灌注樁在深基坑的應用與研究

1 工程概況

某商業(yè)公用大廈由位于我地區(qū)的繁華地帶的大道交匯地段。主樓為28-30層，裙房部分為4-6層，地下室二層，基坑開挖深度為4.0-8.0m。本文采用該商業(yè)大廈實際地質(zhì)資料進行計算和對比分析。計算選取基坑開挖深度為4.0-8.0m，通過對基坑深度、地質(zhì)狀況與周圍環(huán)境的分析，結(jié)合該工程的實際情況與施工條件以及近年來的一些施工經(jīng)驗，本工程中擬采用深層水泥土攪拌樁擋墻和直徑600mm混凝土灌注樁組合結(jié)構(gòu)作支護深基坑的結(jié)構(gòu)。

2 灌注樁技術(shù)特點

灌注樁屬于非擠土或少量擠土樁，施工時低噪音、輕振動，無地面隆起或側(cè)移，也無濃煙排放，因而對環(huán)境影響小，對周圍建筑物、路面或地下設(shè)施等危害小。

單樁承載力高，視地質(zhì)條件、樁身尺寸、混凝土強度等級不同，一般可達數(shù)千至數(shù)萬千牛，因此?？稍O(shè)計一柱一樁，不需樁頂承臺，簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

樁身剛度大，除能承受較大的豎向荷載外，還能承受較大的橫向荷載，增強建筑物的抗震能力，并能有效地充當坡地抗滑樁、堤岸支護樁以及地鐵或建筑物基坑開挖的支護樁，還可在基坑開挖后繼續(xù)作為地下室的承重墻等永久性結(jié)構(gòu)使用。

不需要搬運吊裝，不必承受打擊，因而可用較低的配筋率，并可視建筑物的重要性和荷載條件僅在樁身上段配筋或沿深度做變截面配筋。

樁身配筋可根據(jù)荷載大小與性質(zhì)及荷載沿深度的傳遞特色以及土層的變化配置，無需像預制樁那樣配置起吊、運輸、打擊應力筋，其配筋率遠低于預制樁，相比預制樁可較大幅度地降低造價。

灌注樁施工的現(xiàn)場作業(yè)太多，影響樁的質(zhì)量人為因素較多，質(zhì)量不夠穩(wěn)定。有時會發(fā)生縮頸、斷樁、樁身局部夾泥、樁身混凝土離析、樁頂混凝土疏松、混凝土強度較難保證等質(zhì)量事故；樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)揮常隨工藝變化而有變化，且又在較大程度上受施工操作影響。

3 灌注樁主要施工工藝

3.1 鋼筋制作

鋼筋的表面應潔凈，使用前應將表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈。鋼筋應平直，無局部彎折。對于直徑小于12的工級鋼筋，采用冷拉法調(diào)直鋼筋時，I級鋼筋的冷拉率不宜大于20%鋼筋籠分節(jié)制作。鋼筋籠分節(jié)焊接時應按規(guī)范要求確保焊縫長度:單面焊不應小于10d，雙面焊不應小于5d (d為鋼筋直徑)，藥皮隨焊隨敲。焊接頭應錯開，保證同一斷面的接頭占有率不超過50%。鋼筋焊接注意：焊接長度；飽滿度；焊縫 寬度；無氣孔和無咬肉現(xiàn)象。

3.2 成孔作業(yè)

（1）孔深與沉碴

鉆孔灌注樁施工中應特別注意孔深與沉碴的控制，尤其對于端承樁，終孔時要測驗一次孔深，灌注混凝土前測一只孔深，以確定孔底沉碴厚度，不能只在灌注混凝土前測一只孔深，以設(shè)計孔深來確定孔底沉碴厚度，防止“多打少報”?？咨钜话阌脺y繩測量，應注意測繩的遇水收縮問題，使用前要先在水中浸泡一段時間，然后用鋼尺校正后使用，終孔時最好測量鉆桿長度確定孔深，并和測繩測量孔深對比，測孔深測繩要專用，使用中還應不時用鋼尺校正，以確保孔底沉碴厚度不超標。

（2）泥漿與孔壁泥皮

鉆進成孔過程中要注意泥漿與孔壁泥皮的控制，如果鉆進粘性土層不易塌孔，用清水鉆進最好，如果存在厚度大、易塌孔的砂層，就要使用泥漿，避免塌孔。使用泥漿應注意避免孔壁泥皮厚度過大。在成樁過程中，樁周形成泥皮是不可避免的，泥皮達到一定厚度時，就會使樁的側(cè)摩阻力大降低，對泥皮厚度的要求理論上是越小越好，至于具體多大可以保證單樁承載力設(shè)計值，由于成孔方法、泥漿性能等的不同，還有待于研究，據(jù)相關(guān)資料介紹，泥皮厚度應控制在8mm以內(nèi)。

