淺析沖孔灌注樁施工技術(shù)

■李志勤 ■福州建工(集團(tuán))總公司，福建 福州 350000

1 工程概況

福州廣播電視臺(tái)高清頻道演播樓工程位于福州市晉安區(qū)遠(yuǎn)洋路，總建筑面積2667m2，用地面積為529.25m2，建筑層數(shù)為4 層，總高度為23.6m，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。樁基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁，樁徑為800mm，樁長(zhǎng)為52 -57m，總樁數(shù)共33 根。設(shè)計(jì)持力層為第卵石層，樁端全截面進(jìn)入卵石層≥5m。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，采用正循環(huán)成孔，反循環(huán)清孔的施工工藝，設(shè)計(jì)單樁豎向抗壓承載力特征值3000KN，單樁豎向抗壓極限承載力特征值6000KN。

2 工程地質(zhì)情況及施工難點(diǎn)

2.1 工程地質(zhì)情況

由福州市建筑設(shè)計(jì)院所提供的工程地質(zhì)勘探報(bào)告顯示，本項(xiàng)目場(chǎng)地土由上往下揭示為:(1)雜填土，主要以粘性土為主，層厚為3.4 -5.6m;(2)粉質(zhì)粘土，層厚為1.2 -1.5;(3)淤泥夾砂，主要以淤泥為主，夾帶少量的石英砂，層厚12.2 -14.8m;(4)中(粗)砂，主要以石英中砂為主，夾帶少量粗砂，層厚8.4 -10.9m;(5)淤泥質(zhì)土，由淤泥夾砂和淤泥質(zhì)土組成，性質(zhì)為高壓縮性軟弱土，層厚13.3 -17m;(6)中(粗)砂，以石英中砂為主，層厚4.70 -8.50m，(7)卵石層，卵石含量為59% -86%，巖性為火成巖類，含砂量為5% -24%，含泥量為2% -16%，層厚為8.1 -13.2m;(8)全風(fēng)化花崗巖，呈砂土狀，層厚3.80m;(9)砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖體破碎，層厚3.40m;(10)碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖體破碎，層厚1.2m。

2.2 工程施工難點(diǎn)

(1)本工程施工場(chǎng)地狹小，場(chǎng)地東側(cè)距離既有建筑物僅有2m，周邊管線布置較為復(fù)雜，施工工期緊張;(2)地質(zhì)情況較為復(fù)雜，地層中含有中粗砂層、淤泥質(zhì)土和卵石層，沖孔灌注樁在成孔過程較為容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象;(3)樁長(zhǎng)最短為52m，卵石層最高含砂量為24%，最高含泥量為16%，樁長(zhǎng)較長(zhǎng)，樁底沉渣較難清孔干凈。(4)淤泥層較厚，水下混凝土的充盈系數(shù)較大，混凝土用量較難控制。

3 施工技術(shù)

3.1 施工工藝

測(cè)量放線一護(hù)筒埋設(shè)一沖擊成孔一清孔一鋼筋籠制作與安裝一二次清孔一水下混凝土灌注一成樁

3.2 測(cè)量放線

根據(jù)樁位圖與坐標(biāo)點(diǎn)，采用全站儀對(duì)樁位進(jìn)行測(cè)量放線，在樁心位置插一根短鋼筋，并用水泥砂漿固定，并在樁位四周引測(cè)出控制樁。

3.3 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒采用鋼板厚度為8mm 的鋼護(hù)筒，其高度為1.5m，內(nèi)徑為1000mm，在護(hù)筒上部設(shè)置1 個(gè)溢漿孔，護(hù)筒中心與樁位中線偏差≤50mm。護(hù)筒周邊用粘性土回填并夯實(shí)，護(hù)筒露出地坪高度為300mm。

