沖（鉆）孔灌注樁施工技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用

孫嘉華

（三明市城市建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，福建 三明 365000）

0 引言

伴隨社會(huì)發(fā)展的不斷更迭，老百姓們對(duì)建筑項(xiàng)目提出了越來越高的標(biāo)準(zhǔn)，由于預(yù)制樁在施工中噪聲過大，鋼筋混凝土沖孔灌注樁樁基施工技術(shù)獲得了普遍運(yùn)用。該工藝技術(shù)所采用的工程機(jī)具較為便捷，給周邊造成的環(huán)境影響較小。基于此，系統(tǒng)化地探索沖孔灌注樁施工技術(shù)和功能可減少施工中的問題。

1 工程概述

該工程項(xiàng)目位于三明市臺(tái)江片區(qū)，起于工業(yè)南路，止于現(xiàn)狀路（城關(guān)大橋）。工程基礎(chǔ)采用沖（鉆）孔灌注樁，樁徑為Ф800，共488 根?；鶚兜某至訛棰萋咽瘜油?單樁豎向極限承載力為1 400 KN,單樁水平承載力設(shè)計(jì)值為270 KN?；鶚痘炷翉?qiáng)度等級(jí)C30。

2 鋼筋混凝土沖（鉆）孔灌注樁施工流程分析

2.1 制備泥漿工作分析

在本工程中，優(yōu)先采取自然造漿的手段，同時(shí)按時(shí)檢測(cè)泥漿的各項(xiàng)屬性，在第一時(shí)間處理泥漿循環(huán)機(jī)制的沉渣以及廢漿。

制備泥漿的性能指標(biāo)如表1 所示。

表1 泥漿的性能指標(biāo)

2.2 沖（鉆）孔

（1）鉆孔灌注樁具體步驟是：場(chǎng)地整平、樁位放線、漿溝與漿池的挖掘、護(hù)筒埋設(shè)施工、鉆機(jī)到達(dá)指定地點(diǎn)、校準(zhǔn)孔位、沖孔、泥漿循環(huán)、泥渣與廢棄物清理干凈、孔清潔、驗(yàn)收、鋼導(dǎo)管與鋼筋籠放置恰當(dāng)位置、水下混凝土澆筑、成樁后采用恰當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行養(yǎng)護(hù)[1]。

（2）成孔時(shí)應(yīng)先在孔口位置設(shè)置直徑為6～8 mm左右的砌磚護(hù)圈或者鋼板護(hù)筒，其功能是對(duì)孔口進(jìn)行有效保護(hù)，避免垮塌問題的發(fā)生。護(hù)筒內(nèi)部直徑應(yīng)超出鉆頭直徑20 cm 左右，深度通常為1.2～1.5 m，如果上部存在較厚的松軟土層，應(yīng)從該層經(jīng)過，防止出現(xiàn)塌孔問題。然后再把沖孔機(jī)轉(zhuǎn)移至既定方位，把沖擊鉆以及護(hù)筒的中心點(diǎn)保持平齊，盡可能地將偏差控制在2 cm 以內(nèi)，初期時(shí)采用低錘密擊的方式，錘的高度為0.3～0.6 m，且在恰當(dāng)時(shí)間增添粘土與石塊對(duì)泥漿壁進(jìn)行保護(hù)，當(dāng)孔的深度達(dá)到護(hù)筒下部3～4 m 之后，提升速率，增大沖程，同時(shí)錘高提升至1.5～2.0 m 的位置，轉(zhuǎn)入持續(xù)性沖擊，在鉆孔時(shí)應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間把孔中的廢渣清理出來，避免廢渣數(shù)量過多，產(chǎn)生埋鉆問題。

（3）沖孔時(shí)應(yīng)及時(shí)檢測(cè)與管控泥漿密度。如果碰到優(yōu)良的粘土層，可自行制作泥漿護(hù)壁，具體步驟是將清水灌進(jìn)孔內(nèi)，依托上下沖刷形成泥漿護(hù)壁。每次沖擊1～2 m 便應(yīng)清除一次殘?jiān)?，且及時(shí)補(bǔ)充泥漿，直到達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為止。排渣的方式主要有2 種，其一是抽渣筒法，其二是泥漿循環(huán)法。泥漿循環(huán)法是把漿液輸送管插進(jìn)孔的底部，泥漿在孔中朝上涌動(dòng)，把廢渣帶到孔的外部，這種方式效率高，護(hù)壁成效突出，泥漿也容易清理，然而對(duì)循環(huán)泥漿的流量與壓力有很高的要求，實(shí)操難度大，為此僅適合較淺的孔。抽渣筒法是使用下端帶有活門的鋼筒，將其放至孔的底部進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)抽筒朝下運(yùn)動(dòng)時(shí)，活門處于打開狀態(tài)，廢渣進(jìn)到筒中；當(dāng)抽筒朝上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活門處于關(guān)閉狀態(tài)，泥渣排至孔的外部。

