鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁成孔工藝和后壓漿技術(shù)的應(yīng)用

魏亮亮

（北京華鉆建設(shè)工程有限責(zé)任公司，北京100192）

鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁成孔工藝和后壓漿技術(shù)的應(yīng)用

魏亮亮

（北京華鉆建設(shè)工程有限責(zé)任公司，北京100192）

本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)高效的旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁成孔工藝和較先進(jìn)的鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)進(jìn)行了介紹和探討，縮短了工期、降低了工程造價(jià)、解決了施工中的技術(shù)難題，對(duì)樁基礎(chǔ)的施工提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。

泥漿護(hù)壁；鉆孔灌注樁；樁端后壓漿

1 前言

唐山盛世花園酒店總建筑面積7.48萬平米，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下3層，地上23層。本酒店的樁基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)采用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，成樁2天后進(jìn)行灌注樁樁端后壓漿施工，以提升樁基礎(chǔ)承載力，減少沉降量。

本樁基礎(chǔ)工程工程量較大、質(zhì)量要求高、工期要求緊且施工場地狹小、地層情況復(fù)雜、地下水量大。因此施工中需精心的組織，采用成熟高效的施工工藝和技術(shù)措施，合理配備施工機(jī)械，充分利用現(xiàn)場空間，控制好各環(huán)節(jié)、各工序的配合，方可安全高效的完成本工程施工任務(wù)。

考慮到本工程鉆孔灌注樁在基坑內(nèi)（坑下）施工，且樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，成樁質(zhì)量要求高，充分考慮到成樁質(zhì)量、縮短工期、場地地層情況和安全等因素，使用成樁質(zhì)量好、高效的旋挖鉆機(jī)進(jìn)行泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工。

2 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁工藝

2.1 旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁成孔工藝

施工工藝流程如下：測量放線、投放樁位—機(jī)械就位—攪拌泥漿—埋設(shè)護(hù)筒—鉆孔—清孔—吊裝鋼筋籠、安裝壓漿導(dǎo)管—焊接鋼筋籠、安裝壓降閥—灌注混凝土—成樁—成品保護(hù)。

2.2 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的施工技術(shù)措施

鉆孔灌注樁屬隱蔽工程，針對(duì)其施工工藝特點(diǎn)，施工過程中要嚴(yán)格按工序質(zhì)量指標(biāo)，實(shí)行工序自檢、交接檢、復(fù)檢制度，重點(diǎn)抓好投放樁位、成孔后灌注混凝土，鋼筋籠制作及安放的施工技術(shù)措施。

（1）投放樁位

根據(jù)控制軸線和樁位點(diǎn)，布設(shè)樁位，確保成樁后樁位絕對(duì)偏差及相對(duì)偏差在規(guī)范允許值以內(nèi)。

（2）鉆機(jī)就位、埋設(shè)護(hù)筒

施工場地平整處理，局部軟弱區(qū)域應(yīng)進(jìn)行合理的硬化處理，保證旋挖鉆機(jī)施工場地平整、夯實(shí)，避免在鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)產(chǎn)生沉陷。鉆機(jī)就位必須穩(wěn)固，鉆架豎直，其中心線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔中心，使鉆具中心與樁位中心同為一線，由技術(shù)人員進(jìn)行校核。樁位確定后，利用十字線放出四個(gè)控制角樁，并以四個(gè)角樁為基準(zhǔn)進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)。

護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒由厚度4～8mm鋼板制成，直徑比樁基孔徑大100～200mm為宜，長度由施工地面土層性質(zhì)確定，一般為2.0～3.0m，護(hù)筒至少高出地面300mm以上防止雜物、泥水流入孔內(nèi)。旋挖鉆機(jī)在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，應(yīng)由人工進(jìn)行輔助配合，利用旋挖鉆機(jī)的鉆斗擠壓作用做相應(yīng)調(diào)整。

（3）攪拌泥漿

泥漿的作用是防止成孔施工中孔壁坍塌、抑制地下水、懸浮鉆渣等，因此泥漿攪拌的質(zhì)量直接影響到孔壁的穩(wěn)定。本工程場地地層情況相對(duì)惡劣，砂層較厚且松散，地下水量大，故護(hù)壁泥漿的調(diào)制尤其重要。

泥漿相對(duì)密度：1.02～1.10，粘度：18～22 s，砂率≤4%，泥皮厚度：＜2 mm，p H值＞7。施工過程中必須不定時(shí)地檢測清孔后灌注砼時(shí)泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)，確保泥漿對(duì)孔壁的撐護(hù)作用，避免發(fā)生塌孔。

