驗孔一次，在更換鉆頭前或容易縮孔處均應驗孔。

（7）進入基巖后，樁端持力層每鉆100～300mm時，應清孔取樣一次并記錄。

（8）排渣可采用泥漿循環(huán)或抽渣筒等方法，當采取抽渣筒排渣時應及時補給泥漿。

（9）沖孔中遇到梅花孔、塌孔及護筒周圍冒漿、失穩(wěn)等情況時，應停止施工，采取有效治理措施后方可繼續(xù)施工。

清孔和終孔檢查

（1）當成孔達到要求深度后，對孔深、孔徑、孔位、沉渣及孔形進行檢查。

（2）終孔傾斜度檢查。采用外徑等于鋼筋籠直徑加10cm，長度≮4D～6D（D為鋼筋籠直徑）的鋼筋檢孔器吊入孔內(nèi)檢測。

（3）終孔檢查后應迅速清孔，不可停歇過久導致沉渣過多。成孔達到設計深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度≯50mm。

（4）用鉛錘和帶刻度標記的測繩測量沉渣并將測量值填入終孔檢查記錄，辦理相關簽證手續(xù)。

（5）不易塌孔的樁孔可采用空氣吸泥清孔；穩(wěn)定性差的孔壁應采用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣。

（6）清孔采用3PN泥漿泵正循洗孔。在清孔過程中應不斷置換泥漿，直至滿足水下混凝土灌注的要求。灌注混凝土前，孔底500mm以內(nèi)的泥漿相對密度應＜1.25；粘度≯22Pa·s。

（7）在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應采取維持孔壁穩(wěn)定的措施，及時做好泥漿補給，盡可能成孔后及時請有關責任單位驗收并及時組織灌注，辟免失水過多、泥皮過厚脫落造成塌孔。

鋼筋籠制作及安裝

（1）鋼筋籠制作。分段制作的鋼筋籠接頭采用焊接式；加勁箍宜設在主筋外側，因施工工藝有特殊要求時也可置于內(nèi)側；導管接頭處外徑應比鋼筋籠的內(nèi)徑小100mm以上。

（2）鋼筋籠安裝。搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形；安放應對準孔位，避免碰撞孔壁和自由落下，中心偏差不得＞5cm，就位后應立即固定。

灌注水下混凝土

鋼筋籠吊裝完畢后，應安置導管二次清孔并進行孔位、孔徑、垂直度、孔深、沉渣厚度等檢驗，合格后應立即灌注混凝土；應盡快灌注樁芯混凝土，采商品水下混凝土；水下灌注混凝土必須具備良好的和易性。配合比應通過試驗確定：坍落度宜為180～220mm；水泥用量不應少于360kg/m3，含砂率宜為40%～50%并選用中粗砂；粗骨料的最大粒徑應＜40mm且不得大于鋼筋間最小凈距的1/3并摻適量外加劑。灌注水下混凝土的質(zhì)量控制應滿足下列要求。

（1）開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為 300～500mm。

（2）應有足夠的混凝土儲備量，導管一次埋入混凝土灌注面以下≮0.8m。

（3）導管埋入混凝土深度宜為2～6m。嚴禁將導管提出混凝土灌注面并控制提拔導管速度，應有專人測量導管埋深及管內(nèi)外混凝土灌注面的高差，填寫水下混凝土灌注記錄。

（4）灌注水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的灌注時間應按初盤混凝土的初凝時間控制，對灌注過程中的故障應記錄備案。

（5）應控制最后一次灌注量，超灌高度宜為0.8～1.0m，鑿除泛漿后必須保證暴露的樁頂混凝土強度達到設計等級。

異常情況處理

（1）遇有坍孔應認真分析原因并查明位置，然后進行處理。坍孔不嚴重時，可回填至坍孔位置以上并采取改善泥漿性能、加高水頭、埋深護筒等措施繼續(xù)沖進。坍孔嚴重時，應立即將沖孔全部用粘土回填，暫停一段時間后，查明坍孔原因，采取相應措施重沖。坍孔部位不深時，可采取深埋護筒法，將護筒周圍土夯填實，重新沖孔。

（2）遇有孔身偏斜、彎曲時，一般可在偏斜處吊住沖錘反復掃孔，使沖孔正直。偏斜嚴重時，應回填片石至偏斜處1m以上，然后重新沖進。

（3）遇有擴孔、縮孔時，應采取防止坍孔和沖錘擺動過大的措施?？s孔是沖錘磨損過甚、焊補不及時或因地層中有遇水膨脹軟土、粘土層泥巖造成的。對前者應及時補焊沖錘，對后者應用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護壁。對已發(fā)生的縮孔，宜在該處用沖錘上下反復掃孔以擴大孔徑。

（4）沖孔漏漿時，如護筒內(nèi)水頭不能保持，宜采取將護筒周圍回填土筑實、增加護筒埋置深度、適當減小水頭高度或稠泥漿、倒入粘土慢速沖擊等措施；還可填入片石、碎卵石土，反復沖擊以增強護壁。

（5）由于泥漿太稠，沖錘旋轉阻力過大或沖程太小，易發(fā)生梅花孔或十字槽孔，可采用片石或卵石與粘土的混合物回填沖孔，重新沖擊鉆進。

（6）糊鉆、埋鉆常出現(xiàn)于沖擊鉆進中，遇此應對泥漿稠度、鉆渣進出口、排渣設備進行檢查計算并控制適當?shù)倪M尺。若已嚴重糊鉆，應減小沖程、降低泥漿稠度并在粘土層上面回填部分砂、礫石。遇到坍方或其他原因造成埋鉆時，應使用空氣吸泥機吸出埋鉆的泥砂，提出沖錘。

（7）卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆孔，卡鉆后不宜強提，只宜輕提，輕提不動時，可用小沖擊鉆錐沖擊或用沖、吸的方法將沖錘周圍的鉆渣松動后再提出。

結語

海闊天空男爵公館項目使用沖孔灌注樁很好地解決了施工過程中的技術難點，該施工工藝比較符合海南省瓊海市地質(zhì)基礎條件。

TU473

C

1008-3197（2010）05-20-03

2010-08-23

王忠河/男，1965年出生，高級工程師，天津住宅集團建設工程總承包有限公司副總經(jīng)理，從事施工管理工作。