超長鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)分析

呂關(guān)誼

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

超長鉆孔灌注樁施工要點(diǎn)分析

呂關(guān)誼

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

分析了超長鉆孔灌注樁施工的技術(shù)要點(diǎn)、工藝流程、質(zhì)量和安全控制措施，對超長鉆孔灌注樁應(yīng)用的效益情況進(jìn)行了分析，可以作為同類工程的借鑒。

超長;鉆孔灌注樁;技術(shù)要點(diǎn);工藝流程;質(zhì)量和安全控制;效益分析

0 概述

超長鉆孔灌注樁是以鉆孔方法成孔、下鋼筋籠、灌注水下混凝土等工藝施工的基礎(chǔ)樁，其形似細(xì)長桿件,樁孔深度60 m以上,樁徑不小于800 mm。超長樁施工，既要保證成孔安全，又要保證樁孔形態(tài)（垂直度、孔徑、彎曲度等）、混凝土灌注等成樁質(zhì)量，一般深度的鉆孔灌注樁施工工藝難以滿足上述要求。采用常規(guī)設(shè)備，通過控制泥漿性能和合理選擇鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，提高成孔速度，有效地防止孔壁坍塌、縮徑，保持孔壁穩(wěn)定，可有效控制樁孔形態(tài)，實(shí)現(xiàn)超長樁施工。

1 施工工藝流程及操作要求點(diǎn)

1.1 施工工藝流程

超長鉆孔灌注樁工藝流程為：放樣定位→鋪設(shè)軌道或基臺木→埋設(shè)護(hù)筒并檢驗(yàn)樁位中心、測護(hù)筒標(biāo)高→鉆機(jī)定位、調(diào)正、對中→泥漿制備、泵送泥漿→鉆進(jìn)成孔→成孔完畢，一次清孔→驗(yàn)孔→吊安鋼筋籠→下導(dǎo)管→二次循環(huán)清孔→混凝土灌注。

1.2 施工操作要點(diǎn)

1.2.1 現(xiàn)場準(zhǔn)備

場地應(yīng)基本平整，硬化堅(jiān)實(shí)，不積水。在城市施工，宜鋪設(shè)10 cm厚的道渣，地面澆筑混凝土進(jìn)行硬化處理。根據(jù)施工進(jìn)度、排漿運(yùn)輸條件及場地條件，設(shè)若干個(gè)儲漿池，儲漿池的設(shè)置應(yīng)保證施工正常開展。

根據(jù)業(yè)主提供的測量基準(zhǔn)點(diǎn)，使用全站儀或經(jīng)緯儀配50～100 m鋼卷尺引測樁位軸線，復(fù)核后進(jìn)行樁位放樣。軸線定位用木樁加小鐵釘作標(biāo)記，并在硬地面上彈出墨線。樁位定位用鋼筋作標(biāo)記。

采用十字交叉法定位、校正護(hù)筒。以樁位為中心，以大于樁徑20 cm為直徑，劃一圓作邊界開挖至硬質(zhì)土。護(hù)筒埋深不小于1.5 m，筒口應(yīng)高出硬地坪10～20 cm，周邊用黏土填實(shí)，穩(wěn)固周正。護(hù)筒中心線與樁位中心允許偏差不大于20 mm。

1.2.2 成孔施工

超長樁樁位間距小于4 D（D為樁徑）時(shí)，應(yīng)采取間隔跳打措施，或在鄰樁水下混凝土灌注完畢36 h后再成孔施工。施工場地的工程地質(zhì)條件較好，對樁孔形態(tài)控制有可靠保證措施時(shí)，對樁孔施工間距及間隔時(shí)間可作調(diào)整。成孔過程應(yīng)符合下要求：

1.2.2.1 樁孔深度控制

1）按設(shè)計(jì)樁長或設(shè)計(jì)要求的控制指標(biāo)，嚴(yán)格控制鉆孔深度。

2）回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，鉆機(jī)的鉆具必須定長，按設(shè)計(jì)樁深單孔配備定長鉆具,根據(jù)軌道標(biāo)高量準(zhǔn)機(jī)高，計(jì)算、標(biāo)明機(jī)上余尺。在更換鉆頭、鉆桿及終孔深度變化時(shí)，應(yīng)重新計(jì)算、標(biāo)明機(jī)上余尺。

3）沖擊鉆進(jìn)時(shí)，按機(jī)臺平面標(biāo)高計(jì)算孔深，并在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常用專用測繩準(zhǔn)確量測深度，交接班時(shí)應(yīng)做好移交工作。

