復(fù)雜地層條件鉆孔灌注樁的施工方法

趙 煒

(山西省第三建筑工程公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

復(fù)雜地層條件鉆孔灌注樁的施工方法

趙 煒

(山西省第三建筑工程公司，山西 長(zhǎng)治 046000)

針對(duì)工程的地質(zhì)條件，分析了工程施工的重難點(diǎn)，介紹了施工對(duì)策與措施，闡述了復(fù)雜地層上大直徑灌注樁成孔、清渣、灌注等主要的施工技術(shù)，以期采用較為合理的工藝方法，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、快速、降低成本的目的。

大直徑灌注樁，復(fù)雜地層，鉆進(jìn)

近幾年鉆孔灌注樁在現(xiàn)階段的施工中得到了廣泛應(yīng)用。大直徑樁孔的施工，對(duì)于四級(jí)以下的土層采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔較為適合，對(duì)于四級(jí)以上的土層及卵石層采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)較為困難；而沖擊鉆進(jìn)，對(duì)于卵石鉆進(jìn)效率較高，但對(duì)于土層鉆進(jìn)效率低，泥漿護(hù)壁較困難，常出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象。本文結(jié)合工程特點(diǎn)，采用洛陽(yáng)鏟清除地下水位上層雜填土，沖擊鉆進(jìn)卵石層，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)土層的施工方法，有針對(duì)性地解決了復(fù)雜地層大直徑鉆孔灌注樁的施工難題。

1 工程概況

長(zhǎng)治市城區(qū)信用聯(lián)社培訓(xùn)中心位于府后西街，本工程基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，地基處理采用鉆孔灌注樁，樁徑1 200 mm，有效樁長(zhǎng)20 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。

1.1 工程地質(zhì)條件

場(chǎng)地土自上而下大致分為3層。第①層人工填土為雜填土、素填土、建筑生活垃圾、沖填土、平均厚度7.0 m；第②層土為圓礫、角礫堅(jiān)土，平均厚度4.0 m；其中圓礫、角礫粒徑大于20 mm顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量的50%；第③層土為粉質(zhì)粘土，標(biāo)貫擊數(shù)實(shí)測(cè)值平均為12.3擊。

1.2 設(shè)計(jì)要求

樁基采用鉆孔灌注樁，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，混凝土灌注充盈系數(shù)要求大于1。樁位允許偏差不大于50 mm。孔深+300 mm，樁徑±50 mm，垂直度不大于0.5%。灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度應(yīng)不大于50 mm。

1.3 問(wèn)題分析

施工場(chǎng)地所在位置原為舊河道匯流之處，后將河流改道，人工雜填鋪墊而成，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜。施工場(chǎng)地狹小，擬建工程?hào)|側(cè)，南側(cè)又與原有建筑物緊相鄰，施工難度大。上部雜填土屬空樁部分，若將其全部挖除后進(jìn)行樁基施工，那么場(chǎng)地布置，設(shè)備安放及混凝土澆筑將受到極大限制，且工期緊，所以不能采取。上部人工雜填土其中含有大量建筑垃圾采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，不易鉆進(jìn)而且土體本身孔隙率較大，泥漿護(hù)壁相當(dāng)困難，容易造成泥漿漏失孔壁坍塌。第②層以河卵石為主，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工難度大容易折斷鉆桿，鉆頭磨損嚴(yán)重，施工速度緩慢，工期滯后，費(fèi)用增大。如采用沖擊鉆容易穿透卵石層，而且鉆機(jī)工作振動(dòng)大后造成上層人工填土部分塌孔。

2 實(shí)施對(duì)策與措施

根據(jù)以上問(wèn)題分析,采用下述方案進(jìn)行施工:放線定樁位,埋設(shè)護(hù)筒上部人工填土采用洛陽(yáng)鏟卷?yè)P(yáng)機(jī)人工挖樁孔,加強(qiáng)鋼筋混凝土護(hù)壁支護(hù)孔壁，防止塌孔,挖除雜填土后注入泥漿,采用CZ-1500型沖擊鉆機(jī),鉆透卵石層進(jìn)入粉質(zhì)粘土層移機(jī)后用GPS-15型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔,鉆孔深度滿足設(shè)計(jì)要求后,及時(shí)采用泥漿循環(huán)清孔,清孔后吊車吊放鋼筋籠,放置混凝土導(dǎo)管,水下灌注混凝土成樁。本工程采用商品混凝土,澆筑采用導(dǎo)管法水中澆筑。

