旋挖成孔灌注樁樁基施工質(zhì)量控制分析

顧 敏，羅里奧

中金嶺南凡口鉛鋅礦，廣東 深圳 518000

1 工程概況

砂石倉(cāng)為凡口鉛鋅礦采掘廢石資源化利用技術(shù)改造項(xiàng)目的子項(xiàng)目，主要功能是儲(chǔ)存砂石，建筑面積為892.6m2，層數(shù)為2層，建筑高度為25.75m，與21#、22#、23#皮帶廊相連，需完成43條灌注樁施工。樁身直徑為φ800mm，樁身混凝土強(qiáng)度為C35，單樁豎承載力為4000kN。項(xiàng)目于2020年3月開(kāi)工，位于廣東省韶關(guān)凡口礦采礦車間東北側(cè)。區(qū)域內(nèi)有溶洞，場(chǎng)地東西高、中間低，勘察期間測(cè)得各鉆孔孔口標(biāo)高為114.29～133.82m。據(jù)鉆探揭露，場(chǎng)地地層自上而下依次為人工填土層（2～6m）、第四系沖積層、第四系坡積層、第四系殘積層，下伏基巖為石炭系壺天群（C2+3ht）礫巖及白云質(zhì)灰?guī)r。

2 旋挖成孔灌注樁工藝流程

根據(jù)建筑工程樁基技術(shù)規(guī)范要求，結(jié)合該工程特點(diǎn)，旋挖成孔灌注樁按如下順序施工[1]，如圖1所示。

圖1 旋挖成孔灌注樁工藝流程

3 旋挖成孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)及保障措施

3.1 鉆孔前的質(zhì)量控制

（1）前期準(zhǔn)備。開(kāi)工前認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙、地勘資料、樁基施工技術(shù)及驗(yàn)收規(guī)范，并根據(jù)該工程地質(zhì)特點(diǎn)編制專項(xiàng)施工方案，詳細(xì)說(shuō)明施工過(guò)程中遇到不明地質(zhì)情況（如溶洞、超深鉆孔等）時(shí)的具體應(yīng)對(duì)措施，以便順利保質(zhì)地完成樁基施工。

（2）樁位放樣。在該工程附近永久構(gòu)筑物上標(biāo)記好該工程基準(zhǔn)控制點(diǎn)，根據(jù)工程的實(shí)際樁位情況進(jìn)行樁基的位置放樣，采取同排樁位跳開(kāi)鉆孔統(tǒng)籌施工方式，以避免延誤下一個(gè)施工程序。進(jìn)行鉆孔的標(biāo)高放樣時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)放樣的標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核。采用全站儀準(zhǔn)確放樣各樁點(diǎn)的位置，使其誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi)。因該項(xiàng)目與砂石轉(zhuǎn)運(yùn)站及自動(dòng)裝料倉(cāng)較近且同時(shí)施工，場(chǎng)內(nèi)施工機(jī)械較多，因而樁位的破壞在所難免，在施工過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)核實(shí)，發(fā)現(xiàn)有誤差時(shí)重新補(bǔ)放樁位，并做好交樁的記錄。

（3）埋設(shè)護(hù)筒。埋設(shè)鋼護(hù)筒是對(duì)孔進(jìn)行保護(hù)，穩(wěn)定孔壁防止塌孔影響施工進(jìn)度，還可以隔離地表水、固定樁位、保護(hù)操作原地面等。該工程鋼護(hù)筒主要是用12mm厚的鋼板制作，少量鋼護(hù)筒用10mm厚的鋼板制作，護(hù)筒直徑比樁基孔徑大200mm，根據(jù)超前鉆資料的填土層厚度確定鋼護(hù)筒長(zhǎng)度為每節(jié)6m，為增加剛度防止變形，在護(hù)筒上部、下端和中部外側(cè)各焊1道加勁肋。埋設(shè)護(hù)筒前需再?gòu)?fù)測(cè)樁位，埋置深度視土的性狀而定，平面位置的偏差不得＞5cm，傾斜度＜1%。護(hù)筒四周回填黏土并分層夯實(shí)且護(hù)筒要高出施工地表300mm以隔離地表水，應(yīng)在護(hù)筒頂部開(kāi)設(shè)1個(gè)溢漿口。

（4）鉆機(jī)就位。埋好護(hù)筒后鉆機(jī)就位，該工程選用三一旋挖鉆機(jī)SANY SR360R型機(jī)，鉆機(jī)就位時(shí)必須保證鉆機(jī)平穩(wěn)不傾斜、不沉降。應(yīng)測(cè)量護(hù)筒頂位置或平臺(tái)標(biāo)高，用于鉆孔過(guò)程中測(cè)量參考。鉆頭、鉆桿中心與護(hù)筒中心的偏差不得＞5cm，并檢查在回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)是否有障礙物影響回轉(zhuǎn)，同時(shí)也要保證電力及機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 鉆孔中的質(zhì)量控制

