沖孔灌注樁的施工技術研究

陳昌寧

中交（廈門）投資有限公司（361000）

沖孔灌注樁的施工技術研究

陳昌寧

中交（廈門）投資有限公司（361000）

隨著高層建筑的建設規(guī)模越來越大，基礎工程中復雜的地質(zhì)條件的情況越來越多，沖孔灌注樁的應用越來越廣泛。沖孔灌注樁是現(xiàn)代建筑基礎施工中常用的施工工藝，具有適用范圍廣、施工便捷、承載能力高等特點，能夠在風化巖層、碎石土、填土、砂土、黏性土等眾多復雜地層中使用。這里以某高層建筑沖孔灌注樁施工為例，結(jié)合二次清孔，介紹了沖孔灌注樁在復雜地層中的施工內(nèi)容。

施工技術；沖孔灌注樁；氣舉反循環(huán)；清孔成樁

1 工程概況

某A2子地塊工程地下室1層，上部建筑為32層框剪結(jié)構(gòu)，總建筑面積7萬m2，高層部分基礎采用沖孔灌注樁，別墅區(qū)及地下室部分采用PHC管樁，該場地地質(zhì)概況如表1所示?；鶐r在地層深度分布變化很大，深淺不一，存在斷層破碎帶，且其中分布有孤石,給樁基施工帶來許多不可預測的因素，也加大了施工難度。

2 施工技術

2.1 沖孔及成樁

2.1.1 施工工序

沖孔灌注樁施工工序:

測量放線→開孔及埋設護筒→樁機就位→沖孔至設計持力層→驗孔→清孔→安放鋼筋籠→下導管→下風管→氣舉反循環(huán)清孔→灌注混凝土→成樁。

2.1.2 沖孔技術措施

1）遇“探頭石”的處理

沖孔時遇孔內(nèi)一邊有大塊石伸進孔內(nèi)，其余孔邊是細小塊石、砂層或土層時(俗稱遇“探頭石”)，往下沖孔時會發(fā)生偏孔現(xiàn)象，應向孔內(nèi)填入塊石至高出探頭石1.0～1.5 m處，然后沖錘沖孔。開始沖程要適當降低，待塊石沖實后，沖錘沖時受力均勻。然后換用較高沖程，將探頭石及塊石一起擊碎。若此后還有偏孔，重復上述方法繼續(xù)修正。

2）漏漿處理

沖孔過程中必須注意補充水量(泥漿)，維持護筒內(nèi)應有的水頭高度，防止孔壁坍塌。如發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)象，護筒內(nèi)水位緩慢下降，針對漏水原因可進行如下處理:屬于護筒漏水時，應用黏土在護筒周圍填土加固，漏水嚴重時應返工重埋護筒；如在沖孔時發(fā)生孔內(nèi)水位驟降,很可能是遇到溶洞，向孔內(nèi)拋填塊石,隨著沖孔過程向孔內(nèi)不斷投入黏土、片石、水泥，用沖錘擠壓空隙堵塞漏洞。

表1 分層巖土的物理力學指標

3）卡錘預防措施

沖孔時如不注意很容易出現(xiàn)卡錘，預防措施如下:①定期檢查錘齒磨損情況，嚴禁使用蒜頭錘，入巖后提錘不能太低，防止出現(xiàn)梅花形孔，偏心過大或不圓的錘不能使用；②錘頂彈應靈活，損壞要及時更換，注意新?lián)Q錘的直徑變化情況，開始沖程不宜過大。

4）確認全面入巖

沖孔樁質(zhì)量控制的關鍵是要確認全面入巖，盡管有超前鉆探以及設計人員根據(jù)超前鉆探確定的樁底標高，但畢竟超前鉆探的鉆孔很小，反映的情況有限,可能超前鉆探的鉆孔處入了巖，而旁邊的地方卻沒有入巖。因此，當沖孔施工沖至巖層面時，要用線錘沿樁孔的四周吊吊,看是否都是同樣的巖石，即全面入巖。本工程沖孔深度為樁端全斷面至少進入持力層(中風化花崗巖)內(nèi)1 m，如遇到孤石、斷層要穿過孤石及斷層，樁端必須進入設計持力層，并滿足設計要求。