根據(jù)樁位布置及周圍場(chǎng)地情況，先進(jìn)行施工場(chǎng)地平整，合理地安排鉆孔及吊車，混凝土運(yùn)輸車的行走路線，建立泥漿循環(huán)系統(tǒng)。

根據(jù)施工方案，本工程從開(kāi)孔至成樁先后10道施工工序，其中成孔是關(guān)鍵工序，其他工序的施工安排及銜接均圍繞此工序進(jìn)行。結(jié)合本工程的施工工藝，施工過(guò)程中設(shè)置了成孔過(guò)程中的泥漿性能、成孔后的泥漿性能、大體積混凝土灌注等質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)控制，以確保成孔不出現(xiàn)擴(kuò)徑、坍孔現(xiàn)象，澆筑混凝土樁身夾泥芯、斷樁等問(wèn)題。

3 施工方法與主要技術(shù)措施

1)回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁施工工藝程序：放線定樁位→埋設(shè)護(hù)筒→鉆孔機(jī)就位→成孔、注漿→清孔及排渣→制作及吊放鋼筋籠→安放混凝土導(dǎo)管→澆筑混凝土。

2)放線定樁位：根據(jù)圖紙放出樁位點(diǎn)，采取灌白灰或打入鋼筋等定位措施，保證樁位標(biāo)記明顯準(zhǔn)確，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師復(fù)核無(wú)誤后進(jìn)行施工。

3)埋設(shè)護(hù)筒：護(hù)筒一般用4 mm～8 mm厚鋼板制成，高度為1.5 m～3 m，鉆孔樁護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大100 mm,護(hù)筒頂部應(yīng)開(kāi)設(shè)溢漿口。

4)鉆機(jī)就位：鉆機(jī)就位時(shí)必須保持平穩(wěn),不得發(fā)生傾斜?；剞D(zhuǎn)鉆應(yīng)使轉(zhuǎn)盤(pán)保持水平，轉(zhuǎn)盤(pán)孔中心、鉆架上吊滑輪和護(hù)筒中心應(yīng)在同一鉛垂線上。機(jī)架機(jī)管上應(yīng)做出控制標(biāo)尺，以便施工中進(jìn)行觀測(cè)、記錄以及控制鉆孔深度。

5)成孔、注漿：調(diào)直機(jī)架挺桿，對(duì)好樁位(用對(duì)位圈)，開(kāi)動(dòng)機(jī)器鉆進(jìn)，出土，達(dá)到一定深度(視土質(zhì)和地下水情況)鉆孔，鉆進(jìn)過(guò)程中必須保證泥漿的供給，使孔內(nèi)漿液面穩(wěn)定。

a.鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)土層類別、孔徑大小及供漿量確定相應(yīng)的鉆進(jìn)速度。初鉆時(shí)應(yīng)低擋慢速鉆進(jìn)，鉆至刃腳下1 m并形成堅(jiān)固的泥皮護(hù)壁后，根據(jù)土質(zhì)情況按正常速度鉆進(jìn)，若局部出現(xiàn)坍孔時(shí)應(yīng)加設(shè)鋼筋混凝土護(hù)筒。b.回轉(zhuǎn)鉆開(kāi)始鉆孔時(shí)宜先在護(hù)筒內(nèi)放入一定數(shù)量的泥漿，空鉆不進(jìn)尺，并從鉆桿中壓入清水?dāng)嚢璩蓾{，開(kāi)動(dòng)泥漿泵循環(huán)，待泥漿拌勻后開(kāi)始鉆進(jìn)。c.正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆應(yīng)符合以下規(guī)定：在粘性土層中鉆進(jìn)時(shí)，宜選用尖底鉆頭、中等轉(zhuǎn)速、大泵量、稀泥漿。在砂土或軟土等易塌土層中，鉆進(jìn)時(shí)宜選用平底鉆頭，控制進(jìn)尺，輕壓、低擋慢速，大泵量稠泥漿。在堅(jiān)硬土層中鉆進(jìn)時(shí)，宜采用優(yōu)質(zhì)泥漿，低擋慢速，大泵量，兩級(jí)鉆進(jìn)。d.當(dāng)護(hù)筒底土質(zhì)松軟而出現(xiàn)漏漿時(shí)，應(yīng)提起鉆頭，并向孔內(nèi)設(shè)入粘土塊，再放下鉆頭倒鉆，直至膠泥擠入孔壁堵住漏漿后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。e.正常鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)條件隨時(shí)檢查泥漿濃度。

