沖孔灌注樁在深基坑支護中的應用及施工質量控制

楊 阿 麗

(臨汾市建筑施工管理局質監(jiān)站，山西 臨汾 041000)

0 引言

在目前深基坑支護中，可選擇的基坑支護方式多種多樣，但每種基坑支護方式均有適合自身的基坑深度及基坑類別等。沖孔灌注樁作為基坑支護方式中的一種，具有施工工藝成熟、施工成本低、支護結構相對穩(wěn)定等，而被廣泛應用至基坑支護工程中。大型深基坑工程，作為高危工程之一，基坑支護方式的選擇和支護結構的施工質量顯得尤為重要。本文根據(jù)工程案例及工程經(jīng)驗，對沖孔灌注樁在深基坑支護中的應用及施工質量控制進行研究，得到相應的施工質量控制要點。

1 工程概況

某市河口調(diào)蓄池工程，占地面積約為51 000 m2，池底地面設計相對高程為為12.1 m，地面相對高程約為36.0 m，基坑深約20 m，基坑占地面積約為24 000 m2。本工程東側緊鄰某河干流，該河流河床相對高程約為23 m。河道受河水沖刷，河坡岸較為陡峭，坡度達45°左右。調(diào)蓄池與干流中間為6 m寬的巡河路，西側為市政道路，道路寬度也為6 m。調(diào)蓄池南側為農(nóng)田，北側為城市郊區(qū)的工業(yè)廠房和部分居住區(qū)。由于該蓄水池位于郊區(qū)位置，因此該位置政府對其環(huán)境要求較低。

根據(jù)前期的地質勘察報告得到，該場地土層自上而下分別為人工填土、沖洪積層、殘坡積土層、侏羅系塘廈組砂巖，共計4層。其中人工填土主要為建筑垃圾等，各組成成分較為雜亂，土層厚度約為3 m～7.5 m，土層堆積年限較短，為1年左右，土質較為松散；沖洪積層主要被人工填土覆蓋，厚度約為2.5 m～7.8 m，場地內(nèi)均有此類土層分布；殘坡積土層在場地內(nèi)為零星分布，厚度約為1 m～1.3 m，埋深約為3.4 m～5.8 m，該土層主要為粉砂巖和砂巖經(jīng)風化后而形成的含礫粉質性粘土，土質較為濕潤，呈可塑狀態(tài)；侏羅系塘廈組砂巖在該場地內(nèi)均有分布，巖層主要為泥質粉，其次還含有薄層狀砂巖和石英巖，根據(jù)風化嚴重承重，從上至下可分為全風化、強風化、中風化和微風化四種狀態(tài)。

根據(jù)前期的地質勘察報告得到，該場地內(nèi)地下水主要為基巖裂隙水，受自然降水和地表水補給，場地內(nèi)地下水位約為3.3 m～4.7 m。在旱季時，地下水補給河水；在雨季時，河水補給地下水，場地內(nèi)臨近河道側存在不連續(xù)性的砂層，呈中透水性，因此場地內(nèi)地下水與河水關聯(lián)性一般。據(jù)資料顯示，該河流百年一遇的洪水水位高出正常水位5 m左右，因此在設計抗浮水位時，將抗浮水位設計至高出正常水位4 m左右位置，確保工程正常運營。通過解讀地質勘察報告得到，該場地內(nèi)地下水對混凝土構件內(nèi)鋼筋無腐蝕性，對接觸的混凝土和鋼構件存在一定的弱腐蝕性。

2 沖孔灌注樁施工工藝及施工流程

由于該工程開挖基坑較深，因此根據(jù)各項施工條件，最終選擇沖孔灌注樁作為該基坑工程的支護結構，從而確保基坑正常、穩(wěn)定的開挖和后續(xù)施工[1-3]。

在進行沖孔灌注樁施工時，使用半自動式?jīng)_孔灌注樁專用打樁機進行成孔施工，施工的流程分別為平整場地施工、測量放線施工、樁機就位施工、埋設護筒施工、成孔施工、清孔施工、焊接和吊裝鋼筋籠施工、混凝土導管安裝施工、二次清孔施工及澆筑混凝土施工共計十道工序[4,5]。

3 沖孔灌注樁施工質量控制

在進行沖孔灌注樁施工過程中，應對各施工工序分別進行控制，才能確保最終的沖孔灌注樁施工質量滿足設計和驗收要求。

3.1 平整場地施工

平整場地的主要目的是便于施工時材料運輸、施工機械到位等。在前期沖孔灌注樁施工前，應將沖孔灌注樁施工部位附近場地平整，便于施工機械的運輸?shù)取?/p>

3.2 測量放線施工

測量放線施工時，應按照設計資料要求進行放線，并著重對控制樁進行精確定位，定位后根據(jù)控制樁再對其他樁位進行復核，確保樁孔位置與設計要求一致，盡可能降低放線偏差。

3.3 樁機就位施工

樁機就位時，應首先確保樁機所在位置場地平整，之后再在樁機下方放置墊枕木，使用水平尺將樁機位置調(diào)平。安裝完成后應檢查樁機沖錘是否與樁中心位置重合，若存在較大偏差則應對樁機進行微調(diào)，以達到設計要求。

3.4 埋設護筒施工

埋設護筒時，應以控制樁為基準。護筒采用4 mm～8 mm厚的鋼板進行制作，護筒直徑應大于樁孔直徑，直徑以達到100 mm～200 mm為宜，護筒的總高度宜為2 m，且護筒埋深宜為1.8 m左右，確保護筒穩(wěn)定，還可避免樁孔外側泥沙及其他雜物進入孔內(nèi)。