（4）在鉆進(jìn)環(huán)節(jié)應(yīng)維持孔中水位比護(hù)筒底口最少高0.5 m，避免水位上升或者下降對(duì)護(hù)筒底口產(chǎn)生不良影響，另外孔中水的高度應(yīng)比地下水位最少高1 m[2]。

（5）成孔之后，應(yīng)使用下部懸掛0.5 g 重鐵碗的測(cè)繩對(duì)孔的深度進(jìn)行量測(cè)，校對(duì)之后，對(duì)孔進(jìn)行清理，可運(yùn)用底端攜帶活門的鋼抽渣筒多次清理，將孔底的廢渣、泥漿全部清理掉。

（6）在孔清理結(jié)束之后，相關(guān)人員還需立即下入鋼筋籠，同時(shí)將鋼筋籠安置于孔口鋼護(hù)筒位置，確保其在混凝土澆灌期間不產(chǎn)生位置移動(dòng)。鋼筋籠下完且不存在偏差后立即澆灌混凝土，避免泥漿沉積。混凝土澆灌一般依托導(dǎo)管于水內(nèi)完成澆灌工作。

2.3 鋼筋籠加工及就位形式

2.3.1 鋼筋籠加工

樁基鋼筋籠作業(yè)期間，單面板彎搭接焊因?yàn)榧庸ぞ炔桓?，接籠時(shí)通常存在多個(gè)主筋接頭無法同步封閉的問題，需依托硬板進(jìn)行修正，本次搭接焊計(jì)劃使用下述工藝進(jìn)行優(yōu)化，以避免質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生：

（1）為確保主筋接頭可以順利搭接，對(duì)鋼筋籠的加工精準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)控，依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將搭接頭彎成一定程度。

（2）打造長(zhǎng)寬分別為30 m、2 m 的砂漿混凝土加工基地，且依照有關(guān)要求每間隔2 m 設(shè)置1 個(gè)φ25 鋼筋門架,門架下部和厚度為2 cm 的鋼板焊接在一起，然后埋到混凝土中，且確保鋼筋門架頂端處在同個(gè)標(biāo)高面超過50 cm。值得注意的是，在接頭方位，相關(guān)人員還需參照鋼筋籠大小，進(jìn)一步加工一個(gè)兩節(jié)鋼筋籠預(yù)制胎具，同時(shí)還要根據(jù)鋼筋籠鋼筋大小、間距等條件予以穩(wěn)固，且確保模具下部標(biāo)高和鋼筋門架標(biāo)高處在同一水平面，下部以厚度為2 cm 的鋼板以滿焊的方式埋到混凝土中且確保不發(fā)生位置的移動(dòng)，之后在槽鋼里側(cè)加工和鋼筋規(guī)格相一致的主筋卡具，確保鋼筋地點(diǎn)的精準(zhǔn)。

（3）兩節(jié)鋼筋籠匹配預(yù)制完成后單獨(dú)放置，在分別懸置醒目的牌子予以標(biāo)識(shí)，這就能清晰地表明鋼筋籠所采用的樁號(hào)以及樁機(jī)。

（4）在吊起鋼筋籠期間，采取兩根橫擔(dān)梁作為主要的吊梁，防止鋼筋籠在起吊過程中出現(xiàn)形狀變化，按照之前的標(biāo)注進(jìn)行方向的調(diào)節(jié)，首先使用點(diǎn)焊的方式將主筋進(jìn)行焊接，之后將所有的搭接接頭進(jìn)行點(diǎn)焊，最后對(duì)焊接接頭進(jìn)行滿焊。

2.3.2 鋼筋籠就位對(duì)接

（1）將鋼筋籠放進(jìn)孔內(nèi)時(shí)，應(yīng)與孔位對(duì)準(zhǔn)之后輕輕下放，進(jìn)入孔中后以較慢的速度下降，不可左右轉(zhuǎn)動(dòng)。如果遇到阻礙，禁止以較快的速度下放。

（2）鋼筋籠就位后，以較慢的速度降到上面主筋接頭與下面主筋接頭靠近，采用點(diǎn)焊的方式將接頭固定，焊縫應(yīng)在距離搭接位置2 cm 以外。

（3）鋼筋籠都進(jìn)到孔內(nèi)之后，依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步明確停放位置，為防止混凝土在澆筑過程中鋼筋籠發(fā)生位置上的變動(dòng)，應(yīng)遵循現(xiàn)實(shí)標(biāo)高對(duì)吊筋長(zhǎng)度予以核算，通過4Φ16 吊筋延展至地表，同時(shí)還要采取點(diǎn)焊的形式，和孔口護(hù)筒進(jìn)行連接。

（4）混凝土初次凝結(jié)后便可將鋼筋籠的穩(wěn)固設(shè)備全部撤除。

2.4 下灌注導(dǎo)管

2.4.1 導(dǎo)管拼接

在運(yùn)用之前先將導(dǎo)管拼在一起，然后實(shí)施密封性水壓測(cè)試，壓力通常處于0.6～1.0，沒有氣泡冒出便是達(dá)標(biāo)，里壁平滑，法蘭盤螺眼勻稱設(shè)置，全部的螺眼至導(dǎo)管中心間隔保持統(tǒng)一。導(dǎo)管尺寸誤差應(yīng)當(dāng)滿足下述標(biāo)準(zhǔn)：長(zhǎng)度誤差在1%以下，軸線誤差在1%以下，連接內(nèi)徑誤差在2 mm 以下。

