淺談旋挖成孔灌注樁施工質(zhì)量在不利地質(zhì)條件下的控制

張生兵

廈門古龍房地產(chǎn)有限公司（361000）

淺談旋挖成孔灌注樁施工質(zhì)量在不利地質(zhì)條件下的控制

張生兵

廈門古龍房地產(chǎn)有限公司（361000）

結(jié)合工程實(shí)例，探討在不利地質(zhì)條件下旋挖成孔灌注樁的施工質(zhì)量控制措施。

旋挖樁；不利地質(zhì)條件；質(zhì)量控制

0 引言

旋挖成孔灌注樁技術(shù)以其工作效率高、施工質(zhì)量好、塵土泥漿污染少、澡聲低等特點(diǎn)，被譽(yù)為“綠色施工工藝”。近年來，旋挖成孔灌注樁施工已成為一種新型樁施工方法，在樁基施工特別是不利地質(zhì)條件下樁基施工中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

1 工程地質(zhì)條件

1.1 場地位置及巖土條件

某擬建商住建筑物為高層建筑，高度92.95～99.05m，地上31～33層，地下一層埋深5.5～6m，總建筑面積為13.8萬m2，建筑物+0.000標(biāo)高為4.600 m。該項(xiàng)目位于漳州市龍海市榜山鎮(zhèn)，場地原為耕地。根據(jù)鉆探測試（芯樣鑒定、原位測試、土工試驗(yàn)），在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)各巖土層的巖性、分布規(guī)律描述如下:場地地基土主要由素填土①、淤泥②、淤泥混砂③、淤泥④、卵石⑤、粉質(zhì)黏土⑥構(gòu)成。場地的地質(zhì)條件相對較差，主要表現(xiàn)在以下方面:

素填土①層厚0.80～3.70m，平均2.08m。

淤泥②厚度為2.07～11.80m，平均5.95m。

淤泥混砂③厚度0.80～11.50m，平均4.62m。

淤泥④厚度為1.90～20.90m，平均11.77m。

卵石層⑤厚度:17.7～22.2m，平均18.53m。

粉質(zhì)黏土⑥厚度8.70～14.50m，平均11.39m。

1.2 地下水位及埋深

地下水位標(biāo)高為1.45～2.76m，穩(wěn)定水位標(biāo)高為1.25～2.56m，埋深為1.3～2.7m。地下水位年變化幅度為1.0～2.0m。

2 工程設(shè)計(jì)概況

本工程結(jié)構(gòu)為剪力墻結(jié)構(gòu)，局部底層獨(dú)立商業(yè)裙樓為框架結(jié)構(gòu)，其塔樓基礎(chǔ)為Φ800旋挖灌注樁，采用卵石層⑤作為持力層，樁端進(jìn)入持力層深度大于等于8m，單樁豎向極限承載力設(shè)計(jì)值為7 000kN。成孔結(jié)束后，應(yīng)對成孔進(jìn)行全面檢查（包括孔位、孔徑、孔深、孔垂直度）合格后方能進(jìn)行清孔。然后立即澆筑水下混凝土。樁身混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級為水下C35，導(dǎo)管式水下混凝土澆筑，充盈系數(shù)不小于1.1。

3 工程場地處理

場地平整度、承載力是影響旋挖鉆機(jī)鉆孔垂直度、孔壁穩(wěn)定及預(yù)防鉆機(jī)事故隱患的兩個(gè)重要因素。當(dāng)旋挖鉆機(jī)使用說明中無具體要求時(shí)，旋挖鉆機(jī)鉆桿垂直度應(yīng)小于0.5%。項(xiàng)目場地原來是種植土，相對較軟，在施工前，場地鋪設(shè)一層800mm厚山皮土夯實(shí)，以解決陷機(jī)引起的斷樁、樁身傾斜及樁機(jī)本身無法行走等問題[1]。

4 濕作業(yè)旋挖成孔灌注樁的施工流程

測量放線及定樁位→配置泥漿→開挖地表面土埋設(shè)護(hù)筒→檢查樁中心軸線→鉆機(jī)就位及鉆進(jìn)→成孔檢查→清孔→吊放鋼筋籠、聲測管→安裝混凝土導(dǎo)管→二次清孔→灌注水下混凝土→成樁、拔出護(hù)筒→樁成品檢測、驗(yàn)收。

