談小孔徑旋挖灌注樁混凝土充盈系數(shù)的控制

董志明，王國(guó)溶，陳艷玲

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276000）

目前，旋挖鉆孔灌注樁施工工藝已經(jīng)在地基與基礎(chǔ)工程中得到廣泛應(yīng)用，該施工技術(shù)具有施工速度快、工作效率高、施工現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)及鉆機(jī)組裝、拆卸方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，獲得施工過程中參加各單位的一致好評(píng)?？紤]到旋挖鉆孔灌注樁施工工藝在基礎(chǔ)工程中日益發(fā)揮著重要作用，將混凝土充盈系數(shù)控制在合理范圍內(nèi)變得尤為重要。旋挖灌注樁施工過程中存在兩種可能：若混凝土充盈系數(shù)大于設(shè)計(jì)值，將導(dǎo)致工程成本的增加；若混凝土充盈系數(shù)小于設(shè)計(jì)值，將可能存在斷樁等質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題，這都將直接影響到工程的整體效益。

混凝土充盈系數(shù)的影響因素，有“人、材、機(jī)、法、環(huán)、測(cè)”6個(gè)方面。文章結(jié)合臨沂啟陽機(jī)場(chǎng)航站樓改擴(kuò)建及附屬工程的樁基工程，從這6個(gè)方面進(jìn)行分析，得出本工程中存在的影響因素并制定措施予以控制。

1 工程概況

臨沂啟陽機(jī)場(chǎng)航站樓改擴(kuò)建及附屬工程中樁基工程采用旋挖鉆孔灌注樁施工工藝，灌注樁樁徑直徑有600mm和1000mm兩種規(guī)格，其中樁徑直徑600mm灌注樁占樁基總數(shù)量的84.42%。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況，本工程旋挖灌注樁數(shù)量多，小樁徑灌注樁占比重較大。地質(zhì)條件為淤泥粉質(zhì)地層、粉土、強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖、中風(fēng)化粉砂巖等，不同施工片區(qū)地質(zhì)條件存在差別，旋挖鉆機(jī)施工難度較大。在前期試驗(yàn)樁施工過程中發(fā)現(xiàn)，混凝土充盈系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，導(dǎo)致工程成本大幅增加。旋挖鉆孔灌注樁施工過程為：旋挖鉆機(jī)成孔、安放鋼筋籠及混凝土灌注。其中混凝土灌注工序工程成本占比大，是本工程的重要環(huán)節(jié)。在灌注樁施工過程中，控制小樁徑灌注樁的混凝土充盈系數(shù)是控制該工程施工成本的關(guān)鍵所在。

2 混凝土充盈系數(shù)的影響因素

2.1 樁頂及樁底高程測(cè)量不當(dāng)

1）施工人員責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)。作為工程一線的施工人員，其主觀意識(shí)，將極大程度地影響工程的進(jìn)度、質(zhì)量及成本。首先，施工人員對(duì)按施工圖執(zhí)行不到位。在實(shí)際施工過程中對(duì)高程測(cè)量的不嚴(yán)謹(jǐn)，旋挖鉆機(jī)成孔后，工人使用測(cè)錘簡(jiǎn)單測(cè)量樁底高程達(dá)標(biāo)、驗(yàn)收合格后，進(jìn)行澆筑施工。澆筑接近達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂時(shí)，施工人員往往為了加快澆筑速度，直接將料斗再次直接放滿灌注，而不考慮混凝土超灌的成本。導(dǎo)致灌注完成后，實(shí)際樁頂高程遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)高程，造成了混凝土用量的浪費(fèi)，混凝土充盈系數(shù)過大。若灌注樁混凝土遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)樁頂高程（超灌1m以上），將造成澆筑混凝土的材料成本及后期樁頭破除費(fèi)用的大幅增加。

2）測(cè)量器具應(yīng)用不當(dāng)。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每個(gè)鉆機(jī)施工人員采用的測(cè)錘均是根據(jù)各自使用習(xí)慣制作，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)錘重量多樣，此情況導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)存在偏差。尤其在灌注完成后，進(jìn)行樁頂高程測(cè)量時(shí)，由于混凝土灌注過程中，混凝土由導(dǎo)管直接流入樁底，樁內(nèi)水泥漿上浮，樁頂上方存在大量浮漿，黏稠度變大。如果測(cè)錘過輕，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)浮力，測(cè)繩不能自然下垂伸直，測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大偏差。施工人員按照錯(cuò)誤數(shù)據(jù)灌注，造成混凝土用量增加，導(dǎo)致充盈系數(shù)變大。

