鉆孔灌注樁技術(shù)在高層建筑基礎(chǔ)中的應(yīng)用

羅瑞忠

[摘要]首先,簡要介紹應(yīng)用鉆孔灌注樁的高層建筑工程;然后,闡述鉆孔灌注樁的關(guān)鍵施工技術(shù);最后,對施工中常見質(zhì)量問題進行分析,并提出相應(yīng)的處理措施。

[關(guān)鍵詞]鉆孔灌注樁 施工技術(shù) 高層建筑

中圖分類號:TU97文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920103-01

一、工程概況

某工程為商品房住宅小區(qū),框剪結(jié)構(gòu),由2幢20層主樓組成,設(shè)計2層地下室。根據(jù)地質(zhì)勘察報告,該場地巖土層自上而下可劃分為:

1.素填土,成分以粘性土為主;2.粉質(zhì)粘土,系風(fēng)化殘積土;3. 中風(fēng)化鈣質(zhì)頁巖,成分主要為泥質(zhì),次為鈣質(zhì),風(fēng)化裂隙發(fā)育;4.硬塑粘土夾碎石,以粘土為主,碎石成分為中風(fēng)化鈣質(zhì)頁巖、中風(fēng)化炭質(zhì)頁巖,該層呈透鏡體;5.中風(fēng)化炭質(zhì)頁巖,主要成分為方解石、次為炭質(zhì)。

分析場地的地層情況,確定該高層住宅樓樁基礎(chǔ)形式采用鉆孔灌注樁,第五層中風(fēng)化炭質(zhì)頁巖作為樁基礎(chǔ)持力層,工程樁總數(shù)為128根,樁徑為φ1000mm～φ2000mm,設(shè)計樁長為15～20m,樁身砼設(shè)計強度為C40,承載力設(shè)計值為7400～29000KN。

二、鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁施工工藝流程:排除障礙物、平整場地～泥漿制備～埋設(shè)護筒～放樣定位、搭設(shè)鉆機平臺～檢驗垂直度、安裝鉆機并定位～鉆孔～清孔并檢查成孔質(zhì)量～鋼筋籠制作及安裝～二次清孔～安設(shè)導(dǎo)管～灌注砼～拔出護筒～養(yǎng)護(檢查質(zhì)量)。下面介紹鉆孔灌注樁施工中的關(guān)鍵技術(shù)。

(一)鉆孔。鉆孔是一道關(guān)鍵工序,在施工中必須嚴格按照操作要求進行,才能保證成孔質(zhì)量。1.鉆具聯(lián)結(jié)要牢固,鉛直,初期鉆進速度不要太快;2.鉆進過程中,經(jīng)常測試泥漿指標變化情況,并注意調(diào)整鉆孔內(nèi)泥漿濃度;3.經(jīng)常檢查機具運轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)異常情況立即查清原因,及時處理;4.經(jīng)常注意觀察鉆孔內(nèi)附近地面有無開裂或護筒、樁架是否傾斜。

(二)清孔。鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成裝置量與樁身曲直。1.鉆孔到設(shè)計深度后,應(yīng)對孔徑,孔偏斜度、孔深等進行驗收,在檢查完全符合設(shè)計要求時,應(yīng)立即進行清孔,避免隔時過長以致泥漿沉淀,引起鉆孔坍塌;2.清孔方法是隨著使用的鉆機不同而靈活應(yīng)用。通常可采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔;3.清孔時應(yīng)保持鉆孔內(nèi)泥漿面高于地下水位1.5-2.0m防止塌孔;4. 清孔達到要求,由監(jiān)理工程師再次驗收孔深,泥漿和沉渣厚度。

(三)鋼筋籠制作與安裝。1.鋼骨架采用現(xiàn)場綁扎,鋼筋的進料、除銹、下料、彎制等均符合設(shè)計及規(guī)范要求;2.在下吊時注意骨架不得變形,因此綁扎或焊接點的密度要多;3.為確保保護層厚度可用預(yù)制砼墊塊綁扎與鋼架四周,預(yù)制砼墊塊厚度為容許的最小保護層厚度;4.鋼骨架放入時利用鉆孔機架緩慢放下,并控制好標高,當最后的砼初凝時,應(yīng)割斷鋼骨架的吊環(huán),使鋼骨架不影響砼收縮,避免鋼筋和砼分離;5.鋼筋骨架制作和吊放的允許偏差:主筋間距±10mm;箍筋間距±20mm;骨架傾斜度±0.5%;骨架外徑±10mm;骨架中心平面位置20mm;骨架保護層厚度±20mm;骨架頂端高程±20mm。