2.1.3 清孔成樁

沖孔后采用二次氣舉反循環(huán)清孔。樁孔到達設計深度后，將沖頭提高10～15 cm，用換漿法進行首次清孔。先下放鋼筋籠，鋼筋籠外周隔一定距離設混凝土墊或鋼筋“耳朵”，以確保鋼筋保護層厚度符合設計要求。鋼筋籠安放時應到位，保持“正、直、中”。鋼筋籠分段制作,主筋搭接采納應用滿焊搭接。再下灌注導管,利用灌注導管進行二次氣舉反循環(huán)清孔。開始送風時應先往導管內(nèi)補漿，停止清孔時應先關氣后斷漿。在清孔的過程中特別要注意往護筒內(nèi)補充泥漿，嚴防因補漿不足而造成塌孔，確?？椎壮猎怀^30 mm。反循環(huán)清孔完成后，馬上進行水下混凝土澆筑。樁身采用C35混凝土澆筑，導管下孔長度依照孔深調(diào)配，滿足導管底端至孔底300～500 mm。澆筑混凝土應持續(xù)進行，澆筑前作好設備工具檢修,盡量避免各種意外事故的發(fā)生，導管隨樁身混凝土澆筑深度上升不停提拔、拆卸。提拔時嚴禁將底管口拔出混凝土面，且滿足導管底端埋入混凝土面2～6 m，且應控制好最后一斗混凝土的灌注量。為了保證灌注混凝土質(zhì)量，混凝土的充盈系數(shù)≥1.1且超灌高度應≥0.8 m。

2.2 后注漿技術

由于沖孔灌注樁的施工工藝特點，深孔孔底沉渣不易徹底清除，會影響樁端承載。在成孔中為避免塌孔必須采用泥漿護壁，泥漿護壁所形成的泥皮也會影響樁側(cè)摩阻力；因此采用樁底和樁側(cè)后注漿技術，其主要目的是減輕或消除孔底沉渣和樁側(cè)泥漿護壁對單樁極限承載力的影響，提高單樁承載力。

本工程設計為端承樁，所以采用樁底后注漿技術。在成樁2 d后從預留的注漿管開始進行注漿，注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點的距離應大于8 m，每根樁注漿時間為1～2 h，以水壓試驗的穩(wěn)定壓力1.5 MPa為初始注漿壓力，以終壓漿壓力大于3 MPa和注漿量為1 000 kg水泥量作為施工的控制指標。對個別樁注漿壓力低于3 MPa，灌入量較大的樁，當?shù)孛嫖闯霈F(xiàn)冒漿時，可適當增加水泥的注入量，注入量一般控制在2 000 kg左右。對注漿壓力高于5 MPa、可注性差的樁，現(xiàn)場采用濃漿慢速灌注及注注停停間歇注漿的辦法，其終止時間以注漿壓力控制，最大注漿壓力不高于7 MPa，且水泥量不少于800 kg。每根樁注漿完畢，立即將注漿管擰上堵頭，以防回漿，影響注漿效果。在樁基工程完成后，委托第三方選取在最不利條件下施工的沖孔灌注樁基分別采用試樁靜載、鉆芯法及動測進行了質(zhì)量檢測。其結(jié)果分別為:

1）選取6根試樁作為單樁豎向抗壓極限承載力試驗，極限承載力下樁頂最大沉降為13.6 mm，最小沉降為7.6 mm，遠小于規(guī)范要求的40 mm。

2）鉆芯檢測樁數(shù)10根，各受檢樁樁身完整性、混凝土強度代表值、樁長、樁底沉渣厚度以及持力層性狀均滿足設計要求。

3）動測樁數(shù)130根，其中I類樁123根，占94.6%；II類樁7根，占5.4%。對比其他相似工程未進行注漿技術情況下,樁長在50 m左右單樁豎向極限承載力試驗下樁頂最大沉降量普遍在20～30 mm，有的甚至還超出規(guī)范要求的40 mm。

可以得出，樁底后注漿技術對彌補沖孔灌注樁的深孔清渣難的不足起到較好的效果，并且提高了端承樁的單樁承載力。

3 結(jié)語

從本工程沖孔灌注樁的施工中總結(jié)以下兩點:

1）采用二次氣舉反循環(huán)清孔工藝，可加快清孔速度提高清孔質(zhì)量。