軟土區(qū)旋挖鉆孔灌注樁的施工技術及質量控制

許聯(lián)　陳學根

【摘 要】目前，旋挖鉆孔灌注樁因其適用性強、施工便捷而被廣泛應用于基坑圍護工程。旋挖鉆孔灌注樁在軟土地區(qū)施工時，由于地質、水文情況的復雜性，導致其施工難度增大。而施工隊伍為了縮短施工工期，追求經濟效益，往往忽略了樁基施工細節(jié)問題，最終造成工程事故。為了保證樁體質量，文章結合實際工程項目案例，對軟土地區(qū)旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝和施工過程中的質量問題進行分析。同時，通過完善施工質量管理體系及改進施工要點，保證成孔質量和樁體質量。

【關鍵詞】軟土;旋挖鉆孔灌注樁;基坑工程;質量控制

【中圖分類號】TU473 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0127-02

鉆孔灌注樁具有適用性強、振動小、噪聲低、環(huán)境污染小、施工便捷等優(yōu)點，在基坑中得到了廣泛的應用。近年來，對沿海軟土區(qū)的開發(fā)利用越來越多，而軟土具有高含水率、高孔隙比、高壓縮性、低強度和欠固結性等典型的特征[1-3]，在旋挖灌注樁的施工過程中，樁周飽和土體會產生超靜水孔隙水壓力并發(fā)生液化，造成樁孔周邊地面沉降、塌陷，進一步導致樁孔頸縮甚至塌孔，混凝土灌注施工超方甚至斷樁等工程質量事故[4]。本文基于小高層建筑旋挖灌注樁工程質量問題，通過改善旋挖灌注樁的施工技術及采取質量保證措施，避免軟土的不利影響。

1 工程概況

擬建工程位于鎮(zhèn)江軟土地區(qū)，為框剪結構小高層建筑，基坑挖深為6.1 m。擬建場地各土層特性自上而下分別如下：①雜填土：層厚0.5～0.8 m，灰色、灰黃等雜色，土質松軟，孔隙發(fā)育。②粉質黏土：層厚0.5～2.1 m，灰黃、黃灰色，軟塑，稍密。③淤泥質粉質黏土：層厚0.5～1.5 m，深灰色，流塑，局部為粉砂薄夾層或透鏡體，靈敏度中等。④粉質黏土：層厚1.4～1.9 m，黃、黃褐色，濕～飽和，局部灰色，可塑，含較多鐵錳質斑紋及灰白色高嶺土團塊，夾少量黏土;切面較光滑，搖震反應無，干強度中偏高，韌性中偏高。⑤粉細砂：層厚11.5～14.2 m，青灰色，飽和，中密，稍密，為正常固結土。⑥細砂：層厚8.6～11.4 m，青灰色，密實，飽和，局部稍密。⑦中細砂：層厚19.3 m，青灰色，飽和，很密，主要成分為長石、石英，偶夾粉土薄層，稍密。

土體的物理性質指標見表1。

場區(qū)地下水孔隙潛水受氣候影響明顯，主要受大氣降水和地表徑流補給的影響，以蒸發(fā)、徑流方式排泄。場區(qū)孔隙潛水埋深較淺，根據區(qū)域資料，孔隙潛水水位年變幅在2.0 m左右。地下水初見水位埋深為1.1～1.5 m，地下水穩(wěn)定水位經24 h后測得埋深約2.0 m，水位標高約1.2 m，地下水變化幅度約2.0 m。近幾年來，雨季最高水位埋深約0.5 m，枯水期最低水位埋深約2.5 m。

根據基坑開挖深度、水文條件、土層情況及其周邊環(huán)境要求，本工程的支護結構采用旋挖鉆孔灌注樁。設計樁長為8 m，樁徑為1 000 mm，混凝土強度為C35。

2 旋挖成孔灌注樁的施工工藝

（1）旋挖成孔灌注樁的施工原理。旋挖成孔灌注樁施工工藝是利用鉆頭的自重下沉，然后通過筒體底部的鉆頭旋轉使土屑（或泥漿）進入鉆斗，當鉆斗裝滿土屑（或泥漿）后再利用旋挖鉆機的鉆桿和提升裝置將鉆斗提升到孔外進行卸土[5，6]，如此循環(huán)往復地進行對孔、下鉆、鉆進、提鉆、回轉和卸土，直至成孔深度達到設計深度[7]。

