淤泥地層沖孔灌注樁施工技術(shù)

梁志美

摘 要：南沙區(qū)中心醫(yī)院二期工程基坑，面積大，處于深厚淤泥層中，該文依托該項目支護(hù)樁結(jié)構(gòu)施工方法，介紹了沖孔灌注樁在淤泥地層中的施工要點，該施工要點是確保沖孔灌注樁質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，對大部分軟土地區(qū)沖孔灌注樁施工具有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：淤泥地層 沖孔灌注樁 施工技術(shù)

中圖分類號：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0040-02

1 工程簡介

擬建工程位于廣州市南沙區(qū)豐澤路，擬建1棟5層醫(yī)技樓、13層住院樓，設(shè)1層地下室，總建筑面積51690 m2，本工程基坑開挖底相對標(biāo)高-7.45 m，基坑開挖深度為6.45～7.75 m；電梯井開挖深度為8.60 m；基坑北側(cè)壁安全等級為一級，其余為二級。據(jù)鉆探揭露，地基土由第四系人工填土層及沖積土層，下伏基巖為下古界花崗混合巖組成。依地層埋藏深度自上而下分別為素填土、沖積土層（粉質(zhì)粘土、淤泥或淤泥質(zhì)土、中砂或粗砂）、殘積土層、下古生界基巖。其中淤泥或淤泥質(zhì)土：深灰色，飽和，流塑，含少量有機質(zhì)及中細(xì)砂，局部含中細(xì)砂較多，層厚2.10～26.60 m，平均層厚8.78 m。飽水但不透水，具弱透水性。本基坑北側(cè)及西側(cè)北段采用雙排沖孔灌注樁的支護(hù)結(jié)構(gòu)，前排沖孔灌注樁采用樁徑為1200 mm，樁中心距為1400 mm，后排沖孔灌注樁采用樁徑為1000 mm，樁中心距為2100（2800）mm；基坑其余幾側(cè)采用懸臂式?jīng)_孔灌注樁的支護(hù)結(jié)構(gòu)，沖孔灌注樁采用樁徑為1000 mm，樁中心距為1200 mm?；又ёo(hù)樁外設(shè)兩排￠550水泥攪拌樁止水帷幕，支護(hù)樁樁間掛網(wǎng)噴射混凝土封閉?？拥妆粍油敛捎酶駯攀綌嚢铇都庸獭＃ㄒ妶D1）

2 沖孔灌注樁施工技術(shù)原理

沖孔灌注樁是在土方開挖之前，用沖擊式裝置或卷揚機提升樁錘，沖擊成孔，由泥漿懸浮泥渣，使樁錘每次都能沖擊到孔底新土層，待沖至設(shè)計深度并清除沉淀下來的泥渣后，把地面上加工好的鋼筋籠用起重機械吊放入充滿泥漿的孔內(nèi)，用導(dǎo)管向孔內(nèi)澆筑混凝土?；炷劣煽椎组_始逐漸向上澆筑，并將泥漿置換出來，待混凝土澆至高出設(shè)計標(biāo)高0.5～0.8 m后，一根沖孔樁即施工完畢。

沖孔灌注樁施工工藝流程：場地平整——樁位放線——開挖漿池、漿溝——護(hù)筒埋設(shè)——鉆機就位、孔位校正——成孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣——第一次清孔——質(zhì)量驗收——下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管——第二次清孔——澆筑水下混凝土——成樁。

3 淤泥地層沖孔灌注樁施工要點

3.1 大型吊裝設(shè)備行走路線設(shè)計

基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)為沖孔灌注樁+攪拌樁止水帷幕，根據(jù)地質(zhì)勘查報告顯示淤泥層較厚且存在地下軟弱下臥層，因此，通過比選后確定灌注樁成孔采用沖擊式裝置進(jìn)行施工，但鉆機自重大且施工區(qū)域主要為淤泥層，承載力不滿足施工機械直接在表層土行走。鋼筋籠吊裝時，地基承載無法滿足吊車行走。因此，需要設(shè)計大型吊裝設(shè)備行走路線，并在該路線鋪設(shè)鋼板以分散集中應(yīng)力，間接達(dá)到提高地基承載力的目的，確保施工機械能夠正常移動。

3.2 護(hù)筒精度保證

護(hù)筒有導(dǎo)正鉆具、控制樁位、防止孔口坍塌、抬高孔內(nèi)靜壓水頭和固定鋼筋籠等作用，施工過程中認(rèn)真埋設(shè)。由于護(hù)筒底部為淤泥層，地基承載力較低，無法承受護(hù)筒自重以及后續(xù)沖樁的施工荷載，護(hù)筒定位后，會發(fā)生沉降從而影響精度，所以本工程埋設(shè)護(hù)筒時，在上口加焊吊環(huán)，吊環(huán)對稱，并在護(hù)筒外用黏土分層回填夯實。而且保證護(hù)筒埋置深度應(yīng)比常規(guī)埋深深一點，護(hù)筒埋深保證在2 m以上。設(shè)置護(hù)筒內(nèi)徑比樁直徑大150～300 mm，上口高于地面200～300 mm，并設(shè)有排漿口。另外埋設(shè)護(hù)筒時，保證護(hù)筒中心軸線對正樁位中心，其偏差不大于20 mm。

