長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題及對(duì)策探究

張志彬

(四川省川建勘察設(shè)計(jì)院， 四川成都 610000)

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長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題及對(duì)策探究

張志彬

(四川省川建勘察設(shè)計(jì)院， 四川成都 610000)

在近年來(lái)的工程建設(shè)項(xiàng)目中，各種施工工藝迅速發(fā)展,長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁具有施工過(guò)程無(wú)噪聲、無(wú)排漿、無(wú)坍孔、成樁效率高，施工費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，逐漸受到工程業(yè)界的青睞。但在實(shí)際施工過(guò)程中，受各種因素的影響,長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁還存在一些技術(shù)問(wèn)題。文中針對(duì)較為常見(jiàn)的幾類(lèi)技術(shù)問(wèn)題展開(kāi)討論,探究解決對(duì)策,希望能夠更好地促進(jìn)該種施工工藝的發(fā)展。

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁；施工工藝；技術(shù)問(wèn)題；對(duì)策

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁屬于灌注樁的一種，該施工工藝將長(zhǎng)螺旋鉆孔、壓灌大流動(dòng)性混凝土等施工技術(shù)相結(jié)合，具有不受地下水位限制、污染少、樁體密實(shí)、樁承載力高和工程質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，且所用螺旋鉆機(jī)即可鉆孔又可壓灌混凝土，混凝土灌注速度快，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。在工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

1　長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁施工工藝

1.1工法特點(diǎn)

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁是利用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，停鉆后在提鉆的同時(shí)通過(guò)設(shè)在鉆桿及鉆頭上的混凝土孔，壓灌流態(tài)混凝土，壓灌至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高后，移開(kāi)鉆桿將鋼筋籠壓入樁體。其施工優(yōu)點(diǎn)有：(1)流態(tài)混凝土流動(dòng)性好，稠度高，不會(huì)產(chǎn)生離析，放入鋼筋籠容易。(2)樁尖無(wú)虛土，防止了斷樁、縮徑、塌孔等施工通病，施工質(zhì)量容易得到保證。(3)穿硬土層能力強(qiáng)，單樁承載力高、施工效率高，操作簡(jiǎn)便。(4)低噪音、不擾民、不需要泥漿護(hù)壁不排污、不降水、施工現(xiàn)場(chǎng)文明。(5)綜合效益高，工程成本與其他樁型相比比較低廉。

1.2施工工藝流程

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁和一般的鉆孔灌注樁施工工藝大同小異，有諸多相似之處。其施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁施工工藝流程

2　長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁施工過(guò)程中常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題、產(chǎn)生原因及解決對(duì)策

2.1導(dǎo)管堵塞

原因：粗骨料粒徑過(guò)大，混凝土坍落度不合要求，和易性、流動(dòng)性差，拌合不均勻，產(chǎn)生離析；導(dǎo)管連接部位和焊縫不密封，發(fā)生漏水，管內(nèi)形成水塞，當(dāng)管內(nèi)混凝土不滿(mǎn)而含有空氣時(shí)，混凝土整斗傾入導(dǎo)管，導(dǎo)致管內(nèi)形成高壓氣塞，或氣塞擠破管節(jié)間密封墊繼而導(dǎo)致導(dǎo)管漏水；機(jī)械發(fā)生故障，導(dǎo)管內(nèi)混凝土已初凝，增大下落阻力。

措施：隔水塞直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑匹配，能從管內(nèi)順利排出，隔水膠墊應(yīng)安裝在隔水塞的頂面，先灌入0.2～0.3 m3水泥砂漿，后灌入混凝土，防止骨料卡阻水塞；選用粒徑小于2.5 cm的粗骨料，其最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4；嚴(yán)格控制混凝土配合比，坍落度控制在18～22 cm；混凝土拌合均勻。攪拌機(jī)拌合時(shí)間大于90 s，確保導(dǎo)管連接部位焊縫的密封性，導(dǎo)管應(yīng)在大于0.5～0.77 MPa下試壓時(shí)間大于15 min而下泄漏，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成水塞；在澆灌過(guò)程中，混凝土宜徐徐倒入導(dǎo)管，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞；確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常，必須有備用攪拌機(jī)，必要時(shí)，可在混凝土中摻加緩凝劑；采用長(zhǎng)桿沖搗，強(qiáng)力抖動(dòng)導(dǎo)管，或在導(dǎo)管上端安裝震動(dòng)器等方法迫使隔水塞或混凝土下落。如上述方法處理無(wú)效，應(yīng)立即提出導(dǎo)管進(jìn)行清理，視孔內(nèi)混凝土情況確定用置新澆灌或接樁方法處理。