（2）旋挖成孔灌注樁的施工要點?，F(xiàn)場技術人員對圖紙進行復核計算，經審核無誤后進行現(xiàn)場施工。為了保證鉆孔灌注樁施工正常、穩(wěn)定地進行，在鉆孔灌注樁施工之前，對施工場地進行整體規(guī)劃和清理。此外，將施工場地平整，為后期施工奠定基礎。{1}場地平整及道路鋪設：道路鋪設要確保樁機及汽車泵能進入施工現(xiàn)場及覆蓋整個旋挖成孔灌注樁范圍。{2}測量放線：施工前，首先按照埋設的控制點布設閉合導線，接著根據樁的平面布置圖對樁位放樣。樁位放樣時采用極坐標法進行施測，閉合導線的閉合差應滿足規(guī)范要求。{3}泥漿：設置沉淀池與循環(huán)池。{4}樁機就位：鉆機就位后，必須穩(wěn)固、水平。鉆具對準孔位中心，通過水平尺測量確保機臺轉盤水平，保證鉆具的垂直度。樁頭對中誤差不大于20 mm。{5}護筒鋪設：護筒是用5 mm厚的鋼圓筒，人工開挖出埋設護筒所要求的深度和半徑，先用少量黏土夯實，樁位校核后用油漆在護筒上標記、定位。護筒高度要滿足孔內泥漿液面高度要求，埋設的傾斜度控制在1%以內。完成后再次復核垂直度及樁位。{6}鉆孔：對準設計樁位點，將鉆斗緩緩放下，在鉆桿的帶動下進行旋轉鉆進，開孔。{7}排渣：當鉆斗裝滿土屑時，先通過鉆桿將鉆斗提升出孔外，然后把土屑卸到運土車上運走，最后將旋挖鉆斗的活門關閉，并使其降落到鉆進位置，進行下一次鉆進。{8}一次清孔：成孔結束提鉆前，必須對孔底的沉渣進行第一次清孔，同時控制泥漿的比重和性能。清孔應符合以下標準：從孔內抽出的泥漿無2～3 mm顆粒，泥漿比重≤1.25，黏度約18 s，含砂率小于8%。嚴禁通過超挖代替清孔。提鉆后及時進行鋼筋籠和導管的下放工作，各道工序應緊密銜接。{9}成孔檢查：對孔位、孔徑、孔深和傾斜度進行全面自檢，滿足要求后報監(jiān)理進行驗收，確認滿足設計要求后填寫終孔驗收表。{10}制作鋼筋籠：鋼筋籠應分節(jié)制作。鋼筋籠制作允許誤差應符合相關規(guī)范要求（見表2）。{11}吊放鋼筋籠：將已經制作好的鋼筋籠下放到孔內，下放時采用雙吊點吊放。{12}下導管：用吊車下放導管并固定。導管下放結束后，對孔底的沉渣進行第二次處理。二次清孔結束，驗收合格后，應在1 h內灌注混凝土。{13}灌注混凝土：在二次清孔檢驗合格后，立即澆筑混凝土。澆筑完成后，樁的空頭部分及時用道砟填實。{14}加強鉆孔灌注樁的養(yǎng)護。

3 旋挖灌注樁施工中容易出現(xiàn)的質量問題及其原因

成孔質量和樁體質量問題一直是鉆孔灌注樁的通病，想要解決這些問題，必須探尋其根源。本項目施工過程中可能出現(xiàn)以下質量問題：{1}樁孔坍塌：發(fā)生坍孔的原因是鋼護筒周圍黏土沒有夯實，導致地表水滲入造成塌陷;護筒埋設太淺;鋼筋籠碰撞孔壁，孔壁受其刮擦而坍落。{2}鉆孔偏斜：鉆頭磨損嚴重，鉆桿彎曲;鉆進時鉆頭受力不均勻導致斜孔、偏孔;淤泥質粉質黏土層的存在導致土層軟硬不均。{3}漏漿：地下水沖刷孔周土體和樁體。{4}沉渣超標：泥漿過稀;孔底標高不一致，沉渣厚度偏小。{5}縮頸：泥漿比重偏低，導致淤泥質粉質黏土層出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象;泥漿性能較差，含水量較高，孔壁吸水膨脹，致孔徑縮小。成孔時間間隔不當，孔壁土體發(fā)生流變。

4 旋挖鉆孔施工的改進

根據上述質量問題的原因分析，本文從施工質量管理及每一個施工要點進行改進，以此保證成孔及成樁的質量。

（1）科學合理地開展施工質量管理。本工程施工企業(yè)建立了一套完整的質量管理體系，實行質量程序控制，把質量管理貫穿于整個施工過程中，以完善質量管理目標。{1}施工準備階段：根據設計要求確定質量標準，明確質量目標，加強對材料的檢驗工作。做好機械的檢修工作，確保施工正常進行。加強思想教育，強化安全意識，通過培訓提高施工人員的工作能力。{2}施工階段：加強施工質量的檢查和驗收，按照質量標準進行自檢和互檢。嚴格遵守科學原理，不武斷、不盲目、不大意。及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決問題。

（2）施工要點的質量控制。在已經實施的施工方案基礎上，對其施工要點進行了改進。具體要求如下：{1}測量放線時每個樁孔的控制點設置4個，控制點要高出護筒的頂面。{2}鉆機就位前在鉆機位置鋪設路基箱，以確保鉆機在鉆進過程中的穩(wěn)定性。在護筒鋪設后，對周圍黏土多次夯實，防止地表水入滲。{3}由于存在填土、淤泥質粉質黏土層，故用黏土制備優(yōu)質泥漿。開孔時，應加大泥漿的比重，泥漿比重應不小于1.25。在容易縮頸的土層中，應在鉆完一段后再提鉆復掃一次。{4}在提升鉆具時發(fā)現(xiàn)，有障礙的孔段，也應該進行復鉆。{5}在鉆進的過程中，如果由鋼筋籠碰撞、刮擦引起的輕微的坍孔，可以用小直徑鉆頭以優(yōu)質泥漿掃孔。新孔施工時應該跳孔施工，防止土層流變。{6}下放鋼筋籠后，應找正固定，使其居中。當下放受阻時，應輕輕地旋轉下放，不得強行下壓。{7}在導管拼裝之前，涂止水黃油，確保導管封水性能。{8}當灌注到鋼筋籠頂部時，應緩慢放料;對于剛灌注完畢的樁體，使用隔膜保護或者噴灑防護劑，這樣可以促進樁體快速定型，提高施工效率和灌注樁質量。

5 結語

本文針對旋挖成孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)的一些質量問題進行了分析，并對這些質量問題提出對策，通過施工要點的質量控制，有效地避免施工過程中的問題進一步擴大，從而保證樁基工程整體施工質量達到規(guī)范設計要求。同時，為類似工程的應用提供借鑒。

參 考 文 獻

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