3.3 泥漿指標(biāo)控制

由于地層淤泥層較厚，沖孔過程中為增大孔壁護(hù)壁穩(wěn)定性，需選用優(yōu)質(zhì)泥漿，同時需適當(dāng)加大泥漿比重。在施工第一根樁時，泥漿比重按常規(guī)進(jìn)行配置，泥漿比重選取為1.10～1.15左右，結(jié)果由于泥漿比重較小無法穩(wěn)定孔壁，導(dǎo)致第一根樁出現(xiàn)塌孔。后續(xù)灌注樁施工時，借鑒前面施工經(jīng)驗，適當(dāng)?shù)募哟竽酀{比重，泥漿比重控制在1.3左右，施工過程中做到經(jīng)常量測泥漿比重，再無出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

泥漿處理系統(tǒng)采用黑旋風(fēng)泥漿處理系統(tǒng)，黑旋風(fēng)泥漿處理能力為250 m/h。進(jìn)漿和出漿循環(huán)管道沿沖樁區(qū)域布置。黑旋風(fēng)泥漿處理系統(tǒng)，加工了新的泥漿分離設(shè)備，通過改變振動篩篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)和增設(shè)旋流器分離，提高較大顆粒泥沙、垃圾和細(xì)微砂粒的分離效率。運用黑旋風(fēng)泥處理系統(tǒng)后，大大提高了沖孔灌注樁施工進(jìn)度。

3.4 成孔質(zhì)量保證

為避免相鄰樁間發(fā)生擾動，本工程沖孔灌注樁采取隔樁施工，待相鄰樁澆注混凝土達(dá)到70%強度后方可成孔施工。另在沖孔灌注樁成孔前進(jìn)行了攪拌樁止水帷幕施工，這樣能夠較好的控制成樁的擴孔系數(shù)。沖孔灌注樁成孔時，通過沖孔樁機上垂直儀，隨時控制樁的垂直度，垂直度需小于3‰。同時利用測繩，檢查成孔深度，防止超鉆。

成孔完成后，進(jìn)行清孔。采用空氣吸泥反循環(huán)清孔，第一次清孔后，檢查泥漿各項指標(biāo)，孔底以上0.2～1 m處的泥漿比重應(yīng)小于1.15，含砂率不大于5%，粘度20～28 s，孔底沉碴厚度不大于100 mm。若不滿足要求，進(jìn)行二次清孔。

3.5 鋼筋籠制作與吊裝

鋼筋籠制作及安裝：縱向鋼筋的接長，采用機械連接或焊接，縱橫鋼筋交接處均采用焊接；鋼筋籠外側(cè)需設(shè)混凝土墊塊或采用其他有效措施，以確保鋼筋保護(hù)層的厚度。鋼筋籠長度允許偏差±50 mm，直徑允許偏差±10 mm。所使用鋼筋等原料必須經(jīng)檢驗合格后才能使用。鋼筋籠加工前，主管施工員必須填寫鋼筋下料單，畫出鋼筋成型后的圖形尺寸，然后對工人進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底。鋼筋籠的制作必須嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)驗收規(guī)范和按圖施工。制作完成后必須進(jìn)行隱蔽工程驗收，經(jīng)驗收合格后進(jìn)行吊裝。鋼筋吊裝時，要防止由于淤泥層承載力不足導(dǎo)致吊機傾覆。

3.6 沖孔灌注樁擴孔系數(shù)控制

沖孔灌注樁的擴孔系數(shù)是指單根樁混凝土實際澆灌量與理論澆灌量的比值，通常情況在1.05～1.10之間，如果在軟土地層中擴孔系數(shù)的實際值要稍大一些。擴孔系數(shù)過小的話說明存在縮頸，過大說明存在孔壁坍塌情況。擴孔系數(shù)是衡量成孔質(zhì)量的一個比較重要的指標(biāo)。

前期施工的幾根沖孔灌注樁由于鋼筋籠制作速度跟不上成孔速度，導(dǎo)致成孔后4 h內(nèi)，鋼筋籠無法下孔，孔壁出現(xiàn)局部小范圍塌孔，因而擴孔系數(shù)較大。

后續(xù)沖孔灌注樁施工過程中，大型設(shè)備盡量遠(yuǎn)離正在成孔樁位行走，防止對孔壁產(chǎn)生擾動，造成局部范圍塌孔，同時施工過程中加大泥漿比重，最大限度的發(fā)揮泥漿作用，施工時嚴(yán)格控制單樁成孔施工時間，要求成孔后混凝土澆筑時間間隔不超過2個小時。調(diào)整施工工藝后，沖孔灌注樁擴孔系數(shù)有所降低。

4 結(jié)論

（1）在淤泥地層需加大泥漿粘度、比重，確保泥漿在軟弱地層中具有足夠的護(hù)壁能力，防止孔壁坍塌。（2）鋼筋籠吊裝時，吊機行走在淤泥層中需考慮地基承載力，防止由于淤泥層承載力不足導(dǎo)致吊機傾覆。（3）混凝土澆筑時，需保持導(dǎo)管底距孔底部約30～40 cm，防止淤泥侵入到樁心，造成夾泥或斷樁等。同時需嚴(yán)格控制單樁成孔時間，成孔后澆筑混凝土?xí)r間間隔不宜過長。（4）在淤泥層地質(zhì)條件下，作為止水帷幕的攪拌樁，應(yīng)在沖孔灌注樁施工前完成，便于和沖孔灌注樁密切結(jié)合達(dá)到止水目的。

參考文獻(xiàn)

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