（1）鉆孔。該工程采用對(duì)角樁位鉆孔，以防在相鄰灌注樁樁身砼還未達(dá)到強(qiáng)度要求時(shí)影響樁體質(zhì)量。鉆孔方法是水鉆法，鉆孔過(guò)程必須做好記錄，觀察地質(zhì)變化。要及時(shí)取鉆渣樣品，查明土、巖類別并詳細(xì)做好施工記錄，鉆至巖面時(shí)應(yīng)與超前鉆資料進(jìn)行核對(duì)，并通知相關(guān)單位到現(xiàn)場(chǎng)簽字確認(rèn)。為加快施工進(jìn)度，根據(jù)該工程實(shí)際地質(zhì)情況，鉆進(jìn)應(yīng)采用不同的施工方法，例如回填土層采用巖心筒鉆施工，粉質(zhì)黏土采用錐型長(zhǎng)螺旋鉆施工，強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r采用嵌巖雙開(kāi)門鉆頭施工。鉆進(jìn)要嚴(yán)格按照施工規(guī)程操作，應(yīng)該勤檢查，多觀測(cè)鉆具，防止出現(xiàn)鉆機(jī)移位[2]。

（2）控制鉆孔速度。鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，若鉆具上升速度過(guò)快，鉆斗外壁和孔壁之間就會(huì)產(chǎn)生較大負(fù)壓，造成孔壁頸縮、坍塌現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐得知，鉆斗升降速度以0.75～0.80m/s為宜。

（3）檢查孔深、孔徑、垂直度及沉渣厚度。當(dāng)成孔達(dá)到設(shè)計(jì)高程后，需對(duì)孔深、孔徑、垂直度及沉渣厚度進(jìn)行檢測(cè)，其中孔深（用測(cè)深繩測(cè)）和孔徑（用探孔器測(cè)）需不小于設(shè)計(jì)規(guī)定，垂直度誤差≤1%，沉渣厚度要滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）清孔。清孔的目的是使孔底沉渣厚度符合質(zhì)量要求和最終孔底沉渣厚度＜5cm的設(shè)計(jì)要求。該施工場(chǎng)地地質(zhì)情況是回填土、泥巖、巖石，故該工程采用雙開(kāi)門撈渣斗清孔鉆頭進(jìn)行清孔。鉆孔方法用水鉆法，經(jīng)過(guò)鉆孔反復(fù)提鉆排漿將泥漿基本排除，偶爾有少量泥漿也不會(huì)影響成孔質(zhì)量。因故停鉆時(shí)，應(yīng)將鉆頭提出孔外，不要將鉆頭放于孔內(nèi)休息或過(guò)夜。清孔合格后到開(kāi)始澆筑混凝土的時(shí)間間隔應(yīng)控制在1.5～3h，一般不超過(guò)4h，否則要重新清孔。

（5）處理斜巖、溶洞。①斜巖的處理方法。根據(jù)超前鉆資料，顯示場(chǎng)地巖面起伏變化較大，鉆孔會(huì)出現(xiàn)斜巖情況。解決方法：一是慢速低壓鉆進(jìn)；二是回填C25混凝土24h后再成孔鉆進(jìn)。②溶洞的處理方法。該工程1#、5#樁施工時(shí)遇到溶洞，以1#樁為例，簡(jiǎn)述遇溶洞的處理方法。該樁2020年8月23日19：05開(kāi)孔，21：47打至深度為28.41m時(shí)漏漿，判斷遇到溶洞。用黃土拌水泥制泥漿，泥漿可以防止孔壁坍塌，泥漿相對(duì)密度控制在1.25，回填至9m，實(shí)際回填19.4m，后繼續(xù)成孔鉆進(jìn)。第二日（8月24日）9：10打到深度為31.8m時(shí)又漏漿，回填至25.8m（實(shí)際回填6m）；繼續(xù)鉆孔又遇到溶洞塌孔漏漿，回填至8m（實(shí)際回填23.8m）。該樁打到該程度，經(jīng)多方組織討論決定只能繼續(xù)打，回填開(kāi)始用C25混凝土進(jìn)行充填。過(guò)24h后，繼續(xù)成孔鉆進(jìn)打至孔深32m漏漿，回填至22m（實(shí)際回填10m），打至孔深42.2m漏漿，回填至孔深25m（實(shí)際回填17.2m），因護(hù)筒上至下6m處焊接位置移位，回填至孔口，共回填42.2m。該樁終孔深度達(dá)44.77m，實(shí)樁43.3m，空樁1.47m，該樁耗時(shí)整整6d。單樁灌注混凝土量達(dá)119m3，耗用水泥3.2t，充盈系數(shù)達(dá)4.47。護(hù)筒兩側(cè)有塌方發(fā)生，導(dǎo)致12.2m護(hù)筒未拔出留在樁孔內(nèi)，加之溶洞的治理，極大地增加了單樁的施工成本[3]。