3.5 成孔施工

成孔施工質量的好壞決定于選擇的沖錘頭是否合適。本工程占地面積廣，場地空曠，適合在基坑中部設置排水溝和集水坑，成孔施工時產(chǎn)生的泥渣等可通過設置的排水溝統(tǒng)一流至集水坑內(nèi)，待集水坑填滿時統(tǒng)一進行清排，可避免重復開挖集水坑和排水溝等而造成的施工浪費和施工亂象，同時也可進行多點同時成孔施工。

在進行成孔施工時，施工人員應定時測量沖錘鋼絲繩的傾斜度，確保鋼絲繩的傾斜度滿足設計要求，避免成孔偏斜或實際孔徑超過設計孔徑，從而影響施工質量。本工程所使用的樁機為半自動式?jīng)_孔灌注樁專用打樁機，打樁時需人工手動落錘，因此現(xiàn)場施工時需加強施工管理，確保每次落錘時間間隔與設計相符。

由于該工程土層共為4層土層，不同土層交接處強度變化較為明顯，待沖錘沖至土層交接處時易發(fā)生孔斜現(xiàn)象，因此為避免孔斜現(xiàn)象，施工現(xiàn)場使用回填片石，進行高頻、小沖程方式進行修孔，待孔底巖層相對找平后再使用沖錘繼續(xù)進行沖孔施工。

成孔后施工人員應對孔深進行確定，并量測入巖深度，確保支護樁的入巖深度滿足設計要求。進行量測時，應以最終沖孔施工排出的巖渣與地質勘察所得的巖石成分等相同，無誤后方可進行終孔確認。

3.6 清孔施工

成孔后進行清孔施工是在成孔后、鋼筋籠吊裝前，使用高濃度泥漿將孔壁沉渣進行清除。清孔后對孔深進行再次確認，待孔底的沉渣厚度小于規(guī)范要求即200 mm時方可吊裝鋼筋籠，確保樁長滿足設計要求和驗收長度偏差要求。

3.7 焊接和吊裝鋼筋籠施工

鋼筋籠作為沖孔灌注樁的主骨架，鋼筋籠制作好壞、吊裝質量好壞，影響著灌注樁支護結構的穩(wěn)定性和承載力，因此在焊接鋼筋籠和吊裝鋼筋籠時，應對施工過程進行控制從而確保施工質量。如在加工鋼筋籠時，應將鋼筋籠的平整度控制在50 mm范圍內(nèi)；吊裝施工時，為避免吊裝導致鋼筋籠發(fā)生較大不可恢復的變形，應在樁長范圍內(nèi)每間隔4 m焊接一個吊環(huán)，便于后續(xù)吊裝施工。

吊裝施工完成后應將鋼筋籠中心與成孔中心重合，確保灌注樁內(nèi)主筋保護層厚度滿足設計要求和驗收尺寸偏差要求。吊裝完成后，應在鋼筋籠上方設置固定裝置，避免鋼筋籠上浮。

3.8 二次清孔施工

鋼筋籠就位后，需進行二次清孔施工，將吊裝鋼筋籠時觸碰孔壁脫落的巖屑及其他雜物進行清排，再次檢測孔深，待檢測合格后立即澆筑灌注樁混凝土。

3.9 澆筑混凝土施工

澆筑混凝土時使用的混凝土為商品混凝土，混凝土出站后至澆筑間的運輸時間應控制在1 h之內(nèi)，避免混凝土發(fā)生初凝?；炷吝M場后，監(jiān)理應對混凝土配合比報告單進行檢查，對混凝土現(xiàn)場坍落度進行檢測，經(jīng)檢查合格后方可進行澆筑施工。

澆筑混凝土時，由于樁孔較深，地下水位又較高，因此孔內(nèi)存在積水，在進行混凝土澆筑施工時處于水下澆筑。此時采用導管法進行澆筑施工，導管直接伸至孔底進行澆筑。所使用的導管厚度為3 mm，導管直徑為250 mm，導管為法蘭連接多段式。在進行導管提升施工時，禁止將導管固定至鋼筋籠上，避免因振動而將鋼筋籠移位。導管安裝就位后，應對導管進行試壓，試壓壓力值達到0.6 MPa～1.0 MPa時方可認為合格。

混凝土澆筑施工時，應確保連續(xù)施工，避免出現(xiàn)灌注量較少而使導管堵塞的現(xiàn)象。若樁徑尺寸大于600 mm時，導管底部距離孔底間距300 mm～500 mm；若裝凈尺寸小于600 mm時，則可適當加大導管底部與孔底間距。澆筑完成后，應使用鋼筋試探的方法確定樁頂浮漿厚度，去除浮漿后對樁頂進行補澆，確保樁頂混凝土強度滿足設計要求。

4 結語

調(diào)蓄池作為水力工程的重點工程之一，支護樁又作為調(diào)蓄池的半永久性支護系統(tǒng)之一，且該工程南北兩側臨近河流干道和交通要道，因此支護結構的穩(wěn)定性和支護能力在本工程中顯得尤為重要。

沖孔灌注樁屬于地下隱蔽工程，在施工過程中極難發(fā)現(xiàn)相關施工缺陷，但其施工質量影響著基坑的穩(wěn)定性和安全性，因此本文針對某大型調(diào)蓄池工程的實際情況進行分析，得到相應的施工質量控制措施，確保施工質量。