2.2 鉆機(jī)往返卸土，鉆頭復(fù)位不精準(zhǔn)

旋挖鉆機(jī)夜間施工時(shí)，鉆機(jī)設(shè)備復(fù)位存在偏差。通過施工數(shù)據(jù)分析，同一鉆機(jī)駕駛員，在白班、夜班不同班次，施工的孔徑偏差也存在較大差距。由于夜間施工，光線較暗，給鉆機(jī)駕駛員的操作加大了難度。受施工工期影響，旋挖鉆機(jī)需24h連續(xù)施工，旋挖駕駛員采用兩班倒工作制。鉆機(jī)駕駛員操作鉆機(jī)鉆孔時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致駕駛?cè)藛T身體疲憊，注意力不集中，控制不精準(zhǔn)，會(huì)造成樁徑擴(kuò)大或擴(kuò)孔現(xiàn)象。

由于旋挖鉆機(jī)是近些年剛興起的樁基施工機(jī)械，每個(gè)鉆機(jī)駕駛員的施工經(jīng)驗(yàn)良莠不齊，操作技術(shù)水平存在差異。經(jīng)過對(duì)每個(gè)鉆機(jī)駕駛員從業(yè)經(jīng)歷及實(shí)際施工情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在相同地質(zhì)施工條件下，不同鉆機(jī)操作人員的鉆進(jìn)速度、孔徑偏差都存在較大的差距，也是影響混凝土充盈系數(shù)的因素之一。

2.3 泥漿指標(biāo)不滿足施工要求

由于施工現(xiàn)場(chǎng)范圍區(qū)域較大，樁基工程占地2884m2，不同施工片區(qū)，地質(zhì)條件存在較大差異。這意味著對(duì)不同施工區(qū)域的泥漿指標(biāo)控制也將變得復(fù)雜多變。

在施工過程中發(fā)現(xiàn)，各鉆機(jī)均使用按照試驗(yàn)樁標(biāo)準(zhǔn)配備的泥漿進(jìn)行施工，仍然出現(xiàn)部分塌孔現(xiàn)象。在砂質(zhì)粉土地層中，泥漿比重偏低或黏度偏低，會(huì)造成鉆頭在往返鉆進(jìn)、卸土過程中造成孔壁坍塌。經(jīng)對(duì)鉆機(jī)卸土土樣進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，施工區(qū)域?qū)嶋H地質(zhì)情況與前期勘測(cè)單位提供勘測(cè)數(shù)據(jù)存在偏差。由于勘測(cè)數(shù)據(jù)不全面，導(dǎo)致按照勘測(cè)報(bào)告中地質(zhì)情況配制的泥漿不能滿足整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求。

3 對(duì)策措施

3.1 針對(duì)樁頂及樁底高程測(cè)量不當(dāng)?shù)膯栴}

1）將灌注樁混凝土灌注方量與施工人員工資關(guān)聯(lián)，對(duì)施工人員加強(qiáng)技術(shù)交底工作，強(qiáng)調(diào)混凝土灌注工序施工的成本控制意識(shí)。項(xiàng)目部制定相應(yīng)的獎(jiǎng)懲措施，在保證樁身質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下（保證灌注樁澆筑超高1m），控制樁頂澆筑高度。根據(jù)灌注樁混凝土澆筑實(shí)際工程量與設(shè)計(jì)值對(duì)比進(jìn)行獎(jiǎng)懲。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙可知：混凝土充盈系數(shù)設(shè)計(jì)值為1.30。根據(jù)調(diào)查以往類似樁基工程施工經(jīng)驗(yàn)，直徑600mm灌注樁混凝土充盈系數(shù)控制在1.25是可以實(shí)現(xiàn)的。因此，規(guī)定混凝土充盈系數(shù)1.25為標(biāo)準(zhǔn)值，每臺(tái)班灌注樁施工混凝土充盈系數(shù)小于1.25進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，大于1.25進(jìn)行處罰。