2.4.2 導(dǎo)管的下放

進(jìn)行澆筑架施工，下放導(dǎo)管，可以運(yùn)用卷?yè)P(yáng)機(jī)套上導(dǎo)管，每一次導(dǎo)管的連接長(zhǎng)度為1～7 m，連接距離孔深長(zhǎng)出1 m 左右，連接反循環(huán)泵或者3 PN 泵對(duì)孔進(jìn)行清理，清理施工完畢后進(jìn)行混凝土澆筑工作。

2.5 清孔

工程樁孔的第二次清理工作使用正循環(huán)方式，具體步驟是先把導(dǎo)管提升到距離孔下部30 cm 的位置，等孔清理10 min 之后把導(dǎo)管放至孔的底部，另外對(duì)新泥漿的性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保其達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，清理時(shí)間大概是1 h，檢測(cè)到孔底部的泥渣低于5 cm 的時(shí)候，暫停清理。

2.6 混凝土拌制及灌注

2.6.1 混凝土拌制

（1）混凝土制備過程中，應(yīng)依照實(shí)驗(yàn)室確定的配制比例，且依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的配制比予以把控，同時(shí)還要根據(jù)調(diào)節(jié)后的數(shù)據(jù)予以過磅上料，保證上料的準(zhǔn)確性。

（2）確保混凝土拌制時(shí)長(zhǎng)在1.5 min 以上，使用時(shí)間繼電器對(duì)灌水量進(jìn)行管控，確?；炷撂涠仍?8～22 cm，且使用專門的工具對(duì)坍落度進(jìn)行測(cè)量，及時(shí)調(diào)節(jié)水的灌注量，確保坍落度數(shù)值不發(fā)生大的變動(dòng)。

2.6.2 混凝土澆灌

（1）澆灌施工時(shí)，導(dǎo)管下放位置距離孔底30～50 cm。

（2）使用鐵絲將隔水栓掛至距離泥漿面5～30 cm的位置，在隔水栓的上端澆灌和設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)號(hào)相同的水泥砂漿0.2～0.3 m3，便于鐵絲剪下后隔水栓運(yùn)行通暢，不出現(xiàn)卡頓情況[3]。

（3）混凝土澆灌期間應(yīng)隨時(shí)對(duì)導(dǎo)管外部混凝土面的高進(jìn)行檢測(cè)，且精準(zhǔn)核算導(dǎo)管埋深，嚴(yán)控拆導(dǎo)管長(zhǎng)度，防止產(chǎn)生卡埋導(dǎo)管難題。在開管期間，導(dǎo)管所埋深度一般不超過0.8 m。

（4）澆灌混凝土應(yīng)當(dāng)持續(xù)作業(yè)，中間不可暫停。導(dǎo)管拆卸和連接都應(yīng)當(dāng)快速，通?？刂圃?5 min以內(nèi)。

（5）在導(dǎo)管沒有被混凝土充滿時(shí)，后期的混凝土應(yīng)當(dāng)緩慢澆灌，避免導(dǎo)管中壓力過高，致使導(dǎo)管內(nèi)部的節(jié)膠墊掉落從而出現(xiàn)水滲漏問題。

（6）依照所設(shè)定的高度，使用下部墜有重量為5 kg、底部直徑為15 cm 測(cè)錘的測(cè)繩對(duì)混凝土的高度進(jìn)行測(cè)量，精準(zhǔn)核算樁身所?；炷恋捏w積和應(yīng)當(dāng)擴(kuò)充的體積，采取上下反插導(dǎo)管的方式，防止混凝土出現(xiàn)斷裂問題。除此之外，還可以避免混凝土體積偏大，減少不合理的材料損耗，保證成樁后樁身混凝土的澆灌量達(dá)標(biāo)，且在恰當(dāng)時(shí)機(jī)將導(dǎo)管抬升、卸下，拆卸的導(dǎo)管應(yīng)用水進(jìn)行清洗，將密封圈卸下，妥善保管[4]。

2.7 空孔處置

因?yàn)榭湛讜?huì)給施工現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)產(chǎn)生負(fù)面影響，為保證項(xiàng)目建設(shè)品質(zhì)，避免發(fā)生傷亡事件，該項(xiàng)目樁基空孔運(yùn)用砂石料進(jìn)行填充，直到和地面平齊為止。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土沖孔灌注樁施工技術(shù)獲得了較為普遍地應(yīng)用，具備較高的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定型。充分發(fā)揮這一技術(shù)的同時(shí)，要求相關(guān)人員明確技術(shù)要點(diǎn)，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際條件采取對(duì)應(yīng)的管理及調(diào)控措施。