3.4 沖擊成孔

鋼護(hù)筒埋設(shè)完成后，移機(jī)就位，對(duì)準(zhǔn)樁位進(jìn)行沖擊施工。剛開始時(shí)應(yīng)低錘密擊，錘高為0.4 -0.6m，采用原位造漿，對(duì)于較為軟弱地層根據(jù)情況添加片石，以達(dá)到擠密孔壁的目的;在護(hù)筒邊上堆放一些膨潤(rùn)土，用來調(diào)節(jié)泥漿的比重;當(dāng)沖擊至護(hù)筒以下2m 時(shí)，錘高可以調(diào)整為2-3m，泥漿比重控制在1.2 -1.5，在淤泥層沖擊時(shí)，若發(fā)現(xiàn)偏孔，應(yīng)回填片石超過偏孔處500mm 以上再進(jìn)行沖擊，沖擊過程中泥渣不斷從溢漿孔排放到泥漿池，應(yīng)及時(shí)對(duì)泥漿池進(jìn)行撈渣，并控制泥漿的比重，淤泥層泥漿比重控制在1.4 左右;當(dāng)沖擊到卵石層，錘高可以調(diào)整為3 -4m，泥漿比重控制在1.3 左右，直至進(jìn)入卵石層5m 以上。每沖擊4 -5m 應(yīng)驗(yàn)孔一次，孔位垂直度＜1%，隨時(shí)檢查樁錘的鋼絲繩與樁位是否重合，發(fā)現(xiàn)孔壁傾斜或者坍塌等異常現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查，確定方案后方可繼續(xù)施工;隨時(shí)檢查渣樣，與地勘報(bào)告進(jìn)行對(duì)比，如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況不一致，應(yīng)及時(shí)上報(bào);當(dāng)沖擊至持力層時(shí)，應(yīng)通知監(jiān)理工程師到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)巖面進(jìn)行確定，可以采取巖樣強(qiáng)度和顏色比對(duì)進(jìn)行確定，應(yīng)全截面進(jìn)入持力層方可確定為巖面，當(dāng)進(jìn)入巖面5m 時(shí)經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后方可終孔。

3.5 清孔

當(dāng)沖擊深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)對(duì)持力層情況、孔深、孔徑、入巖深度等進(jìn)行檢查，符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行清孔。清孔采用反循環(huán)清孔工藝，將泥漿泵放入孔底，孔底沉渣通過泥漿泵排放到泥漿池，泥漿經(jīng)過過濾后再由孔口流入孔內(nèi)，反復(fù)循環(huán)將泥渣清理干凈。清孔后泥漿比重控制為1.25 左右，含砂率≤8%，黏度≤28s，注意保持好孔內(nèi)漿面的高度。

3.6 鋼筋籠的制作與安裝

本工程場(chǎng)地狹小，鋼筋籠的制作在場(chǎng)外預(yù)制場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行;鋼筋籠嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行下料加工，主筋與箍筋的連接采用點(diǎn)焊形式;兩節(jié)鋼筋籠的接長(zhǎng)采用單面焊形式，搭接長(zhǎng)度為10d，鋼筋接頭錯(cuò)開間距≥35d 且≥500mm，同一水平面上鋼筋接頭數(shù)≤50%;鋼筋籠每隔2m 焊接1 道加勁箍，鋼筋籠底端應(yīng)做成錐形，主筋保護(hù)層厚度為50mm，每隔2m 在加勁箍位置的主筋上等距離焊接4C12 的耳形定位環(huán)，以確保鋼筋的保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求;為防止鋼筋籠在運(yùn)輸與吊放過程中出現(xiàn)變形，在鋼筋籠加勁箍位置焊接十字形支撐，一般每隔2 個(gè)加勁箍焊接1 個(gè)，鋼筋籠可采用特制的簡(jiǎn)易車進(jìn)行運(yùn)輸。鋼筋籠采用吊車進(jìn)行吊放，吊放時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，徐徐垂直下放，鋼筋接長(zhǎng)位置應(yīng)采取加密箍筋加強(qiáng)，鋼筋籠下放過程中避免碰撞孔壁，下放完成應(yīng)根據(jù)標(biāo)高和樁位就位后進(jìn)行固定。

