沖孔灌注樁施工技術(shù)探討

唐錦雄

摘 要：本基礎(chǔ)采用灌注樁基礎(chǔ)，在施工過(guò)程中要穿過(guò)風(fēng)化夾層，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，施工難度大。在此主要介紹沖擊成孔灌注樁的施工工藝、施工中常見問(wèn)題及處理方法、質(zhì)量檢驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：沖孔灌注樁；施工過(guò)工藝；常見問(wèn)題解決；質(zhì)量檢驗(yàn)

1 工程概況

佛山市南海三山科技創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園道路工程，項(xiàng)目施工包括5座跨河橋梁工程，分別為BK0+484.5橋、BK0+764橋、CK0+087.5橋、CK0+818.549橋、CK1+369橋。橋梁寬度：12.9～20.4m；跨徑為13m的2座，跨徑為15m的1座，跨徑為16m的2座；各橋均采用重力式橋臺(tái)，承臺(tái)厚1.5m，基礎(chǔ)為直徑1.2m沖孔灌注樁基礎(chǔ)，每個(gè)橋臺(tái)各布置6根樁，梅花形布置。樁長(zhǎng)采取進(jìn)入持力層深度和標(biāo)高雙控的原則，既保證樁尖進(jìn)入持力層的深度，也保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的樁尖標(biāo)高。由于地質(zhì)起伏大，樁基持力層及樁底進(jìn)入持力層深度不盡相同，樁基持力層為中風(fēng)化粉砂巖的，嵌入持力層深度不小于4m，樁基持力層為微風(fēng)化粉砂巖的，嵌入持力層深度不小于2m。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 施工班組的選定

由于沖孔樁的特殊性，屬于隱蔽工程，要求施工隊(duì)伍對(duì)沖孔樁的認(rèn)識(shí)達(dá)到一定的深度，有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，且在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制管理，由持有特種操作證的人員施工，以保證質(zhì)量。

2.2 樁施工機(jī)械的選定

由于工程樁為嵌巖樁，樁基持力層為進(jìn)入中風(fēng)化粉砂巖或微風(fēng)化粉砂巖，在巖層的特殊地質(zhì)條件下，其他類型的鉆機(jī)無(wú)法使用，經(jīng)過(guò)選用和對(duì)比，我們最終選用沖擊鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行施工。沖擊鉆機(jī)可以穿過(guò)巖層，所以在本工程中選擇沖擊鉆機(jī)來(lái)進(jìn)行施工。

2.3 施工準(zhǔn)備

2.3.1 搞好場(chǎng)地的三通（路通、水通、電通）一平（清除施工現(xiàn)場(chǎng)的障礙物），利用推土機(jī)和挖掘機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整，將場(chǎng)地挖至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高，查清地下管線的位置及確定架空電線的位置、高度。

2.3.2 設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行安裝調(diào)試并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件確定打樁順序。為在施打樁基過(guò)程中不因施工而破壞相鄰樁的樁身質(zhì)量，樁基施打順序采用跳打方式進(jìn)行，即打一跳一的方式施打。每個(gè)承臺(tái)最后一根樁的施打需待先澆灌注樁的混凝土等強(qiáng)達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度。一般這個(gè)等強(qiáng)時(shí)間需要7天。

2.3.3 埋設(shè)鋼護(hù)筒，采用厚度為10mm鋼板，其內(nèi)徑大于鉆頭直徑200mm，上部開設(shè)2個(gè)溢漿孔。工程樁基表層地質(zhì)均為粉砂質(zhì)粘土，故按砂土要求設(shè)置護(hù)筒的埋設(shè)深度為1.5m。鋼護(hù)筒口高出地面50cm，保持孔內(nèi)水位高于孔外水位或地面，增加孔內(nèi)水壓力，以便于保護(hù)孔壁。挖好基坑后，安放鋼護(hù)筒；準(zhǔn)備好膠泥和黃土袋，先在護(hù)筒外圍底部用膠泥和黃土草袋循環(huán)填筑，直至高度低于護(hù)筒口20厘米左右為止。為了防止水滲透，同時(shí)又能固定護(hù)筒，黃土草袋和膠泥之間必須層層壓實(shí)。

2.3.4 制備泥漿：以膨潤(rùn)土制備泥漿，泥漿的性能按有關(guān)指標(biāo)控制，樁基現(xiàn)場(chǎng)磚砌泥漿池，并設(shè)三級(jí)沉淀池。施工過(guò)程中定期挖出沉淀的泥渣進(jìn)行涼曬后再棄運(yùn)，廢漿抽入運(yùn)漿車運(yùn)走排放。