（4）鉆孔施工

旋挖鉆機(jī)采用筒式鉆斗。鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆桿垂直度，注入調(diào)制好的泥漿，然后進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內(nèi)，儀表自動(dòng)顯示筒滿時(shí)，鉆斗底部關(guān)閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點(diǎn)。鉆機(jī)施工過程中保證泥漿面始終不得低于護(hù)筒底部，保證孔壁穩(wěn)定性。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土和泥漿撐護(hù)孔壁，反復(fù)循環(huán)直至成孔。

（5）鋼筋籠制作

鋼筋籠主筋連接接頭在同一平面內(nèi)的數(shù)量不得超過主筋根數(shù)的50%，鋼筋接頭之間的距離大于40d（d為主筋直徑），本工程鋼筋籠主筋為Φ16。將加勁筋、主筋安放到位焊接成型，最后纏繞上螺旋箍筋，按螺旋筋間距分隔均勻。每套鋼筋籠制作成型后，進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收，合格后方可使用。

（6）鋼筋籠吊放與定位

該工程所有工程樁的鋼筋籠均采用吊車投放孔內(nèi)。將合格的鋼筋籠平穩(wěn)、正直吊放入鉆孔內(nèi)就位，使樁頂標(biāo)高和保護(hù)層厚度在施工質(zhì)量允許范圍內(nèi)。本工程鋼筋籠較長，故需分兩段制作，吊放時(shí)焊接。

（7）二次清孔

所施工的所有樁孔均進(jìn)行了二次清孔。既鋼筋籠下到位后，在灌注之前，二次測孔深，沉渣超過設(shè)計(jì)的20cm的，須采用采用有效措施清渣，保證孔底沉渣控制在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。二次清孔結(jié)束后，確認(rèn)合格，方能進(jìn)行灌注混凝土。

（8）水下混凝土灌注

水下混凝土灌注是成樁的關(guān)鍵工序。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行。灌注前認(rèn)真檢查灌注導(dǎo)管的密封性，灌注時(shí)質(zhì)量檢查人員均在現(xiàn)場按要求檢測砼質(zhì)量以及孔內(nèi)砼的埋管深度。下入灌注導(dǎo)管時(shí)，要求嚴(yán)格檢查導(dǎo)管內(nèi)壁和連接部位的密封性，不合要求不得下入孔內(nèi)。提升導(dǎo)管前，必須測量孔內(nèi)砼的埋管深度，根據(jù)所測深度相應(yīng)提升導(dǎo)管。做到勤測勤提導(dǎo)管，一次提升導(dǎo)管控制在6m之內(nèi)，混凝土的埋管深度均不得少于4m。當(dāng)灌注至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)認(rèn)真檢測確定是否再進(jìn)行補(bǔ)充灌注。協(xié)調(diào)好各工序，確?；炷凉嘧⒌倪B續(xù)性，迅速準(zhǔn)確的完成灌注。

3 灌注樁樁端后壓漿施工技術(shù)

3.1 灌注樁樁端后壓漿施工技術(shù)簡介

本工程采用的灌注樁樁端后壓漿技術(shù)是近些年來出現(xiàn)的樁基承載力改良技術(shù)，通過壓漿，使樁底松軟土體得到有效加強(qiáng)，大幅度提高灌注樁的承載性能。其作用機(jī)理是在樁體形成后，由樁端的預(yù)埋管壓入水泥漿，通過漿液的滲擴(kuò)、擠密和劈裂壓密等方式，消除泥皮和樁底沉渣的固有缺陷，改善樁土界面，使樁底一定范圍內(nèi)的土體得到加固，土體強(qiáng)度增加，增大樁端承載力，從而大幅度地提高樁的極限承載力和減少沉降量。

3.2 樁端后壓漿施工工藝流程

3.3 樁端后壓漿質(zhì)量的控制

后壓漿質(zhì)量控制采用注漿量和注漿壓力雙控法，以水泥注入量控制為主，泵送終止壓力控制為輔，樁端水泥壓入量1500kg，泵送終止壓力3 MPa。水泥規(guī)格為P.042.5，注漿水灰比為0.55。

