復雜地質(zhì)條件下超長灌注樁施工難點及措施

■孔憲金

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司北京102600）

復雜地質(zhì)條件下超長灌注樁施工難點及措施

■孔憲金

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司北京102600）

本文以某人行天橋新建工程為例，介紹了在復雜地質(zhì)條件下66m超長鉆孔灌注樁施工時的施工難點，并針對這些難點制定了相關的施工措施，確保了鉆孔灌注樁的成孔和成樁質(zhì)量，說明采取的措施效果較好，值得推廣應用。

鉆孔灌注樁砂質(zhì)土層孔壁穩(wěn)定性樁端后注漿

1 工程概況

本工程鉆孔灌注樁樁徑為主橋850mm，樁頂標高以下20米范圍內(nèi)擴徑至1200mm，有效樁長66米。引橋樁樁徑為為600mm，有效樁長33米，采用1臺GPS-15型鉆機施工主橋樁、1臺GPS-10型鉆機施工引橋樁，利用人工造漿，正循環(huán)成孔、清孔。本工地85.0m深度范圍內(nèi)地層均為第四系松散沉積物，主要由飽和黏性土、粉性土及砂土組成，本區(qū)段位于平原地區(qū)，土層為①層雜填土；②1層灰黃色黏質(zhì)粉土；第③、④層為淤泥質(zhì)黏性土；第⑤層灰色黏性土；⑥暗綠-灰綠色粉質(zhì)黏土；⑦1層灰綠-草黃色粉質(zhì)砂土；⑦2層灰色粉砂；⑧1層灰色粉質(zhì)黏土；⑧2層灰色粉質(zhì)黏土夾砂質(zhì)粉土；⑨層灰色粉砂。施工時對流沙層多加防范。

2 砂質(zhì)土層內(nèi)鉆孔灌注樁施工難度大

2.1 難點

本工程鉆孔灌注樁直徑主橋為Φ850上部擴徑至1200鉆孔灌注樁，樁長66m；引橋為Φ600鉆孔灌注樁，樁長33m。主橋樁型為細長型的超深鉆孔樁，細長鉆孔灌注樁技術(shù)控制要求高。且樁端持力層均為⑨層粉砂，鉆進速度較緩慢，鉆孔施工時間長，其樁身的垂直度的控制，樁底的沉渣厚度不得大于8cm，都有一定的難度。

2.2 針對性措施

2.2.1 鉆機的選擇

由于本工程成孔深度較深，施工工藝要求較高，要確保鉆孔樁垂直度要求及控制量，一般性扭矩較小的鉆機的機械性能很難達到施工要求，其配套鉆桿由于抗扭性能不強，常會發(fā)生鉆桿斷裂、掉鉆事故。根據(jù)本工程的實際情況及我公司以往的施工經(jīng)驗，在工程施工中選擇扭矩為20KN?M的GPS-15型號鉆機施工主橋。

2.2.2 鉆頭的選擇

根據(jù)本工程地層特點，選用針對性較強的防斜梳齒鉆頭，可有效地提高鉆頭工作穩(wěn)定性和鉆孔的垂直精度，從而確保試樁的垂直度在可控范圍內(nèi)，該鉆頭可用于鉆進標貫擊數(shù)100以上的較硬硬土層、礫石砂土層。

2.3 導管與砼儲料斗的選擇

導管是水下灌注的主要機具，應具有足夠的強度、剛度和良好的密封性。由于本工程成孔空度較深，所以對導管要求較高，導管參數(shù)如下：

（1）內(nèi)徑Φ250mm，壁厚不小于5mm、節(jié)長2.5m；

（2）導管須平直，定長偏差不超過管長的1%，內(nèi)壁光滑平整、不變形；

（3）導管采用絲扣密封連接，連接偏差應符合定長偏差的要求，導管初次使用前進行氣密性試驗不漏氣后方可吊放入孔。

2.4 成孔工藝的選擇

本工程根據(jù)地質(zhì)資料及近年來在附近區(qū)域的施工經(jīng)驗，本鉆孔樁采用正循環(huán)鉆孔、慢速持續(xù)鉆進施工工藝成孔。

2.5 鋼筋籠的吊裝、下放

鋼筋籠預先在地面加工平臺加工成型，因鋼筋籠較重，擬采用汽車吊起吊；過程中減少鋼筋籠下籠過程中拼接時間，避免因空置時間過長而引起塌孔、沉渣加厚等不利因素。

3 深灌注樁成孔垂直度控制要求高

3.1 重點

本樁基工程中主橋樁成孔深度達66m左右，設計要求成孔垂直度達到1/300。

3.2 措施

（1）由于成孔深度深、地層土質(zhì)結(jié)構(gòu)變化大，將對成孔的垂直度帶來困難，這就要求選用底盤較為穩(wěn)定的鉆孔機具，并且成孔時采用控制鉆速、減壓鉆進的施工工藝，以達到垂直度的要求。因此針對性選擇扭距大、鉆機穩(wěn)、功率大的GPS-15型回旋鉆機。并采用防斜梳齒鉆頭，除增加鉆頭工作的穩(wěn)定性和剛度，也增加其鉆頭耐磨性能。鉆頭上面直接裝置配重塊，既保證鉆頭壓力，又提高鉆頭工作穩(wěn)定性和鉆孔的垂直精度。

