超長(zhǎng)沖孔灌注樁的施工方法

李海洋

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大跨結(jié)構(gòu)及高層建筑的修建對(duì)基礎(chǔ)承載力的要求愈來愈高，鉆（沖）孔灌注樁以其具有承載力大、沉降小、對(duì)相鄰建筑影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，而倍受青睞，使用已相當(dāng)普及，但對(duì)30m以上的超長(zhǎng)樁而言還存在施工工藝復(fù)雜、質(zhì)量難以控制等缺陷。本文以海信南方大廈樁基礎(chǔ)工程施工為例，介紹超長(zhǎng)沖孔灌注樁成孔、成樁的主要施工技術(shù)及事故處理方法，為后續(xù)的類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)沖孔灌注樁；成孔工藝；成孔質(zhì)量；成樁質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TU753.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0124-01

1 項(xiàng)目概況

1.1 工程概況

海信南方大廈樁基礎(chǔ)工程項(xiàng)目位于深圳市南山區(qū)，北臨創(chuàng)業(yè)路，東距中心路約150m，本項(xiàng)目占地4322.29m2，項(xiàng)目總建筑面積81963.61m2，為一棟單體建筑，其建筑主樓34層，裙樓3層，地下室4層。建筑高度149.65m（造型高度159.5m）。

1.2 工程樁概況

本工程共設(shè)樁位110根，其中Φ1m抗拔樁56根，位于裙樓部位，樁持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層；端承樁共計(jì)54根，其中Φ1.6m端承樁36根，Φ2.0m端承樁18根，位于塔樓部位，樁持力層為中（微）風(fēng)化花崗巖層?，F(xiàn)已完成全部工程樁施工，最大樁深99.2m，平均樁深88.5m。施工時(shí)項(xiàng)目部利用設(shè)備優(yōu)勢(shì)，在上部完成5-12m人工挖孔樁后利用沖孔樁機(jī)沖至15m以下，穿透塊石層后，再利用旋挖樁機(jī)挖至約55m深度（旋挖機(jī)工作16小時(shí)可完成，沖孔樁機(jī)則需3-5天完成），最后再用沖孔樁機(jī)沖至勘察單位指定的巖層深度。

2 施工要點(diǎn)

2.1 成孔方法具體施工工藝

（1）剛開始取小沖程1m左右低錘密擊，泥漿相對(duì)密度1.2-1.5，在表土為淤泥、細(xì)砂等軟弱土層，可加粘土塊夾小片石反復(fù)沖擊造壁，保持孔內(nèi)泥漿面穩(wěn)定。（2）當(dāng)在粘性土層中沖孔時(shí)，取1-2m的中、小沖程，泵入清水或稀泥漿，經(jīng)常清除鉆頭上的泥塊，為了防止粘鉆可投入碎磚石；當(dāng)在粉砂或中粗砂層中沖孔時(shí)，取2-3m中沖程，泥漿相對(duì)密度1.2-1.5，投入粘土塊，勤沖勤掏渣；當(dāng)在砂卵石層中沖孔時(shí)，取2-4m的中高沖程，泥漿相對(duì)密度1.3左右，勤掏渣；當(dāng)在軟弱土層或塌孔回填重鉆時(shí)，以小沖程反復(fù)沖擊，并加粘土塊夾小塊石，泥漿相對(duì)密度1.3-1.6。（3）進(jìn)入基巖后，低錘沖擊或間斷沖擊，如發(fā)現(xiàn)偏孔應(yīng)回填片石至偏孔上方300-500mm處，然后重新沖孔；入巖后，每鉆進(jìn)100-500mm應(yīng)清孔取樣一次（非樁端持力層為300-500mm，樁端持力層為100-300mm），以備終孔驗(yàn)收。（4）遇到孤石時(shí)，可預(yù)爆或用高低沖程交替沖擊，將大孤石擊碎或擠入孔壁。（5）每鉆進(jìn)4-5m深度驗(yàn)孔一次，在更換鉆頭前或易縮孔處，均應(yīng)驗(yàn)孔。（6）樁的沖孔，只有在中心距離5m以內(nèi)的任何樁的混凝土澆筑24h以后，才能開始。（7）大直徑樁孔可分級(jí)成孔，第一級(jí)成孔直徑為設(shè)計(jì)直徑的0.6-0.8倍。（8）沖擊成孔中遇到斜孔、彎孔、梅花孔、塌孔、護(hù)筒周圍冒漿等情況時(shí)，應(yīng)停止施工，按上述原則采取措施后再行施工。（9）應(yīng)及時(shí)將廢泥漿和鉆渣運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng)，防止污染施工現(xiàn)場(chǎng)及周圍環(huán)境。