(四)灌注砼。1.灌注砼前,應(yīng)進行終孔檢測。砼拌和物運至灌注地點時,應(yīng)檢查其均勻性和坍落度,如不符合的要求,應(yīng)進行第二次拌和,二次拌和仍達不到要求,不得使用。2.樁采用導(dǎo)管法輸入灌澆,導(dǎo)管為鋼管,直徑25cm,每節(jié)長為2M,導(dǎo)管入孔時絲扣接頭接長下放,當導(dǎo)管底部離澆搗處30～50公分時,停止接管,然后安裝漏斗,準備灌注砼。3. 在整個灌注時間內(nèi),出料口應(yīng)伸入先前灌注的砼內(nèi)至少2m,以防止泥漿及水沖入管內(nèi),且不得大于6m。4.砼應(yīng)連續(xù)灌注,中斷時間不超過30分鐘,澆灌砼需每根樁一次澆搗完成。5.灌注的樁頂標高應(yīng)比設(shè)計高出一定高度,一般為0.5-1.0m。6.砼灌制完成后,立即拔出護筒,拔出的護筒應(yīng)清洗干凈,移至下一樁位埋設(shè)。

三、鉆孔灌注樁易發(fā)主要質(zhì)量問題及對策

僅對本工程地質(zhì)條件樁基施工造成的孔壁坍塌、樁身縮頸、鉆孔偏斜問題進行分析并給出防治措施。

(一)孔壁坍塌

1.原因分析。(1)泥漿比重不夠,未形成堅實可靠的護壁;(2)孔內(nèi)水頭高度不夠,或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水,降低了靜水壓力;(3)護筒埋置太淺,下端孔口坍塌;(4)在松砂層中鉆進時,進尺太快;(5)提住鉆頭鉆進時,回轉(zhuǎn)速度過快,空轉(zhuǎn)時間太長。

2.預(yù)防措施。(1)在松散粉砂土或流砂中鉆進時,應(yīng)控制進尺,選用較大比重、粘度、膠體率的優(yōu)質(zhì)泥漿;(2)小心輕放鋼筋籠保護孔壁;(3)加強護筒固定措施;(4)嚴格控制沖程高度和炸藥用量。

3.處理方法。(1)如發(fā)生孔口坍塌,可回填,重新埋設(shè)護筒再鉆;(2)如發(fā)生孔內(nèi)坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘土混合物到坍孔位置以上1-2米,如孔壁坍塌嚴重應(yīng)全部回填,待回填物沉積密實后再行鉆進。

(二)樁身縮頸

1.原因分析。灌注砼過程中孔壁坍塌內(nèi)擠:地層條件差,流砂、淤泥層厚;鋼筋籠外砼離析,充填不緊密;砼澆注中斷,導(dǎo)管上拔時管口脫離砼面,泥土擠入樁位。

2.預(yù)防措施。改變施工工藝,加速澆注砼進程;縮短成孔與澆注砼之間的?？讜r間:改變砼塌落度。摻外加劑;嚴防導(dǎo)管管口超出砼面高程。

3.處理方法。不嚴重者核算其實際承載力;嚴重者補樁,以兩根較小直徑者代著原來一根直徑較大者,等代補樁;補錨桿靜壓樁。

(三)鉆孔偏斜

1.原因分析。(1)鉆孔中遇較大的孤石或探石頭;(2)擴孔較大處,鉆頭擺動偏向一方;(3)鉆機底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷;(4)鉆桿彎曲,接頭不直。

2.預(yù)防措施。(1)安裝鉆機時要使轉(zhuǎn)盤、底座水平,起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者應(yīng)在一條豎直線上,并經(jīng)常檢查校正;(2)由于主動鉆桿較長,轉(zhuǎn)動時上部擺動過大。必須在鉆架上增添導(dǎo)向架,使其沿導(dǎo)向架向下鉆進;(3)鉆桿、接頭應(yīng)逐個檢查,及時調(diào)正。主動鉆桿彎曲,要用千斤頂及時調(diào)直;(4)在有傾斜的軟、硬地層鉆進時,應(yīng)吊住鉆桿控制進尺,低速鉆進?；蚧靥钇?、卵石沖平后再鉆進。

3.處理方法。查明鉆孔偏斜的位置和程度。一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復(fù)掃孔,使鉆孔正直。偏斜嚴重時,應(yīng)回填砂粘土到偏斜處,待沉積密實后再鉆。沖擊鉆進時,應(yīng)回填砂礫石和黃土待沉積密實后再鉆進。

四、工程檢測

對工程的鉆孔灌注樁主要采用了如下幾種檢測手段:1.成孔質(zhì)量檢測,檢測數(shù)量300個。2.試樁載荷試驗,檢測試樁數(shù)量10根。3.高應(yīng)變動力檢測,檢測數(shù)量20根。4.低應(yīng)變動力檢測,檢測數(shù)量40根。

檢測結(jié)果:本工程的鉆孔灌注樁的檢測參數(shù)均滿足設(shè)計要求。

參考文獻:

[1]張忠亭等著,鉆孔灌注樁設(shè)計與施工,中國建筑工業(yè)出版社,2007年02月.

[2]張忠苗主編,樁基工程,中國建筑工業(yè)出版社,2007年12月.

[3]劉金波主編,建筑樁基技術(shù)規(guī)范理解與應(yīng)用,中國建筑工業(yè)出版社,2008年09月.