3.7 二次清孔

鋼筋籠安裝完成后立即下放導(dǎo)管，導(dǎo)管直徑為Ф250mm，壁厚為5mm。導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行接頭抗拉試驗(yàn)和水密試驗(yàn)，水密試驗(yàn)時(shí)水壓應(yīng)不小于孔內(nèi)水壓的1.3 倍，壓力不小于水下灌注混凝土?xí)r管壁可能承受的最大壓力的1.3 倍;導(dǎo)管安裝應(yīng)垂直于樁位，下口距離孔底為0.3 -0.5m，最下面一節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度為6m，其余采用標(biāo)準(zhǔn)4m 管，導(dǎo)管接頭采用螺紋快速接頭，應(yīng)保證導(dǎo)管密封良好。二次反循環(huán)清孔后，應(yīng)保證泥漿比重為1.15，泥漿粘度≤28s，沉渣厚度≤50mm，含砂率≤8%。

3.8 水下混凝土灌注施工

該工序?yàn)闆_孔灌注樁的關(guān)鍵工序，是成樁的重要步驟。水下混凝土采用C30 商品混凝土，采用導(dǎo)管法進(jìn)行灌注，混凝土坍落度為180 -220mm，應(yīng)確保其和易性良好，施工管理人員應(yīng)對(duì)每輛混凝土罐車的混凝土的坍落度進(jìn)行檢查，還應(yīng)檢查混凝土是否出現(xiàn)泌水、離析等現(xiàn)象，不符合要求的混凝土嚴(yán)禁使用。根據(jù)首灌要求導(dǎo)管埋入混凝土深度≥1m 計(jì)算首灌料斗方量，本工程首灌料斗方量為3m3，料斗裝滿混凝土后，安排另一輛混凝土罐車就位，等料斗與導(dǎo)管間的隔水栓拉起后，加大馬力往料斗內(nèi)倒混凝土，確保首灌成功;混凝土灌注應(yīng)連續(xù)不中斷，混凝土面上升速度為2m/h，每灌注完一車混凝土后應(yīng)用測(cè)繩對(duì)混凝土上升面進(jìn)行測(cè)量，專人負(fù)責(zé)并做好記錄，計(jì)算出拆管的節(jié)數(shù)，確保導(dǎo)管埋入混凝土長(zhǎng)度2 -6m，本工程按照4m 來控制。為確保樁頂混凝土質(zhì)量，應(yīng)超灌標(biāo)高比設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高高出0.8 -1.0m，混凝土的充盈系數(shù)≥1.1。

4 樁底后注漿技術(shù)

本工程的樁底采用后注漿技術(shù)，注漿導(dǎo)管采用內(nèi)徑為25mm 的無縫鋼管，注漿管與鋼筋籠的加勁箍綁扎牢固，每根樁對(duì)稱設(shè)置2 根注漿管，導(dǎo)管頂部露出地坪高度為0.5m。注漿在成樁后7d 進(jìn)行施工，注漿的成樁與成孔樁的距離≥8 -10m，注漿初壓壓力為1.5Mpa，水泥采用PO42.5 硅酸鹽水泥，水灰比為0.5，終壓壓力＞3Mpa，注漿流量≤75L/min，單樁水泥注漿量約為1 -2t，同一根樁的注漿管實(shí)行等量注漿，對(duì)于樁群的注漿順序?yàn)橛赏庀騼?nèi)，一般單樁注漿時(shí)間為1 -2 小時(shí)。

5 結(jié)束語

本工程建設(shè)單位委托福州榕建工程檢測(cè)研究所對(duì)11#、22#樁進(jìn)行靜載檢測(cè)，單樁最大載荷沉降量分別為16.16mm，12.85mm，均＜40mm且沉降均勻，滿足規(guī)范要求;對(duì)25 根樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)，I 類樁23根，占92%，Ⅱ類樁2 根，占8%，無Ⅲ、Ⅳ類樁，檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求;土方開挖后對(duì)樁位情況進(jìn)行檢查，樁位偏差均＜100mm，符合規(guī)范要求，檢測(cè)結(jié)果表明本工程的沖孔灌注樁施工技術(shù)切實(shí)有效。

［1］建筑樁基技術(shù)規(guī)范.JGJ94 -2008.

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