2.2 成孔質(zhì)量控制

（1）防止成孔期間發(fā)生穿孔、坍孔等質(zhì)量事故的措施。①采取大于等于4d的隔孔施工工藝；②護(hù)筒按規(guī)定要求埋設(shè)，避免開鉆筒體傾斜、孔口土體坍塌、護(hù)筒沉陷導(dǎo)致水位下降；③鉆具吊繩下放速度與成孔速度一致，避免空中鉆頭擺動(dòng)幅度過大而造成四周孔避受力不勻；④避免成孔時(shí)間和孔避暴露時(shí)間過長(zhǎng)；⑤砂性土層護(hù)壁泥漿應(yīng)具有一定粘度，能有效形成護(hù)壁泥皮；⑥鉆進(jìn)速度根據(jù)不同土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整，砂性土層中鉆進(jìn)速度不得快于泥漿形成有效護(hù)壁泥皮速度；⑦按規(guī)定，在30m深度以內(nèi)的以粘土為主的地層中鉆較小孔徑的樁時(shí)，可用清水提高孔內(nèi)水頭保護(hù)孔壁，否則則采用水泥漿護(hù)壁措施。如果發(fā)生坍孔，可用事先儲(chǔ)備的粘土和碎石（直徑小于等于20mm）按5：1左右配比，回填至坍孔處以上0.5m處后再重鉆，若坍孔嚴(yán)重則可用小沉井方式進(jìn)行處理。（2）確保樁身成孔垂直精度。為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計(jì)要求，采取鉆機(jī)設(shè)置導(dǎo)向裝置（潛水鉆鉆頭上設(shè)置大于等于3倍直徑長(zhǎng)度的導(dǎo)向裝置，利用鉆桿加壓的正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在鉆具中應(yīng)加設(shè)扶正器），擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后放下鋼筋籠前作孔徑、孔垂直度超聲波測(cè)試。（3）確保樁位、鉆具后再用測(cè)繩復(fù)核成孔深度，如測(cè)繩的測(cè)深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。同時(shí)還要考慮在施工中常用的測(cè)繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達(dá)1.2%，為提高測(cè)繩的測(cè)量精度，在使用前要預(yù)濕后重新標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核。

2.3 泥漿制作

（1）造漿粘土：由于本場(chǎng)地有造漿粘土，因此不需另外準(zhǔn)備。（2）泥漿性能指標(biāo)符合下列技術(shù)要求：①泥漿比重：一般地質(zhì)條件1.0～1.25，松散易塌地層1.20～1.50；②粘度：一般地質(zhì)條件16～22，松散易塌地層19～28S；③含砂率小于8%；④膠體率大于95%；五、失水量小于30m1/30min。

在淤泥層及殘積粘土層鉆進(jìn)中，泥漿比重及粘度很大，因此，經(jīng)常不斷地用清水置換孔內(nèi)泥漿并拉運(yùn)出去。而在砂層中鉆進(jìn)為防止塌孔，泥漿比重須控制在1.35；在基巖鉆進(jìn)泥漿比重控制在1.30。

2.4 清孔

本項(xiàng)目采用ZX-200泥漿凈化裝置進(jìn)行孔底泥漿凈化處理，比傳統(tǒng)的反循環(huán)清孔效能大大地提高，更有效地控制了沉渣厚度，提高樁身澆灌質(zhì)量。