3 沖孔灌注樁施工工藝

3.1 施工工藝流程

沖孔灌注樁施工工藝流程如圖1所示。

3.2 沖孔

3.2.1 測(cè)量人員對(duì)施工的樁號(hào)進(jìn)行測(cè)量，機(jī)組人員檢查護(hù)筒是否埋設(shè)好，然后檢查護(hù)筒的中心坐標(biāo)和標(biāo)高，對(duì)其進(jìn)行復(fù)核，形成書面資料報(bào)驗(yàn)。施工員發(fā)放開孔通知單，樁機(jī)就位，保持樁基水平穩(wěn)定。

3.2.2 開孔：在開孔階段沖孔進(jìn)度不要太快，沖孔次數(shù)要多而密，因?yàn)橐幂^小的沖擊力，讓孔壁逐漸受水平力的擠壓而變得更加密實(shí)。不要沖擊過(guò)猛或者進(jìn)度太快，以免孔壁坍落。所以在開孔階段要嚴(yán)格控制沖孔進(jìn)度，以利于加強(qiáng)孔壁。在開孔深度3～4米范圍之內(nèi)，盡可能把孔壁保護(hù)的穩(wěn)固一些，此后進(jìn)入正常沖孔，防止坍孔。

3.2.3 沖孔：經(jīng)開孔階段之后，開始正常沖孔，以加快速度。提錘高度可增至2米以上，泥漿濃度相應(yīng)降低，大致在1.5以下。在正常情況下，沖孔進(jìn)尺每臺(tái)班為1～1.5米左右，有時(shí)可以多一些。每鉆進(jìn)4～5m應(yīng)驗(yàn)也一次，在更換鉆頭前或容易縮孔處，均應(yīng)驗(yàn)孔。

3.2.4 沖打巖層：在沖孔接觸巖層時(shí)，需要特別注意，對(duì)于凹凸不平或傾斜的巖層，在沖孔剛進(jìn)到巖層時(shí)，容易產(chǎn)生偏孔。要將凹凸不平或傾斜的面填平。形成一個(gè)較平整的平臺(tái)，承托沖錘，均勻受力，防止偏孔。然后待巖層基本上打平后，方可加大距離使勁捶打，加快沖孔進(jìn)度，沖進(jìn)巖層后，降低泥漿濃度，減少阻力和防止粘錘，不要太小，要讓石渣浮上來(lái)，這樣有利于掏渣。

3.3 清孔

3.3.1 第一次清孔

清孔采用泥漿循環(huán)，在清孔過(guò)程中，應(yīng)不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。在清孔過(guò)程中應(yīng)注意控制泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)不宜過(guò)小，否則容易引起塌孔。

3.3.2 下鋼筋籠以及安放導(dǎo)管

鋼筋籠按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求制作，并均勻設(shè)置吊環(huán)和保護(hù)層厚度控制件，鋼筋長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)。要求鋼筋滿足規(guī)范要求。鋼筋籠制作完成后，用吊車吊放鋼筋籠，也可用圓木將鋼筋籠豎直，然后再下放鋼筋籠。鋼筋籠吊裝完成后及時(shí)安放吊裝導(dǎo)管。

3.3.3 二次清孔

鋼筋籠下好之后，即進(jìn)行二次清孔工作。

（1）清孔及排渣采用泥漿循環(huán)方法。

（2）二次清孔時(shí)當(dāng)泥漿的以下指標(biāo)符合要求時(shí)可進(jìn)行澆筑混凝土：孔底沉渣厚度小于5cm；泥漿相對(duì)密度小于1.25；含砂率不大于8%；黏度不大于28s。

3.4 灌注水下混凝土

3.4.1 安裝導(dǎo)管

（1）在清孔的同時(shí)，就要準(zhǔn)備灌注混凝土的工作，為了節(jié)省時(shí)間，要在清孔之前完成所有的準(zhǔn)備工作。待清孔完畢，按步驟進(jìn)行下一步的工作，撤除清孔設(shè)備等和吊裝混凝土導(dǎo)管?；炷翆?dǎo)管在安裝之前必須按順序擺放好，以便吊裝。對(duì)導(dǎo)管的要求：必須平直，不要有彎彎曲曲，如果導(dǎo)管彎曲不平，則會(huì)導(dǎo)致施工困難；導(dǎo)管連結(jié)螺栓要擰緊，為了防止漏水漏漿，導(dǎo)管連結(jié)的螺栓要擰緊。