3.3 混凝土的灌注

灌注混凝土必須連續(xù)作業(yè)，一次完成，避免山于突發(fā)原因中斷灌注，從而發(fā)生斷樁的可能，因此混凝土的拌和運輸設(shè)備應滿足連續(xù)作業(yè)的要求?？變?nèi)混凝土面上升到接近鋼筋籠底部時，應防止鋼筋骨架被頂起。在灌注過程中，要隨時測量和記錄孔內(nèi)混凝土灌注標高和導管入孔長度，以控制和保證導管在混凝土內(nèi)有2m至6m的埋置深度，防止導管提升過猛管底提離混凝土面而使導管內(nèi)進水造成斷樁夾泥，也要防止導管埋入過深而造成導管內(nèi)混凝土壓不出或?qū)Ч鼙宦褡。荒芴嵘?，導致中止?jié)补喽鴶鄻??；炷凉嘧⒆⒁猓?連續(xù)澆筑，間隔時間不宜超過30min；混凝土嚴禁有大的塊石出現(xiàn)，防止出現(xiàn)卡管現(xiàn)象；拌料不宜出現(xiàn)生料的現(xiàn)象和不允許出現(xiàn)離析等現(xiàn)象。

4 施工中質(zhì)量控制措施

4.1 樁位控制

包括樁在水平方向的位置，樁頂埋深，以及樁身垂直度的控制。樁在水平方向位置控制包括檢查紅線、灰線、護筒埋設(shè)情況及鉆機就位情況。由于樁位放樣隨施工階段性進行，工作主要采取抽樣檢查的方法。樁頂埋深主要通過控制吊筋長度及混凝土上翻高度進行。吊筋長度采用理論計算值與實際長度相比較的方法來控制，避免吊筋采用統(tǒng)一長度，而不考慮地坪和機架標高的變化。在混凝土澆搗結(jié)束之前，檢查實測的上翻高度。樁身垂直度通過控制樁架垂直度、測斜，以及鋼筋籠下放順利程度來進行。

4.3 樁端施工質(zhì)量

為保證樁端質(zhì)量，除控制樁徑外，還要嚴格控制沉淤厚度。以孔底部（鉆頭尖部所處位置）為控制沉淤標準，并相應扣除鉆頭最大直徑斷面以下長度的一半為沉淤厚度，要求沉淤符合設(shè)計要求。同時還嚴格控制二次清孔結(jié)束至砼澆搗之間間隔時間（≤30分鐘）。沉淤厚度與清孔質(zhì)量是密切相關(guān)的，為保證清孔質(zhì)量，一方面檢查清孔時泥漿性能，嚴禁清水清孔、鉆孔用同一泥漿池；再者復校導管長度，控制清孔時導管埋深，以保證清孔效果。改變單純量測沉淤厚度控制沉淤的方法，變被動為主動，比較好地保證了工程沉淤的性能。

4.3 導管埋深

在灌注過程中，規(guī)范規(guī)定導管埋深宜為2-6m，一般施工者都能注意做到保持最小的導管埋深，對于最大導管埋深卻很容易忽略，混凝土只要能灌注下去， 施工者就一直上料灌注，埋管深度甚至達十幾米，遠遠大于6m，這時不僅容易出現(xiàn)灌注的樁身混凝土質(zhì)量不好，而且還容易出現(xiàn)一些問題。因此一定在注意控制好導管埋深，對于不是全籠的樁孔，混凝土面上升到鋼筋籠底部時，要適當控制放慢灌注速度，并及時地盡快拔起導管，使導管底部出口高出鋼筋籠底端一定距離，避免鋼筋籠上浮。

4.4 導管提拉

在灌注過程中當混凝土下落不暢時要上下活動提拉導管，當起拔導管時要提拉導管，這時應注意如果導管的提拉速度過快、幅度過大，有時會埋進空氣，造成樁身局部混凝土松，出現(xiàn)蜂窩、空洞等，特別是灌注至樁頂部時，灌注時間過長、混凝土攪拌質(zhì)量不好等，都會造成破流動性變差，上下活動提拉導管，管外混凝土面上升，管內(nèi)混凝土面高差到一定程度，管外混凝土面不再上升，若放下導管速度過快、幅度過大，管內(nèi)混凝土流動性又差，有時會形成管外混凝土面高于管內(nèi)混凝土面。灌注時要控制好混凝土攪拌質(zhì)量，連續(xù)灌注，盡量縮短灌注時間，導管一定不能提拉速度過快、幅度過大，灌注至樁頂部，慢起慢落數(shù)次后，再慢慢提出混凝土面，以避免發(fā)生樁頂部中心混凝土質(zhì)量低劣的空心現(xiàn)象。

結(jié)語

鉆孔灌注樁具有入土深、能進入巖層、剛度大、承載力高、樁身變形小，并可方便地進行水下施工等優(yōu)點，適應性強，是目前用途最廣泛的一種樁基礎(chǔ)，但由于其施工工藝的多樣性和復雜性、地基地質(zhì)條件的差異，各施工工藝類型有一定的適用范圍。因此，鉆孔灌注樁工程施工前，首先因根據(jù)地質(zhì)條件、場地條件、設(shè)計樁長、最大樁徑等參數(shù)選擇最適合的施工工藝類型。這是鉆孔灌注樁工程質(zhì)量保證的必要條件。