2.2偏樁

原因：分為樁位偏差和垂直度偏差兩種。原因?yàn)閳?chǎng)地未碾壓密實(shí)或?qū)恫蛔屑?xì)等。

措施：施工前場(chǎng)地平整壓實(shí)防止鉆機(jī)偏斜；放好的樁位標(biāo)記，在開(kāi)鉆前進(jìn)行一次對(duì)位復(fù)核；加強(qiáng)監(jiān)管力度，鉆機(jī)施工時(shí)經(jīng)常檢查水平度及垂直度；按要求使用鉆具及護(hù)筒，避免鉆桿擺動(dòng)幅度過(guò)大而跑偏。

2.3斷樁，空心，夾層

原因：由于提鉆太快，泵送混凝土速度跟不上提鉆速度或者是相鄰樁太近串孔造成。

措施：保持混凝土灌注的連續(xù)性，可以采取加大混凝土泵量，配備儲(chǔ)料罐等措施；嚴(yán)格控制提速，保證鉆尖埋入混凝土面以下不小于1.0 m；如灌注過(guò)程中因意外原因造成灌注停滯時(shí)間大于混凝土的初凝時(shí)間，應(yīng)重新成孔灌樁；如發(fā)現(xiàn)串孔，則改為跳打法。樁間距小于1.3 m的飽和粉細(xì)砂及軟土層部位，宜采取跳打的方法。

2.4樁頭質(zhì)量缺陷

原因：沒(méi)有勤測(cè)混疑土面；預(yù)加的灌注混凝土高度不足，上部壓力小，混凝土密度低；導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度減少，超壓力降低，而導(dǎo)管外的泥漿及所含渣土稠度增加，密度增大，混凝土升頂困難，甚至與泥漿、浮漿接觸摻混，造成夾泥、疏松、離析；導(dǎo)管縮短，重量減輕，導(dǎo)管上下串插困難，或串插程度不夠；護(hù)筒起拔過(guò)猛，或起拔護(hù)筒不垂直，使護(hù)筒粘帶未初凝的混凝土，導(dǎo)致混凝土抗拉強(qiáng)度低而摻入泥漿，形成夾泥或斷裂面。

措施：勤測(cè)混凝土面，并在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上加灌一定高度的混凝土，其最小高度不宜小于樁長(zhǎng)的5 %，且不小于2.0 m，以保證設(shè)計(jì)標(biāo)高以下的混凝土符合設(shè)計(jì)要求；孔口加水稀釋渣漿，沖出部分稠漿，減小泥漿密度；導(dǎo)管重量減輕時(shí)，可以改用人工左右轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管加壓串插方法來(lái)密實(shí)混凝土，護(hù)筒吊繩要周正，起拔護(hù)筒要穩(wěn)、慢，混凝土疏松、夾泥、斷裂、可采用壓漿補(bǔ)強(qiáng)或補(bǔ)樁的方法處置。

2.5樁身混凝土強(qiáng)度不足

原因：壓灌混凝土樁受泵送混凝土和后插鋼筋的技術(shù)要求，塌落度一般不小于18～20 cm，因此要求和易性好。配比中一般加粉煤灰，這樣混凝土前期強(qiáng)度低，加上粗骨料粒徑小，如果不注意對(duì)用水量的控制仍容易造成混凝土強(qiáng)度低。