鉆孔直徑應(yīng)每鉆進(jìn)5 m～8 m檢查一次。f.成孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)塌孔應(yīng)停鉆，回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再輕提慢鉆。g.鉆孔鉆至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)會(huì)同有關(guān)部門(mén)對(duì)孔深、孔徑、垂直度、孔位以及其他情況進(jìn)行驗(yàn)收，符合設(shè)計(jì)要求后方可移走鉆機(jī)。

6)清孔及排渣。

a.回轉(zhuǎn)鉆成孔后可使鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，循環(huán)泥漿。b.孔壁土質(zhì)較差，可用泥漿循環(huán)或抽渣筒抽渣清孔。c.清孔后泥漿密度，應(yīng)控制在1.1左右，孔內(nèi)排出或抽出的泥漿用手觸摸應(yīng)無(wú)顆粒感，含砂量不大于4%。

7)制作及吊放鋼筋籠。

a.灌注樁鋼筋制作時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定：鋼筋籠制作長(zhǎng)度、焊接方法和接頭長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。為防止鋼筋籠吊放時(shí)扭曲變形，一般在主筋外側(cè)每2 m加設(shè)一道φ14加強(qiáng)箍。鋼筋籠制作的允許偏差：主筋間距：±10 mm；箍筋間距：±20 mm；鋼筋籠直徑：±10 mm；鋼筋籠長(zhǎng)度：±100 mm。b.鋼筋籠驗(yàn)收合格后方可安放，采用12 t汽車吊下鋼筋籠，控制好籠頂標(biāo)高。鋼筋籠吊放前宜在上中下部的同一橫截面上，對(duì)稱或間隔120°綁好砂漿墊塊或設(shè)置鋼筋耳環(huán)。吊放時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，采用對(duì)稱吊筋，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉。鋼筋籠放到設(shè)計(jì)位置時(shí)應(yīng)立即固定，鋼筋籠就位后其安裝偏差應(yīng)控制在±100 mm以內(nèi)。

8)安放混凝土導(dǎo)管。

a.導(dǎo)管內(nèi)壁應(yīng)光滑圓順，第一節(jié)底管不宜小于4 m，孔口漏斗下宜配置0.5 m和1 m配套頂管。b.導(dǎo)管連接應(yīng)豎直，接頭加橡膠圈密封，下端宜高出孔底沉渣面300 mm～500 mm。

9)澆筑混凝土?；炷敛捎蒙唐坊炷?，澆筑采用導(dǎo)管法在水中澆筑。

a.清孔完畢經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，應(yīng)立即澆筑混凝土。在澆筑混凝土前應(yīng)復(fù)測(cè)沉渣厚度，如超過(guò)規(guī)定必須重新清孔，合格后方可澆筑混凝土。b.混凝土澆筑前，導(dǎo)管中應(yīng)設(shè)置球、塞等隔水；澆筑時(shí)，首罐量應(yīng)保證導(dǎo)管埋深不小于1 m。c.澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)施工，邊澆筑邊拔導(dǎo)管，并隨時(shí)掌握導(dǎo)管埋入深度，預(yù)拌混凝土應(yīng)保證連續(xù)供應(yīng)。d.混凝土澆筑到樁頂時(shí)，應(yīng)及時(shí)拔出導(dǎo)管，并使混凝土標(biāo)高大于設(shè)計(jì)標(biāo)高一倍樁徑且不小于1 000 mm?；炷翝仓戤吅螅瑧?yīng)拔出護(hù)筒，并用素土填埋樁坑。e.檢查每根樁的混凝土實(shí)際灌注量，充盈系數(shù)要求大于1。

10)試塊留置?；炷量箟涸噳K，應(yīng)每澆筑50 m3留做一組試件，小于50 m3的樁，每根應(yīng)做一組試件。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程共見(jiàn)證取樣52組混凝土強(qiáng)度試塊，經(jīng)質(zhì)量檢測(cè)中心檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度全部滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)大、小應(yīng)變及樁體鉆芯檢測(cè)，工程質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。

[1] GB 50300-2001，建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] JGJ 94-94，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

The construction method of bored pile in complex strata condition

ZHAO Wei

(ShanxiThirdConstructionEngineeringCompany,Changzhi046000,China)

According to the engineering geological conditions, this paper analyzed the key and difficult of construction engineering, introduced the construction countermeasures and measures, illustrated the large diameter bored pile hole, slag, cast-in-place and other main construction technology in complex strata, taken together more reasonable process, achieved the goal of high-quality, fast, reducing cost.

large diameter cast-in-place pile, complex strata, drilling

1009-6825(2014)22-0058-02

2014-04-11

趙 煒(1973- )，男，工程師

TU473.14

A