（2）混凝土導(dǎo)管利用三腳吊架和圓木起吊安放。

（3）導(dǎo)管應(yīng)安放在樁孔的中心，加以固定。采用導(dǎo)管直徑25cm的，導(dǎo)管底部至孔底的距離為50cm。

3.4.2 灌注混凝土

（1）混凝土流動(dòng)性不宜太大，一定要控制好坍落度，坍落度在20cm左右。

（2）使混凝土埋沒(méi)導(dǎo)管不少于80cm深，按此要求準(zhǔn)備混凝土的量。剪球之后，要將混凝土不停的倒入漏斗之中，一定不要使導(dǎo)管內(nèi)混凝土發(fā)生中斷。

（3）導(dǎo)管埋在混凝土的深度要合理，一般當(dāng)導(dǎo)管下部埋入混凝土一定的深度時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行提管，提管必須謹(jǐn)慎，不要提出混凝土面以外，一定要使導(dǎo)管下端仍埋沒(méi)在混凝土2～6m，以免翻漿，導(dǎo)致工程出事故。導(dǎo)管埋設(shè)不要太深，否則提管將會(huì)更困難。

4 施工中常見問(wèn)題及處理方法

4.1 孔壁坍塌

由于工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，在施工過(guò)程中容易發(fā)生坍孔。遇到這種問(wèn)題時(shí)，確定好坍孔的位置，用事先儲(chǔ)備的粘土和碎石（直徑小于等于20mm）按5：1左右配比，回填至坍孔處以上50cm處后再重新沖孔。

4.2 鉆頭偏移

在鉆進(jìn)過(guò)程中，進(jìn)入基巖后可能會(huì)造成鉆頭偏移，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成孔偏移時(shí)，應(yīng)回填片石至偏孔上方50cm處，然后重新沖孔。

4.3 沖擊無(wú)法鉆進(jìn)

當(dāng)沖孔鉆進(jìn)遇到地下有大面積的孤石時(shí)，就會(huì)造成無(wú)法鉆進(jìn)的問(wèn)題。在這種情況下，可以進(jìn)行水下預(yù)爆或采用高低沖程交替沖擊，將大孤石擊碎或擠入孔壁。

5 質(zhì)量檢驗(yàn)

沖孔灌注樁施工質(zhì)量控制應(yīng)貫穿于施工全過(guò)程，施工中必須經(jīng)常檢查施工記錄，并對(duì)照規(guī)定的施工工藝對(duì)每根樁進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。檢查重點(diǎn)為樁成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、孔底沉渣厚度、樁身質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。

灌注混凝土?xí)r，每根樁樁身混凝土留1組試件，每組試件為3件。標(biāo)養(yǎng)28天后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度。

采用低應(yīng)變法或聲波透射法檢樁身完成性。采用低應(yīng)變法或聲波透射法檢測(cè)時(shí)，受檢樁混凝土強(qiáng)度至少達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，且不小于15Mpa，具體檢測(cè)頻率如下：（1）沖孔樁施工按照樁總樁數(shù)100%比例埋設(shè)聲測(cè)管，檢測(cè)頻率為樁總根數(shù)的30%；（2）剩余樁總樁數(shù)的70%采用低應(yīng)變法進(jìn)行檢測(cè)。

為判定灌注樁樁長(zhǎng)、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度，判斷或鑒別樁端巖土性狀，判定樁身完整性類別或?qū)Φ蛻?yīng)變及聲波透射檢測(cè)樁身質(zhì)量有懷疑時(shí)，采用鉆芯法檢測(cè)。當(dāng)采用鉆芯法檢測(cè)時(shí)，受檢樁的混凝土齡期需達(dá)到28天。抽檢數(shù)量為總樁數(shù)10%，且不少于10根。

6 結(jié)束語(yǔ)

沖孔灌注樁是一項(xiàng)傳統(tǒng)的施工工藝，在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)沖擊成孔灌注樁既切實(shí)可行又能保證工程進(jìn)度和工程質(zhì)量，經(jīng)過(guò)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)沖擊力可以對(duì)樁孔周圍的土體產(chǎn)生擠壓，這樣對(duì)防止坍孔起到一定的作用，沖擊成孔灌注樁解決了穿過(guò)巖石層這一施工難題，它在施工過(guò)程中能夠取得良好經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果，具有廣泛的應(yīng)用前景。

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