措施：優(yōu)化粗骨料級(jí)配。大塌落度混凝土一般用0.5～1.5 cm碎石，根據(jù)樁徑和鋼筋長(zhǎng)度及地下水情況可以加入部分2～4 cm碎石，并盡量不要加大砂率；合理選擇外加劑。盡量用早強(qiáng)型減水劑代替普通泵送劑；粉煤灰的選用要經(jīng)過(guò)配比試驗(yàn)以確定摻量，粉煤灰至少應(yīng)選用Ⅱ級(jí)灰。

2.6樁身混凝土收縮

原因：未充分考慮混凝土的充盈系數(shù)。

措施：一般通過(guò)外加劑和超灌予以解決，施工中保證充盈系數(shù)大于1.0(正常情況下充盈系數(shù)為1.02～1.30)；樁頂至少超灌50 cm，并防止孔口土混入；選擇減水效果好的減水劑；鉆孔后，相鄰已灌完樁的樁頂混凝土面迅速下沉，發(fā)生串孔，應(yīng)改為跳打法。

2.7鋼筋籠沉入困難

原因：多由于混凝土配合比不好、樁周土對(duì)樁身產(chǎn)生擠密作用、鋼筋籠因剛度不足而變形、鋼筋籠長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)等。

措施：嚴(yán)格控制碎石粒徑(最大粒徑不宜大于25 mm)，改善混凝土配合比(宜采用河砂、摻入Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)粉煤灰)和坍落度(200～240 mm)；選擇合適的外加劑(緩凝高性能減水劑)，并保證混凝土灌注量達(dá)到要求；增強(qiáng)鋼筋籠的剛度(主筋直徑不應(yīng)小于18 mm，加密加勁箍筋)，鋼筋籠長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)22 m；鋼筋籠起吊時(shí)必須夾緊，保持垂直和對(duì)中，并保證將振動(dòng)錘的擊振力通過(guò)鋼筋籠導(dǎo)入管傳到鋼筋籠底部。

2.8樁底不能入巖

原因：干鉆施工時(shí)入巖難度較大，鉆進(jìn)工藝選擇不當(dāng)，鉆頭和螺旋葉片設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí)長(zhǎng)螺旋鉆孔根本不能入巖。

措施：鉆頭一定用錐型，避免二翼，三翼等端部平的鉆頭，切削韌要用大塊；鉆桿螺距至少250 mm，防止鉆頭部位擠土而發(fā)生堵塞現(xiàn)象；鉆頭加水冷卻。對(duì)要求入中風(fēng)化巖較深的φ800樁可以泵送加入高壓水冷卻鉆頭；對(duì)巖石硬度大或很破碎的地層也可以用大口徑潛孔錘鉆入后再用螺旋鉆復(fù)孔。

3　結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土樁施工技術(shù)，具有適應(yīng)性強(qiáng)、施工速度快、效率高、成樁質(zhì)量好、單樁承載力高、噪聲低、震動(dòng)小、無(wú)泥漿污染、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)。它在國(guó)內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛使用，并取得了不錯(cuò)的效果，為我國(guó)的社會(huì)建設(shè)作出了卓越的貢獻(xiàn)。但在實(shí)際施工過(guò)程中，受各種因素的影響，尚存在著一定的不足，這就需要我們?cè)诓粩嗟膶?shí)踐中對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善，只有這樣才有利于我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展。

[1]于軍，王玉濤.長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌砼樁施工質(zhì)量控制技術(shù)[J].礦產(chǎn)勘察，2002,5(9):38.

[2]陳志亮.長(zhǎng)螺旋混凝土壓灌樁在地基處理中的應(yīng)用[C]//全國(guó)煤炭地質(zhì)鉆探研討會(huì)論文集.2007.

[3]李志勇.長(zhǎng)螺旋反插鋼筋籠基礎(chǔ)樁施工工藝[J].山西建筑，2007(21) .

[4]戶(hù)乃林.長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)成孔壓灌混凝土后插鋼筋籠工藝[J].施工技術(shù)，2008(S2).

[5]王春山.長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌樁與后插鋼筋籠工藝[J].山西建筑，2012(4).

張志彬(1983～)，男，本科，工程師，從事巖土工程勘察、設(shè)計(jì)及施工。

TU753.3

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[定稿日期]2016-03-23