1.2.2.2 保持樁孔垂直度

回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，除鉆機(jī)安裝穩(wěn)固、開孔時(shí)主動(dòng)鉆桿軸線位于轉(zhuǎn)盤中心外，鉆進(jìn)時(shí)每次加接鉆桿單根之前，必須檢查主動(dòng)鉆桿軸線是否對中轉(zhuǎn)盤中心。沖擊鉆進(jìn)時(shí),在每次提升鉆頭或進(jìn)行清孔替漿時(shí)，應(yīng)檢查提升鋼絲繩在重力懸吊下，是否始終于樁孔中心軸線一致。若發(fā)現(xiàn)偏離，應(yīng)及時(shí)調(diào)整樁機(jī)機(jī)臺或采取措施糾斜。

1.2.2.3 終孔控制

用尺丈量機(jī)上余尺，或用專用測繩量測，嚴(yán)格控制終孔深度，以滿足設(shè)計(jì)要求。進(jìn)行一次清孔，逐步調(diào)整泥漿黏度達(dá)22～25 s，泥漿比重達(dá)1.30；間斷性上下緩緩活動(dòng)鉆具、慢速回轉(zhuǎn)孔底鉆頭或低沖程提放沖擊鉆頭，破碎泥塊，排出巖屑，一次清孔結(jié)束應(yīng)初測沉渣。終孔下鋼筋籠前，必要時(shí)可用樁孔檢測儀或孔規(guī)檢測樁徑與垂直度。若發(fā)現(xiàn)樁孔形態(tài)存在問題，應(yīng)及時(shí)處理。

1.2.3 鋼筋籠制作及安裝

1）鋼筋進(jìn)場按規(guī)定應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書或試驗(yàn)報(bào)告單,每捆鋼筋均應(yīng)有標(biāo)牌，進(jìn)場應(yīng)按爐罐（批）號及直徑分批驗(yàn)收。鋼筋應(yīng)經(jīng)原材料抽檢及焊接或機(jī)械連接試驗(yàn)檢驗(yàn)合格后，方可使用。

2）鋼筋籠制作場地應(yīng)平整，場地高差不大于1%。

3）鋼筋籠應(yīng)在制作臺架上按設(shè)計(jì)圖紙加工成型，并設(shè)置扶正塊。

4）鋼筋籠分段制作后,應(yīng)在加工場進(jìn)行試拼裝，并做好標(biāo)志。

5）鋼筋籠吊放時(shí)，鋼絲繩用“一”字鋼架撐開，鋼筋籠吊點(diǎn)主筋用“十”字鋼架撐住，防止籠徑變形。

6）按設(shè)計(jì)籠頂標(biāo)高計(jì)算吊筋長度。吊筋吊環(huán)固定在鉆機(jī)基臺通孔兩側(cè)中心的吊鉤上，保證鋼筋籠居中和安裝標(biāo)高。

1.2.4 灌注導(dǎo)管安裝

1）超長樁灌注水下混凝土，應(yīng)盡量選用內(nèi)徑較大的Ф250 mm～Ф280 mm導(dǎo)管。底管長度大于4 m，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長度為2.5 m，另選配0.5 m、1.0 m短導(dǎo)管。導(dǎo)管連接應(yīng)平直可靠，密封性好。導(dǎo)管使用前應(yīng)經(jīng)試壓后方可使用，試水壓力可取0.6～1.0 MPa。導(dǎo)管的壁厚、連接部位絲扣、內(nèi)壁光潔應(yīng)定期檢查，并作及時(shí)處理。

2）導(dǎo)管隔水塞。當(dāng)灌注漏斗容積達(dá)不到初灌量要求時(shí)，應(yīng)采用混凝土隔水塞；當(dāng)使用預(yù)拌混凝土?xí)r，可采用球膽。

1.2.5 用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔替漿

1）清孔替漿時(shí)，導(dǎo)管底端應(yīng)下至孔底，并經(jīng)常上下輕緩活動(dòng)導(dǎo)管，促進(jìn)清孔替漿效果。

2）根據(jù)樁徑和樁深，二次清孔可采用正循環(huán)、泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)等方式進(jìn)行。

1.2.6 二次清孔過程

1）二次清孔過程中，逐步稀釋泥漿，使泥漿黏度在22～25 s、比重不得大于1.25，保證含砂率不得大于8%。二次清孔替漿時(shí)間，視樁徑、樁深、原泥漿性能和孔底沉渣等情況而定。

2）二次清孔替漿結(jié)束以后，孔底沉渣厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求,并在30 min內(nèi)灌注水下混凝土到達(dá)樁底。