3.4 壓漿閥及管路設(shè)置

（1）樁端壓漿閥使用中國建筑科學(xué)研究院地基研究所專利產(chǎn)品，注漿閥具備逆止功能。

（2）壓漿導(dǎo)管采用焊接管。樁端壓漿導(dǎo)管內(nèi)管公稱口徑φ25（1″），壁厚3.25mm，壓漿管沿鋼筋籠圓周對(duì)稱設(shè)置2根管。

（3）壓漿導(dǎo)管設(shè)置要點(diǎn)如下：

① 壓漿導(dǎo)管上端均設(shè)管螺紋、管箍及絲堵；樁端壓漿內(nèi)導(dǎo)管下端設(shè)有螺紋及用以旋接樁端壓漿閥的管箍，外管固焊于鋼筋籠加勁箍上；壓漿導(dǎo)管的連接均采用套管焊接，焊接必需連續(xù)密閉，焊縫飽滿均勻，不得有孔隙、砂眼等質(zhì)量缺陷。

② 壓漿導(dǎo)管與鋼筋籠固定采用十字綁扎固定方法，綁扎應(yīng)牢固，綁扎點(diǎn)應(yīng)均勻。樁端壓漿管綁扎于加勁箍內(nèi)側(cè)，與鋼筋籠主筋靠緊綁扎固定綁扎點(diǎn)為每一道加筋箍處。

③ 壓漿導(dǎo)管的上端不宜低于樁施工作業(yè)地坪；鋼筋籠最后就位前旋接樁空孔段壓漿導(dǎo)管。

④ 鋼筋籠制作要盡量減少接頭，堆放及運(yùn)輸嚴(yán)防扭轉(zhuǎn)與彎曲，制作時(shí)主筋間距均勻相等，下籠時(shí)要吊直、對(duì)準(zhǔn)，緩慢下沉，鋼筋籠要沉放到底，不得懸吊。

⑤ 樁灌注完畢孔口回填后，應(yīng)設(shè)有明顯的標(biāo)識(shí)，嚴(yán)禁機(jī)械碾壓外露壓漿管。

圖1 壓漿閥安裝示意圖

3.5 施工時(shí)間

壓漿一般可于成樁2天后進(jìn)行。壓漿樁與在施樁作業(yè)點(diǎn)距離不宜小于10m。注漿作業(yè)應(yīng)與成樁作業(yè)保持一定安全距離。在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的條件下，承載力檢驗(yàn)應(yīng)在注漿21天后進(jìn)行。

4 施工中出現(xiàn)的一些問題

4.1 塌孔

個(gè)別樁孔在進(jìn)行吊放鋼筋籠施工時(shí)發(fā)生坍塌，造成鋼筋籠被堆埋。事后分析事故成因，認(rèn)為事故原因是施工現(xiàn)場局部地層砂質(zhì)極松散。后續(xù)工程施工中加強(qiáng)土層觀察分析，提高了護(hù)壁泥漿攪拌質(zhì)量，再未發(fā)生類似塌孔事故。

4.2 部分灌注樁的鋼筋籠頂端標(biāo)高過低

剔鑿樁頭后，發(fā)現(xiàn)部分灌注樁鋼筋籠頂端標(biāo)高過低，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須進(jìn)行接筋。原因是由鉆孔超深引起的，為保證后壓漿的成功率，吊放鋼筋籠時(shí)不能采取掛筋的方法，必須把鋼筋籠吊放到孔底。在之后的類似工程施工中，必須嚴(yán)格控制鉆孔作業(yè)時(shí)的成孔深度，旋挖鉆機(jī)在鉆孔作業(yè)時(shí)必須將鉆孔深度控制精確，做到勤檢查、勤測量，才能保證孔深準(zhǔn)確、鋼筋籠頂端標(biāo)高符合要求。

5 結(jié)束語

本工程的鉆孔灌注樁采用旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁成孔工藝極大的提高了施工效率，縮短了工期，減少了施工費(fèi)用；同時(shí)檢測試驗(yàn)表明，采用灌注樁樁端后壓漿施工技術(shù)后，單樁承載力有明顯的提高從而達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，且此技術(shù)成本相對(duì)較低。灌注樁后壓漿施工技術(shù)必將在未來的工程建設(shè)中發(fā)揮越來越大的作用，應(yīng)用前景非常廣闊。

TU473.14

A

1009－282X（2012）03－0032－03

2012－04－06

魏亮亮（1981－），男（漢族），2005年南京航空航天大學(xué)土木工程專業(yè)本科畢業(yè)，現(xiàn)在北京華鉆建設(shè)工程有限責(zé)任公司從事巖土工程施工工作，Tel：64841792。