擠擴(kuò)多支盤鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度的控制

趙青海

近幾年來，隨著科技的發(fā)展以及人們對灌注樁認(rèn)識的不斷深入，在傳統(tǒng)等截面灌注樁的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種擠擴(kuò)多支盤灌注樁。所謂擠擴(kuò)多支盤灌注樁就是在等截面灌注樁樁身伸展出去支盤，該支盤提供了比該段樁身更大的側(cè)阻力，從而大大提高了樁本身的承載力。該施工工藝具有技術(shù)簡單，施工方便，無擠土、振動、強(qiáng)噪聲污染等優(yōu)點。然而，由于多支盤施工的特殊性，這對孔底沉渣厚度的控制增加了一定的難度，本文結(jié)合我公司在濟(jì)南西客站施工的住宅樓擠擴(kuò)多支盤灌注樁，對影響孔底沉渣的主要原因、檢測方法及控制方法進(jìn)行分析。

1 孔底沉渣過厚的原因分析

1)清孔方式選擇不合理。清孔方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體地質(zhì)條件、施工工藝方法等合理選用。清孔方法直接影響清孔效果，清孔方法選用不合理，將不能有效清除孔底鉆渣和置換孔內(nèi)泥漿，也就無法控制孔底沉渣層厚度。2)清孔泥漿指標(biāo)控制不準(zhǔn)。清孔過程中采用的泥漿指標(biāo)(主要是指密度、粘度、含砂率等)不符合要求，或孔內(nèi)泥漿指標(biāo)未達(dá)到終止清孔標(biāo)準(zhǔn)即結(jié)束清孔，也會導(dǎo)致孔底沉渣厚度過大。3)孔壁泥皮掉入孔底。施工機(jī)具碰撞孔口或孔壁，導(dǎo)致孔口坍塌或孔壁泥皮剝落，使孔底沉淀物增多。4)清孔結(jié)束與混凝土灌注時間間隔太長。清孔結(jié)束與混凝土灌注時間間隔過長，造成孔內(nèi)泥漿中砂粒沉淀，使孔底沉淀物增多。5)清孔時間不夠。清孔持續(xù)時間不夠，不能有效地將孔底鉆渣清除干凈，或孔內(nèi)泥漿置換不充分，造成孔底沉渣厚度過大。

2 實際施工中對孔底沉渣控制的方法

2.1 成孔方面的控制

1)根據(jù)現(xiàn)場條件和規(guī)定要求設(shè)置護(hù)筒，施工過程中加強(qiáng)對護(hù)筒的保護(hù)，防止碰撞或振動造成孔口坍塌。2)鉆進(jìn)成孔過程中經(jīng)常檢查泥漿循環(huán)情況，泥漿相對密度控制在 1.15～1.25。3)鉆進(jìn)時根據(jù)地層情況適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，控制鉆進(jìn)速度。4)施工過程中保持孔壁任何部位靜水壓力不小于0.02 MPa，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)高出地下水位1 m以上。5)上下鉆具、鋼筋籠和導(dǎo)管安裝過程中應(yīng)盡量避免碰撞孔壁。