（6）鋼筋籠制作及吊裝。鋼筋籠制作應(yīng)嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在場(chǎng)內(nèi)分節(jié)制作。為確保混凝土保護(hù)層厚度，在鋼筋籠下端及中間每隔2m在一個(gè)橫截面上設(shè)置4個(gè)鋼筋耳環(huán)。為使鋼筋籠吊裝時(shí)不發(fā)生變形、脫落，縱向鋼筋采用氣壓焊連接，箍筋采用螺旋箍，焊接長(zhǎng)度不小于10D（D為鋼筋直徑），焊接加強(qiáng)箍，并與縱筋焊牢；同一平面內(nèi)接頭數(shù)不得超過(guò)總根數(shù)的50%。鋼筋籠分節(jié)下放入孔時(shí)應(yīng)保持垂直度，嚴(yán)禁鋼筋籠擺動(dòng)碰到孔壁而刮傷孔壁，防止塌孔。下至最后一根加強(qiáng)筋斷面時(shí)，用2根鋼管平等對(duì)穿其中，壓在孔口兩側(cè)枕木上固定好，防止混凝土灌注過(guò)程中鋼筋骨架上下振動(dòng)。鋼筋籠入孔后的容許偏差：鋼筋籠中心與樁孔中心偏差≤±10cm；鋼筋籠底面高程偏差≤±10cm。

（7）混凝土澆筑?；炷翝仓切跇兜淖詈笠坏狸P(guān)鍵工序，混凝土澆筑質(zhì)量將嚴(yán)重影響灌注樁的質(zhì)量，因此需認(rèn)真填寫成孔檢查記錄表和鉆孔檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄表。澆筑前要計(jì)算出該樁混凝土澆筑初灌量，施工中要保證澆筑初灌量。進(jìn)行混凝土水下澆筑時(shí)，導(dǎo)管采用直徑為250mm的鋼導(dǎo)管，中間節(jié)為2.5m等長(zhǎng)，底節(jié)為4m，漏斗下用0.5m導(dǎo)管，底端距孔底0.5m左右，混凝土可以順利從導(dǎo)管內(nèi)灌至孔底。混凝土坍落度控制在18～22cm，并保持良好的和易性。澆筑混凝土接近樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)控制澆筑量，確保樁頂標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求?；炷翍?yīng)連續(xù)澆筑，中途不得停頓，每根樁的澆筑時(shí)間需控制在2h內(nèi)?；炷翝仓戤吅?，位于地面以下及樁頂以下的孔口護(hù)筒在混凝土初凝前保持軸線豎直拔出，并做好導(dǎo)管提升記錄?；炷翝仓^(guò)程中，需填寫水下混凝土澆筑記錄表。

（8）樁身質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容及方法。樁基完成后28d，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94—2008）進(jìn)行樁大、小應(yīng)變檢測(cè)樁身質(zhì)量。對(duì)樁身完整性進(jìn)行抽樣檢測(cè)后再進(jìn)行單樁承載力檢測(cè)，以確保施工質(zhì)量。樁身檢測(cè)是仁化質(zhì)檢站委托有資質(zhì)的核工業(yè)二九〇地質(zhì)所進(jìn)行的，檢測(cè)不少于總樁數(shù)的30%，其他采用動(dòng)測(cè)法檢驗(yàn)。樁的豎向承載力檢驗(yàn)采用高應(yīng)變法，檢驗(yàn)樁數(shù)不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且不少于3根。

4 結(jié)束語(yǔ)

旋挖鉆孔灌注樁施工是隱蔽工程，由于超前鉆沒(méi)有達(dá)到全覆蓋，地質(zhì)條件的變化造成很多不可預(yù)見(jiàn)的情況出現(xiàn)，在施工管理過(guò)程中相關(guān)人員需要不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新質(zhì)量管理模式，探索更高效的技術(shù)工藝，確保旋挖鉆孔灌注樁的每道施工工序都嚴(yán)格遵照規(guī)范要求，最終保證基礎(chǔ)施工質(zhì)量，建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程。