全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁施工實例與控制要點

李小斌+吳肖玉

摘要：全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁施工方法是近年來研發(fā)的一種新型的鉆孔灌注樁施工方法。它具有土層適應(yīng)性強(qiáng)、不坍孔、無泥漿污染、成樁工效高、成樁質(zhì)量好等優(yōu)點。文章結(jié)合工程實例，通過在基坑圍護(hù)施工中作為支護(hù)樁的施工應(yīng)用，對全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁的施工工藝及施工要點進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)施工積累經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：全套管；長螺旋鉆孔；壓灌砼；灌注樁施工實例；控制要點 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U45 文章編號：1009-2374（2017）07-0172-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.081

1 工程概況

本工程位于上海市浦東新區(qū)。基坑面積約21000m2，開挖深度為5.9～10.7m，采用壓灌樁排樁+三軸水泥攪拌樁止水帷幕作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。壓灌樁樁徑700mm，有效樁長13.05～16.45m，樁身混凝土強(qiáng)度等級為水下C35。如圖1所示：

2 工程地質(zhì)條件

本工程基坑影響范圍內(nèi)涉及土層主要有第①1層雜填土、第②層灰黃色粉質(zhì)黏土、第③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、第③t層灰色粘質(zhì)粉土、第④層灰色淤泥質(zhì)黏土、第⑤1層灰色粉質(zhì)黏土?；涌拥孜挥冖踭層，開挖面范圍內(nèi)以淤泥與淤泥質(zhì)土層為主，土性較弱，具有含水量高、壓縮性高、易流變、易開挖擾動等特點。場地地下水類型主要為潛水，靜止水位標(biāo)高為2.45～3.20m，場地內(nèi)無微承壓含水層。

3 壓灌樁排樁施工

3.1 主要施工設(shè)備

施工所用主要機(jī)械設(shè)備如下：（1）主鉆機(jī)（又動力頭帶套管）；（2）砼泵送機(jī)（固定泵）；（3）鋼筋籠下放振動器（帶振動桿）；（4）小型挖機(jī)；（5）土方車。

主鉆機(jī)底盤采用履帶式底盤。砼泵送機(jī)（固定泵）一般采用液壓活塞式，砼輸送管與道長螺旋鉆桿頂部相連，既可方便鉆機(jī)移動，又可保持砼輸送后臺位置的相對穩(wěn)定。

如圖2所示：

3.2 施工工藝流程

全套管長螺旋鉆孔后壓灌砼灌注樁是利用在長螺旋鉆桿外側(cè)帶有套管的鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計深度，在提鉆的同時利用混凝土泵送設(shè)備通過輸送管道及鉆桿中心通道，以一定壓力將混凝土自下而上壓入至樁孔中，在混凝土壓灌注到設(shè)計樁頂標(biāo)高后，再借助帶有送筋桿的專用振動設(shè)備將鋼筋籠振送入至設(shè)計標(biāo)高，形成的鋼筋混凝土灌注樁。其工程流程如圖3所示：

3.3 施工跳樁順序

本工程的鉆孔壓灌樁排樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁中心間距900mm，為避免相鄰樁的影響，施工中采用“打一跳三”的跳樁施工方法，即完成一根樁后，間隔三個樁孔再施工一個。跳打施工流程如圖4所示：

3.4 施工參數(shù)

施工參數(shù)如表1所示：

4 質(zhì)量控制要點及措施

4.1 質(zhì)量控制措施

全套管鉆孔后壓灌砼灌注樁的成樁質(zhì)量主要包括成

孔、鉆桿內(nèi)壓灌混凝土、鋼筋籠制作及起吊、震動、放入。

4.1.1 鉆機(jī)成孔質(zhì)量控制。

第一，成孔垂直度控制。施工現(xiàn)場進(jìn)行場地硬化，采用厚250～300mm，C30混凝土。確保鉆機(jī)行走作業(yè)面平整、密實，鉆機(jī)平穩(wěn)，鉆桿順直。鉆孔過程中，利用鉆機(jī)自帶的鉛垂線隨時調(diào)整鉆桿的垂直度，確保成孔垂直度滿足要求。

第二，孔深及孔徑控制?？咨羁刂疲焊鶕?jù)設(shè)計孔深和鉆桿長度，計算出機(jī)上余尺，并在鉆桿上相應(yīng)位置做標(biāo)計，作為現(xiàn)場施工人員施工時控制樁長的依據(jù)?？讖娇刂疲褐饕刂谱o(hù)筒直徑以滿足設(shè)計要求。

第三，鉆進(jìn)速度控制。鉆進(jìn)開始時，采用慢速。鉆進(jìn)的速度應(yīng)根據(jù)土層情況及返土量確定：雜填土、黏性土宜控制在0.5～1.0m/min，素填土、黏土、粉土、砂土宜控制在1.0～1.5m/min。返土應(yīng)及時清理。

4.1.2 壓灌混凝土控制。

第一，混凝土坍落度的控制。使用坍落度筒進(jìn)行測量，坍落度測試結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計及規(guī)范要求，保證混凝土的流動性及和易性。