2）統(tǒng)一制作測(cè)錘及測(cè)繩，測(cè)錘重量為8kg。同時(shí)，安排技術(shù)人員加強(qiáng)測(cè)量管控，定期校核測(cè)量器具。灌注工人使用測(cè)錘首次測(cè)量，驗(yàn)收技術(shù)人員再次使用加重測(cè)錘測(cè)量2～3次，最終確定孔深。

3.2 針對(duì)鉆機(jī)往返卸土，鉆頭復(fù)位不精準(zhǔn)的問題

1）夜間施工期間，使用全站儀測(cè)放樁位中心點(diǎn)后，設(shè)置2臺(tái)激光定位儀，鎖定樁位中心點(diǎn)，方便鉆機(jī)駕駛員對(duì)鉆機(jī)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行校核修正，保證樁位偏差盡量減小，以減少樁徑擴(kuò)大現(xiàn)象。

2）調(diào)整鉆機(jī)駕駛員工作時(shí)間，由原來的兩班倒改成三班倒，給予鉆機(jī)駕駛員充分的休息時(shí)間。確保鉆機(jī)駕駛員在施工過程中注意力高度集中，操控鉆機(jī)往返卸土，精準(zhǔn)復(fù)位。

3.3 針對(duì)泥漿指標(biāo)不滿足施工要求的問題

1）選用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土制備泥漿。由項(xiàng)目部針對(duì)不同施工區(qū)地質(zhì)制定不同標(biāo)準(zhǔn)泥漿配比，由技術(shù)人員指導(dǎo)施工人員使用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土現(xiàn)場(chǎng)制備泥漿，并對(duì)泥漿指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格后，方可投入使用。

2）增加檢測(cè)泥漿指標(biāo)試驗(yàn)次數(shù)，做好施工人員的技術(shù)交底工作和泥漿配置的執(zhí)行；控制泥漿指標(biāo)，保證泥漿護(hù)壁效果良好。

4 充盈系數(shù)監(jiān)測(cè)分析及快速處置

1）根據(jù)以往類似工程成本控制經(jīng)驗(yàn)，依托信息化辦公軟件對(duì)混凝土施工記錄進(jìn)行實(shí)時(shí)分析監(jiān)測(cè)。采用Excel表格對(duì)灌注樁混凝土施工進(jìn)行預(yù)算計(jì)劃及實(shí)際施工用量數(shù)據(jù)對(duì)比分析。旋挖鉆孔灌注樁處于地下，是隱蔽工程，關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、安全問題。混凝土用量高于理論值會(huì)造成混凝土用量增加，工程成本增加；混凝土用量低于理論值會(huì)存在斷樁的可能性，這都將造成后期工程成本的大幅增加。

2）按照以往類似工程經(jīng)驗(yàn)，旋挖成孔灌注樁旋挖鉆成孔后，混凝土灌注施工過程，測(cè)量實(shí)際成孔孔深，按照實(shí)際孔深計(jì)算灌注混凝土方量，因?yàn)榇嬖诨炷吝\(yùn)輸損耗，再乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，得到計(jì)劃灌注方量。

3）針對(duì)發(fā)現(xiàn)問題，建立監(jiān)測(cè)分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。將每一批次施工灌注樁，混凝土計(jì)劃灌注方量提前計(jì)算，灌注完成后統(tǒng)計(jì)匯總實(shí)際混凝土灌注方量。通過逐一批次分析充盈系數(shù)數(shù)據(jù)，把充盈系數(shù)控制在1.23，既可以滿足設(shè)計(jì)施工要求又可以節(jié)省混凝土灌注方量。

5 結(jié)語

旋挖鉆孔灌注樁施工工藝在本工程中充分發(fā)揮其快捷、高效的施工優(yōu)勢(shì)，圓滿按施工計(jì)劃完成施工任務(wù)。經(jīng)檢測(cè)單位對(duì)旋挖鉆孔灌注樁質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，全部合格。

通過在旋挖鉆孔灌注樁施工過程中，技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)本工程中存在的影響混凝土充盈系數(shù)的因素。經(jīng)逐項(xiàng)分析影響因素，并制定以上相應(yīng)控制措施并逐一實(shí)施，有效地控制本工程的混凝土充盈系數(shù)。采取動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及快速處置措施，并對(duì)采取措施前、后數(shù)據(jù)對(duì)比分析，小樁徑旋挖樁混凝土充盈系數(shù)大幅降低，避免了混凝土材料用量的浪費(fèi)，有效地降低了樁基工程成本，為工程項(xiàng)目創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。