2.2 泥漿的指標(biāo)控制

1)清孔過程泥漿指標(biāo)。清孔時泥漿密度一般應(yīng)比鉆孔泥漿密度小，但泥漿密度及粘度過小，會影響孔壁的穩(wěn)定性;采用正循環(huán)清孔時，泥漿密度及粘度過小，還會影響泥漿懸浮鉆渣的能力，降低清孔效果。清孔過程中泥漿指標(biāo)控制為:相對密度1.05～1.10;粘度 16 Pa?s～ 20 Pa?s;含砂率小于 4%。2)終止清孔泥漿指標(biāo)。終止清孔泥漿指標(biāo)一般控制在以下范圍:相對密度1.03～1.15;粘度 17 Pa?s～ 20 Pa?s;含砂率小于 4%。3)清孔的方式(采用三清孔法)。本工程清孔分三次進(jìn)行:a.當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計要求后進(jìn)行一次清孔，一清利用鉆具進(jìn)行。待孔口泥漿密度1.15 g/cm3～1.25 g/cm3、漏斗粘度18 s～28 s、孔底沉渣小于100 mm時，經(jīng)質(zhì)檢員檢查驗收合格后提鉆具下擠擴(kuò)機(jī)進(jìn)行支盤施工。b.擠擴(kuò)支盤成型后，提出擠擴(kuò)機(jī)下鉆具二次清孔，確?？變?nèi)泥漿及擠擴(kuò)掉塊、孔底沉渣符合要求。二次清孔完畢提鉆具下鋼筋籠、安放導(dǎo)漿管。c.三次清孔利用導(dǎo)漿管進(jìn)行。鋼筋籠在孔內(nèi)固定完畢，導(dǎo)管全部入孔后，將導(dǎo)管底口提離孔底約0.30 m，采用正循環(huán)工藝進(jìn)行第三次清孔。當(dāng)泥漿密度在 1.03～1.15、孔底沉渣小于50 mm后，經(jīng)質(zhì)檢員、現(xiàn)場監(jiān)理檢驗合格簽字后，進(jìn)行下道工序(水下混凝土灌注)施工。

3 沉渣厚度的檢測

對于泥漿護(hù)壁的鉆孔灌注樁而言，混凝土灌注前，如果孔底沉渣太厚，不僅會影響樁端承載力的正常發(fā)揮，而且也會影響樁側(cè)阻力的正常發(fā)揮，從而降低了樁的承載能力。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定:孔底沉渣厚度應(yīng)滿足以下要求:端承樁不大于50 mm;抗拔、抗水平力樁不大于200 mm;摩擦樁不大于100 mm。

因為支盤樁是以端承為主的樁，可以按照端承樁的要求進(jìn)行沉渣厚度的控制，也就是沉渣厚度應(yīng)控制在50 mm以內(nèi)。由于目前孔底沉渣厚度的測定方法不夠成熟，所以介紹我們施工的具體測定方法——垂球法。

測量孔底沉渣所用的垂球是采用鋼質(zhì)材料做成的小圓柱體。在垂球的上端系上測繩，然后把球沉入孔內(nèi)的泥漿中，慢慢下放，憑操作人員的手感判斷沉渣的頂面位置，感覺垂球到達(dá)沉渣頂面時，及時記錄所放測繩的長度 HC(包括垂球的高度)，然后，與鉆孔深度 HZ比較，兩個數(shù)值之差ΔH就是沉渣的厚度，ΔH≤50 mm，孔底沉渣厚度滿足要求。

值得注意的是，每次測量后必須復(fù)合測繩的長度，以消除由于垂球的下墜引起的測繩伸縮，避免產(chǎn)生誤差。

4 檢測結(jié)果

所有樁在混凝土灌注前均進(jìn)行了沉渣測量，孔底沉渣最大為40 mm，滿足有關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求，合格率100%。

樁的高、低應(yīng)變動力檢測由濟(jì)南市工程質(zhì)量與安全生產(chǎn)監(jiān)督站檢測中心完成;按設(shè)計要求，現(xiàn)場隨機(jī)抽取了39根樁進(jìn)行了高應(yīng)變動力檢測，檢測結(jié)果表明單樁豎向抗壓承載力滿足設(shè)計要求。

對189根樁進(jìn)行了低應(yīng)變動力檢測，檢測結(jié)果表明樁身完整性均良好，166根為Ⅰ類樁、23根為Ⅱ類樁;無Ⅲ，Ⅳ類樁，滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

影響多支盤鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度的因素是多方面的，但在施工中只要我們能夠根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件、施工工藝、機(jī)具設(shè)備等具體情況，具體問題具體分析，采取有效控制措施，加強(qiáng)施工檢測，就可以將孔底沉渣厚度控制在規(guī)范規(guī)定及設(shè)計要求的范圍以內(nèi)，就能確保多支盤鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量及承載能力。

[1] 武 熙.擠擴(kuò)支盤樁及其成型設(shè)備——技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004:343.

[2] JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[4] 《樁基工程手冊》編委會.樁基工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，1995.

[5] 黃 海.擠擴(kuò)支盤灌注樁樁身變形對樁頂位移的影響[J].山西建筑，2008，34(23):100-101.