第二，充盈系數(shù)的控制。在實際施工過程中成孔存在偏差以及由于地下障礙等情況，就會發(fā)生實際灌入量大于理論計算量。因此為保證成樁質(zhì)量應(yīng)盡量使混凝土充盈系數(shù)保持在1.05～1.20之間。

4.1.3 鋼筋籠安裝控制。

第一，鋼筋籠吊放控制。鋼筋籠的起吊應(yīng)采用四點起吊，并保證平直起吊，各起吊點通過綁沙桿或方木加強(qiáng)，防止應(yīng)籠過重而變形。

第二，鋼筋籠入孔控制。吊放鋼筋籠入孔，應(yīng)對準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，保證垂直、居中。

4.1.4 護(hù)筒拔出控制。護(hù)筒應(yīng)在鋼筋籠插入完成后拔出。護(hù)筒剛開始拔出時，先應(yīng)原地旋轉(zhuǎn)5s后再邊旋轉(zhuǎn)邊拔出。

4.1.5 質(zhì)量控制記錄。鉆孔過程中做好地層情況記錄，以便核實設(shè)計是否符合地質(zhì)情況并做好其他質(zhì)量控制記錄。

4.2 預(yù)防及控制技術(shù)

4.2.1 導(dǎo)管堵塞。由于混凝土顆粒級配或塌落度不符合要求，導(dǎo)管彎折過多或者其他原因，易造成導(dǎo)管堵塞。預(yù)防及控制措施：

第一，粗骨料的粒徑不宜大于2cm、混凝土的級配和坍落度應(yīng)符合設(shè)計要求。

第二，盡量減少灌注管路變徑和彎折數(shù)量，導(dǎo)管必須清洗干凈，灌注前利用砂漿進(jìn)行潤滑。

第三，加強(qiáng)現(xiàn)場組織管理，前、后臺施工人員配備對講機(jī)，做到配合緊密，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工中遇到的問題。

4.2.2 樁頭質(zhì)量。樁頭質(zhì)量問題多為夾泥、空洞、樁頭混凝土不足、浮漿過厚等問題，一般是由于操作控制不當(dāng)造成。預(yù)防及控制措施：

第一，及時清除螺旋桿上帶的泥土，運到專用土方堆場或及時外運，防止下籠時將土摻混入到混凝土中。

第二，控制鋼筋籠震動送入的速度，并用送籠桿上的震動器將混凝土震密實。

第三，灌注接近完成時，灌注砼面應(yīng)超出設(shè)計標(biāo)高1.0m左右方可停止灌注砼，確保樁頭質(zhì)量滿足設(shè)計強(qiáng)度要求。

第四，利用混凝土震搗棒，對樁頭混凝土進(jìn)行震搗，確保樁頭質(zhì)量。

4.2.3 鋼筋籠下放。

第一，鋼筋籠無法順利沉入。多數(shù)原因是由于混凝土配合比不當(dāng)或樁周土對樁身產(chǎn)生擠密作用?？刂拼胧海?）改善混凝土配合比，選擇合適的外加劑，并保證混凝土灌注量達(dá)到要求；（2）將鋼筋籠底部設(shè)置成錐形，以利于鋼筋籠的震入，同時吊放鋼筋籠時保證鋼筋籠中心和樁孔中心偏差小于20mm，避免鋼筋籠刮到套管；（3）采用全套管跟進(jìn)，消除樁周土對樁身產(chǎn)生擠密影響。

第二，鋼筋籠上浮。由于相鄰樁間過近，在施工時可能會發(fā)生混凝土串孔或樁周土壤擠密作用造成前一根施工的樁鋼筋籠上浮?？刂拼胧海?）采用套管跟進(jìn)成孔并采取“打一跳三”的跳打施工順序，保證各樁混凝土不相互竄孔，只要樁初凝后鋼筋籠一般不會上浮；（2）控制好相鄰樁的施工時間間隔，一般不少于12小時。

5 結(jié)語

第一，本工程支護(hù)壓灌樁為采用全套管長螺旋鉆鉆孔取土，在提鉆過程中進(jìn)行壓灌混凝土，后采用振動沉籠的鉆孔灌注樁施工新技術(shù)。該工藝不僅大大地提高了施工效率，而且保證了施工質(zhì)量。并且因為采用了全套管護(hù)壁，樁身均勻、成型好?；娱_挖后檢查，成樁質(zhì)量明顯好于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，如圖5所示：

第二，采用長螺旋取土技術(shù)，施工過程中無泥漿污染，取出的土方可直接裝車外運，不會對環(huán)境造成污染，符合綠色施工標(biāo)準(zhǔn)。

第三，施工工藝操作簡單，與泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁相比，節(jié)約施工用水，控制砼充盈系數(shù)，大大降低了造價，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時提高了施工效率和地下空間利用率。在本次基坑支護(hù)工程的成功運用為今后類似工程起到了借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：小 燕）