1.2.7 水下混凝土灌注

1）水下混凝土灌注過程中，導(dǎo)管應(yīng)始終埋在混凝土中，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土面。埋入深度除按規(guī)范要求執(zhí)行外，還應(yīng)觀察孔口返漿情況。如果孔口不能自動(dòng)返漿，說明導(dǎo)管已埋入太深，應(yīng)適當(dāng)拔除導(dǎo)管。

2）卸導(dǎo)管前,應(yīng)用重錘測繩測量混凝土面位置，并根據(jù)混凝土灌注量計(jì)算，復(fù)核無誤方可卸管。混凝土面位置離孔口深度大于40 m時(shí)，每次宜卸一節(jié)。

3）導(dǎo)管搗插方法

拔管時(shí)，用上拔1 m、下插0.5 m的方法逐漸升降導(dǎo)管搗插混凝土，使樁身混凝土密實(shí)和樁周混凝土飽滿。

4）防止鋼筋籠上浮

混凝土面接近鋼筋籠底端時(shí)，導(dǎo)管埋入混凝土面的深度應(yīng)控制在2～3 m,并降低混凝土灌注速度。待混凝土面進(jìn)入鋼筋籠1～2 m后,可適當(dāng)提升導(dǎo)管。導(dǎo)管提升要平穩(wěn),避免出料沖擊過大或鉤掛鋼筋籠。

5）樁頂處理

當(dāng)混凝土灌注達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)繼續(xù)灌注一定的超灌高度，一般超灌0.8～1.0 m，以保證設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以下的混凝土質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

1.2.8 混凝土質(zhì)量檢查

1）采用預(yù)拌混凝土?xí)r，應(yīng)檢查預(yù)拌混凝土準(zhǔn)用證、水下混凝土配合比、每方混凝土的水泥用量、混凝土坍落度和初凝時(shí)間。

2）自攪拌混凝土的原材料（水泥、外加劑）應(yīng)有質(zhì)保書，粗細(xì)骨料應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范要求，并按批量檢驗(yàn)合格后方可使用。

3）混凝土坍落度應(yīng)控制在180～220 mm范圍。單樁混凝土用量小于25 m3的，每樁測定2次；大于25 m3的，每樁測定3次。采用預(yù)拌混凝土?xí)r，每車均必須測定。

4）每澆筑50 m3必須留置1組試塊,小于50 m3的樁，每根樁必須留置1組試塊。同組試塊應(yīng)取自同車或同盤混凝土。試塊脫模后應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d送檢。試塊強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定要求時(shí)，可從樁身中取芯或采取非破損檢測方法進(jìn)一步檢驗(yàn)。

1.2.9 場地內(nèi)泥漿處理

單根樁混凝土作業(yè)完畢，及時(shí)清理循環(huán)槽、池中渣土，廢漿用密封罐車及時(shí)外運(yùn)排放。在含砂量較高的地層中，可使用除砂器和除泥器等措施凈化泥漿，實(shí)施文明施工。

2 質(zhì)量控制

嚴(yán)格按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》等現(xiàn)行國家和地方標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖紙要求施工。

3 安全控制

1）鉆機(jī)及相關(guān)設(shè)備使用前必須經(jīng)鑒定合格。

2）鉆機(jī)外露傳動(dòng)件均應(yīng)安裝防護(hù)罩，塔梯和塔上工作臺應(yīng)安裝穩(wěn)固。鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)期間，嚴(yán)禁工作人員跨越傳動(dòng)軸。鉆機(jī)工作時(shí)，嚴(yán)禁緊固鉆機(jī)任何零件。

3）用副卷揚(yáng)機(jī)加接鉆桿單根時(shí)，限重不超過副卷揚(yáng)機(jī)的提升能力。超過時(shí)，應(yīng)采用主卷揚(yáng)機(jī)操作。

4）定期檢查鉆機(jī)主、副卷揚(yáng)機(jī)和吊車的鋼絲繩、起重索具的磨損情況。如斷絲超過5%時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。在一個(gè)擰結(jié)距內(nèi)，6×19鋼絲繩折斷鋼絲12根，6×37鋼絲繩折斷鋼絲22根，應(yīng)予更換。

4 社會(huì)效益分析

1）解決了粉塵、泥漿現(xiàn)場污染問題，施工低噪聲污染、無擠土，對鄰近建（構(gòu)）筑物及周圍環(huán)境影響小，有利文明施工。

2）在深軟土、砂卵石層等復(fù)雜工程地質(zhì)條件下,可選擇基巖、高承載力的地層為持力層，為高承載力要求的深、長建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)樁的施工提供了技術(shù)條件。

3）與預(yù)制樁、高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力管樁相比，超長樁的單樁承載力大，不僅可適應(yīng)不同樁深、樁徑、工程地質(zhì)條件要求,而且施工過程中對周圍環(huán)境影響小。