（2）成孔過程中塔架頭部滑輪組，回轉(zhuǎn)器與鉆頭始終保持在同一鉛垂線上。并保證鉆頭在吊緊的狀態(tài)下鉆進（減壓鉆進），過程中應隨時檢查機架平整度及調(diào)整其水平。

4 超深灌注樁孔壁穩(wěn)定要求高

4.1 重點

由于樁長達66m，孔徑達1.2m（0.85m），所以較之常規(guī)鉆孔灌注樁其成孔結(jié)束至混凝土澆灌時間間隔長（其中過程有提鉆、下鋼筋籠、下導管、清孔等），經(jīng)計算，上述過程總時間約為10小時，這就對孔壁穩(wěn)定性提出了更高的要求。

4.2 措施

在施工過程中根據(jù)試成孔中取得相應的施工參數(shù)，結(jié)合不小于24小時樁孔孔徑檢測曲線（每六小時一次）來確定各地層中鉆速、鉆壓要求、泥漿比重、黏度等參數(shù)。

5 樁底注漿施工技術(shù)要求高

5.1 重點

本工程主橋樁需要進行樁底后注漿施工，而后注漿對工程樁的承載力影響是十分大的，為此要保證樁底注漿的效果，對施工技術(shù)要求非常高。

5.2 措施

（1）在成樁過程中，隨鋼筋籠箍筋內(nèi)側(cè)均勻預埋兩根注漿管至樁底以下500mm。注漿管頂部延伸至地面，采用封蓋進行封堵，底部注漿器采用單向閥式注漿器；樁身強度超過70%后，通過預制鋼筋籠中的注漿管及注漿器向樁底注入水泥漿液，充填膠結(jié)底部沉渣，并擠密、劈裂加固持力層土體。

（2）注漿管采用無縫鋼管，樁端注漿管內(nèi)徑為25mm,實際壁厚不小于3.2mm的一寸管，原材料要符合國標要求。

（3）注漿管上方均設有管螺紋、接頭及絲堵或球閥，外接注漿高壓管；下端連接注漿器，注漿管的連接采用螺紋、接頭、生料帶，必要時部分采用套管焊接，焊接必須連續(xù)密閉，焊縫飽滿均勻，不得有孔隙、砂眼；注漿管與鋼筋籠固定采用16號鉛絲十字綁扎固定方法，綁扎應牢固，綁扎點應均勻，2根注漿管均勻綁扎于螺旋箍筋內(nèi)側(cè)，綁扎點間距為1.5m。

（4）注漿器連接于注漿管底部，插入沉渣層中，管壁徑向間隔5~10cm，設置兩至三排注漿孔，孔徑6~8mm，外壁上包裹高壓防水膠布和橡膠皮套，底部用螺紋、生料帶、接頭及絲堵，或用鋼板封堵。

（5）樁端注漿終止標準應實行注漿量和注漿壓力雙控原則，以注漿量（水泥用量）控制為主，注漿壓力控制為輔，當注漿總量達到實際要求100%停止注漿，當注漿總量沒有達到設計要求100%，注漿壓力大于2 MPa，并持續(xù)3分鐘，且注漿總量達到設計注漿量的80%時，可終止注漿，否則需采取補救措施。

（6）成樁灌注完成后12小時左右用少量清水劈裂、疏通注漿管和注漿器。

（7）樁側(cè)注漿速度宜采用30～60L/min。

（8）每根樁有2根注漿管，盡量將每根注漿管都打通。承壓樁樁底每根注漿管各注1.5t水泥，若有一根注漿管沒有打通，就通過另外一根注漿管注入3t水泥。

6 結(jié)語

通根據(jù)同濟檢測站和眾合檢測單位的檢測速報，本工程施工的樁均為Ⅰ類樁，樁基垂直度，樁位偏差、樁基檢測（聲測、靜載、小應變）等各技術(shù)質(zhì)量指標滿足設計及規(guī)范要求，說明采取的措施是有效的。

[1]高岳,鄭懷剛.鉆孔灌注樁質(zhì)量控制及常見質(zhì)量問題防治措施 [J].南水北調(diào)與水利科技,2010,(第A1期).

[2]錢爽.鉆孔灌注樁質(zhì)量控制防治措施 [J].商品混凝土,2013,(第7期).

P5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-486-1