（1）當(dāng)沖孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，施工人員使用吸泥泵或其他適宜的方法清除井底沉淀物，如井底沉淀厚度大于5cm時(shí)則必須重新清孔。清除沉渣可采用泥漿循環(huán)或抽渣筒等方法，如用抽渣筒排渣時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給泥漿。（2）對(duì)不易坍孔的樁孔，可用空氣吸泥清孔；對(duì)于穩(wěn)定性差的孔壁則應(yīng)用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣。（3）清孔時(shí)，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)高出地下水位1m以上，在受水位漲落影響時(shí)，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上，以防止坍孔。（4）清孔符合標(biāo)準(zhǔn)： 泥漿的堅(jiān)硬顆粒的數(shù)量應(yīng)小于5%（按體積計(jì)），清孔后灌注混凝土前，孔底沉渣厚度≤200mm，（工程樁孔底沉渣厚度≤50mm）。泥漿比重1.20～1.23，粘度≤28S，含砂率≤8%。

2.5 水下混凝土灌注

（1）施工順序：安裝鋼筋籠→安設(shè)導(dǎo)管→使隔水塞與導(dǎo)管內(nèi)水面緊貼→灌注首批混凝土→連續(xù)不斷灌注直至樁頂→拔出護(hù)筒。灌注首批混凝土：灌注首批砼于隔水塞以上的導(dǎo)管和漏斗中，首批混凝土量滿足導(dǎo)管一次插入混凝土面≥0.8m以上。當(dāng)確認(rèn)初灌量備足后即剪斷鐵絲，借助混凝土重量排除導(dǎo)管的泥漿水，灌入首批混凝土。（2）連續(xù)灌注混凝土。首批混凝土灌注正常后，通過輸送泵連續(xù)不斷地灌注混凝土。在灌注過程中，經(jīng)常用測(cè)錘探測(cè)混凝土面的上升高度，并適時(shí)提升，逐級(jí)拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。探測(cè)次數(shù)不少于導(dǎo)管的節(jié)數(shù)，并在每次起升導(dǎo)管前，探測(cè)一次管內(nèi)外混凝土面高度。遇特別情況增加探測(cè)次數(shù)，同時(shí)觀察返漿情況，以正確分析和判定孔內(nèi)的情況。（3）導(dǎo)管埋深提升。在水下灌注混凝土?xí)r，嚴(yán)格控制導(dǎo)管的最小埋深，以保證樁身混凝土的連續(xù)均勻，避免其裹入混凝面上的浮漿皮等，防止出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。實(shí)際施工中按每灌注高度5m拆一節(jié)導(dǎo)管2.5m作為控制原則，確保最小埋深>2.0m，同時(shí)也要防止埋管太深造成埋管事故。保證灌注砼材料質(zhì)量，特別是塌落度指標(biāo)嚴(yán)格控制，控制澆灌砼的灌注速度同時(shí)把握好導(dǎo)管的埋深，開始澆灌時(shí)埋深控制在2m左右，拆管時(shí)埋深控制在2.0-6.0m。導(dǎo)管應(yīng)勤提勤拆，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面。（4）樁頂?shù)墓嘧?biāo)高及樁頂處理：樁頂?shù)墓嘧?biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高超灌50-100cm，以便清除樁頂部的浮漿渣層。

3 結(jié)語

超長(zhǎng)樁形似細(xì)長(zhǎng)桿件，既要保證成孔安全，又保證樁孔垂直度，還要保證成樁質(zhì)量，以一般深度的鉆（沖）孔灌注樁施工工藝難以滿足上述要求。為保證工程質(zhì)量，除提高施工工藝外，還必須提高施工人員職業(yè)素質(zhì)，完善管理水平，以工序控制和事前控制為主，建立系統(tǒng)化的動(dòng)態(tài)管理制度和方法。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.JGJ94-2008.建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50202-2002.建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2004.