5 質(zhì)量通病的預(yù)防措施

項(xiàng)目場地地質(zhì)情況較差，回填土、淤泥質(zhì)土較厚，容易遇到地下水豐富、塌孔、縮孔等情況，在施工前制訂出相應(yīng)的處理方案:調(diào)整穩(wěn)定液；灌注低標(biāo)號砂漿或混凝土，待終凝后再次鉆進(jìn)；回填黏性土，鉆具進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)，以起到修復(fù)護(hù)壁作用；采用鋼護(hù)筒護(hù)壁等措施。在施工遇到較復(fù)雜情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知地勘、設(shè)計(jì)等單位相關(guān)人員到現(xiàn)場進(jìn)行處理。

穩(wěn)定液是濕作業(yè)旋挖成孔的關(guān)鍵，尤其是在不穩(wěn)定地層（淤泥質(zhì)土、砂層、卵礫石層、漏失地層），因此應(yīng)合理選擇穩(wěn)定液材料，如黏土（或膨潤土）、水、處理劑。黏土應(yīng)選擇細(xì)度100目以上、造漿率不小于5m3/t、含砂量小于4%的膨潤土及高嶺土等。

5.1 塌孔

在鉆進(jìn)過程中塌孔。如果輕微塌孔不影響正常鉆進(jìn)，可以不處理。如果塌孔嚴(yán)重不能再繼續(xù)鉆進(jìn)，則需要回填土，待自然沉實(shí)后再鉆進(jìn)。

在灌注過程中塌孔。在保證孔內(nèi)水頭的同時(shí)，應(yīng)采用吸泥機(jī)吸出塌入孔中的泥土。如不再繼續(xù)塌孔，可恢復(fù)灌注。如仍塌孔不停止，則需要拔出導(dǎo)管鋼筋籠，回填土待自然沉實(shí)后再鉆進(jìn)。

當(dāng)旋挖鉆在易塌孔地區(qū)作業(yè)時(shí)，首先要保證配制的泥漿各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。在再次鉆進(jìn)過程中，盡量避免鉆進(jìn)過程中鉆頭對孔壁的碰撞，減少鉆頭內(nèi)鉆渣掉入孔內(nèi)破壞泥漿的配比。終孔成樁清孔達(dá)標(biāo)后，在半小時(shí)內(nèi)必須澆筑混凝土，否則須再次清孔，并重新測定孔底沉渣[2]。

5.2 導(dǎo)管進(jìn)水

灌注前應(yīng)檢查好導(dǎo)管的密封性。安裝導(dǎo)管時(shí)要檢查密封圈是否墊好，確保導(dǎo)管密封性良好。嚴(yán)格計(jì)算好首盤封底的混凝土方量，掌握和控制灌注導(dǎo)管距孔底高度，保證導(dǎo)管埋入混凝土不小于2m，嚴(yán)禁導(dǎo)管底提出混凝土面,確保足夠的混凝土封底。首盤混凝土封底失敗，或者灌注過程中導(dǎo)管接頭不密封,或者灌注過程中將導(dǎo)管拔脫進(jìn)水封底失敗時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管、鋼筋籠拔出，用旋挖鉆將孔底混凝土掏出，重新安裝鋼筋籠、導(dǎo)管，清孔合格后重新灌注。導(dǎo)管接頭不密封需要換合格導(dǎo)管，換導(dǎo)管和導(dǎo)管拔脫都需要在繼續(xù)灌注之前，用撈漿桶或者泥漿泵等將二次安裝的導(dǎo)管內(nèi)的泥漿清除干凈,注意精確計(jì)算好導(dǎo)管埋深，確保再次灌注的順利。

5.3 浮籠

灌注混凝土過程中應(yīng)采取有效的方式防止鋼筋籠上浮,應(yīng)針對具體的上浮原因采取預(yù)防措施，一般有以下幾種:

1）緩慢放料，減少混凝土對鋼筋籠的沖力。

2）改善混凝土的和易性，延長混凝土的緩凝時(shí)間。

3）減少灌注時(shí)間，防止混凝土表面形成硬殼，從而帶動(dòng)鋼筋籠上浮。

4）在主筋上焊“倒刺”，加大鋼筋籠與混凝土間的摩擦力。

5）加大吊筋直徑，在井口加配重，預(yù)防鋼筋籠上浮。

在灌注過程中發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮時(shí)，應(yīng)立即減緩灌注速度，在保證導(dǎo)管有足夠埋深的情況下，快速提升導(dǎo)管，待鋼筋籠回到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，再拆除導(dǎo)管。如果導(dǎo)管埋深不夠不能拆除導(dǎo)管，可將導(dǎo)管快速提升（注意不要將導(dǎo)管拔脫），然后緩慢放下導(dǎo)管，如此反復(fù)多次，直至鋼筋籠回到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置。

為防止鋼筋籠上浮，在鋼筋籠安裝好后將其固定在鋼護(hù)筒上。在灌注過程中應(yīng)準(zhǔn)確測量好混凝土頂面高程，當(dāng)混凝土快進(jìn)入鋼筋籠時(shí)，應(yīng)減緩灌注速度，并嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深。

5.4 卡管

在混凝土灌注過程中，混凝土在導(dǎo)管中下不去，可借用吊車的吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管，或者安裝附著式振搗器使導(dǎo)管中混凝土下落。這兩種方法均不起作用時(shí)，則應(yīng)該將導(dǎo)管拔出，清理導(dǎo)管內(nèi)堵塞的混凝土后重新安裝導(dǎo)管，清理干凈導(dǎo)管內(nèi)的泥漿后重新灌注。灌注過程中要求嚴(yán)格控制好混凝土的和易性、坍落度，避免卡管。

6 施工注意事項(xiàng)

1）由于鉆機(jī)設(shè)備較重，施工場地必須平整、寬敞，并有一定硬度，避免鉆機(jī)發(fā)生沉陷。

2）應(yīng)采用跳挖方式，倒出的渣土距樁孔口距離應(yīng)大于6m，將渣土及時(shí)外運(yùn)。旋挖成孔時(shí)，各種機(jī)械必須按既定線路行駛，不得壓壞成型樁。

3）泥漿初次注入時(shí),垂直向樁孔中間進(jìn)行入漿，避免泥漿沿著護(hù)筒壁沖刷其底部，致使護(hù)筒底部土質(zhì)松散。

4）鉆孔深度用專用測繩進(jìn)行測量，深度須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5）鉆機(jī)施工中檢查鉆斗，發(fā)現(xiàn)側(cè)齒磨壞、鉆斗封閉不嚴(yán)時(shí)必須及時(shí)整修。

6）應(yīng)認(rèn)真分析鉆探資料,根據(jù)鉆探情況做出巖層分布等高線圖,按等高線確定成孔深度。

7）應(yīng)根據(jù)試成孔確定的參數(shù)控制進(jìn)尺速度。參數(shù)包括地質(zhì)情況，旋挖鉆機(jī)的鉆頭、鉆桿選用，加壓方式，轉(zhuǎn)速，提鉆速度，孔壁穩(wěn)定性情況，孔底沉渣厚度，穩(wěn)定液的制備和使用，護(hù)筒的設(shè)置，成孔時(shí)異常情況等。在淤泥土層中鉆進(jìn)過快易造成頸縮現(xiàn)象，所以在鉆機(jī)施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格一次鉆進(jìn)深度。根據(jù)不同地質(zhì)情況，必須檢測清孔后灌注混凝土?xí)r泥漿性能指標(biāo)，確保泥漿對孔壁的撐護(hù)作用[3]。

8）鋼筋籠或探孔器向孔內(nèi)放置時(shí)，應(yīng)由吊車吊起，將其垂直、穩(wěn)定放入孔內(nèi)，避免碰壞孔壁，使孔壁坍塌，出現(xiàn)廢樁事故。

9）應(yīng)設(shè)專職記錄員記錄成孔過程的各項(xiàng)參數(shù)，

記錄應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確、完整、真實(shí)。

[1]GB50202-2002,建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2]GB50007-2011,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]JGJ106-2003,建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].