沖孔灌注樁成孔質(zhì)量控制初探-以某工程為例

易永和

（廈門(mén)象嶼工程咨詢管理有限公司， 福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

沖孔灌樁成孔技術(shù)要求較高，施工過(guò)程中容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，因此施工質(zhì)量控制是其關(guān)鍵點(diǎn)之一。本文以福建福州某小區(qū)建筑工程為例，分析沖孔灌注成樁成孔質(zhì)量控制的問(wèn)題及措施。

1 工程概況

1 工程情況

福建福州某小區(qū)建筑工程，建筑總面積62000m2，共八棟15-16層居民樓，每棟樓包括 1-2層地下室，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為乙級(jí)，樁基安全等級(jí)二級(jí)。采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)，持力層為中風(fēng)化-微風(fēng)化型花崗巖，樁端深入持力層深度超過(guò)1倍樁徑，沿樁身通長(zhǎng)放置鋼筋籠，樁身混凝土結(jié)構(gòu)為C30水下砼。

2 該工程地質(zhì)情況

施工前，需要勘察現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、水文等條件。該工程地質(zhì)條件以局部大厚度砂層、起伏變化較大的各類(lèi)巖層、厚度很高的淤泥質(zhì)層為主，沖孔灌注樁成孔深度最大值 65m，各土層情況為：2.5-2.8m的雜填土；7.5-14.4m覆蓋厚度的淤泥；3.1-8.4m厚度的粉質(zhì)粘土；1.9-14.8m厚度的粗砂；1.6-27.2m厚度的淤泥質(zhì)土；1.2-15.9m的碎土質(zhì)強(qiáng)風(fēng)化花崗巖；1.2-26.7m碎塊型強(qiáng)風(fēng)化花崗巖；4.0-8.5m的中風(fēng)化-微風(fēng)化花崗巖層。

2 沖孔灌注樁成孔質(zhì)量控制

1 前期控制

項(xiàng)目部人員要認(rèn)真研究施工圖紙與地質(zhì)、水文勘察報(bào)告，分析施工中存在的難點(diǎn)與重點(diǎn)，審核樁基圖紙，并做好會(huì)審記錄與試打樁記錄。夯實(shí)整平施工場(chǎng)地，保證樁機(jī)施工穩(wěn)定性，避免樁機(jī)移位增加偏孔可能性。分析樁位平面設(shè)計(jì)圖，按照?qǐng)D紙中標(biāo)定的坐標(biāo)點(diǎn)與工程控制點(diǎn)完成測(cè)量放線，確定樁位。根據(jù)樁徑要求配備相應(yīng)直徑的沖錘若干，做好樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)前的檢修工作，按照施工平面圖、現(xiàn)場(chǎng)情況合理堆放材料，規(guī)劃好臨時(shí)用水與用電線路，布置好泥漿沉淀地位置與排漿溝槽。合理劃分樁機(jī)施工區(qū)域，可采用跳打樁的方法施工，每次灌樁結(jié)束 72h后再開(kāi)展相鄰樁施工。

2 泥漿質(zhì)量控制

因本工程場(chǎng)地存在很厚的淤泥層與砂層，泥漿制作時(shí)，可用適量膨潤(rùn)土改善泥漿粘稠度，泥漿黏稠度增加會(huì)使孔壁更易形成一層泥皮，有效隔斷內(nèi)外壁之間的互相滲流，進(jìn)而避免塌孔。施工中，需要考察地層狀況，分析地層變化情況及施工操作要求，合理調(diào)整泥漿黏稠度，并調(diào)配泥漿循環(huán)，防止因泥漿太稀而降低護(hù)壁效果，或泥漿太稠，增加沖鉆難度，降低沖鉆速度。對(duì)強(qiáng)、中、微風(fēng)化巖層的施工，要注意增加泥漿比重，提高泥漿攜渣能力，對(duì)于有較高泥漿含砂量與較強(qiáng)攜渣能力的風(fēng)化層，在制定泥漿循環(huán)工藝時(shí)，需要對(duì)濾砂與濾渣進(jìn)行有效處理，避免泥漿池內(nèi)形成沉渣，影響泥漿循環(huán)，可在排漿溝上設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)。

3 沖孔質(zhì)量控制

第一，開(kāi)孔控制，開(kāi)孔時(shí)，考慮工程表層土情況，本工程因存在較深的雜填土、大量條石與亂毛石，開(kāi)孔時(shí)，采用低錘密擊法，盡量避免擾動(dòng)周邊土層，避免毛石滑落出現(xiàn)卡鉆問(wèn)題。

第二，控制好主要土層與巖層的沖程，要避免沖程過(guò)大形成大沖擊力，并增加對(duì)孔壁的擾動(dòng)力。軟土層由于對(duì)外力振動(dòng)的抵抗力較弱，易破壞土層結(jié)構(gòu)，引發(fā)孔壁坍塌，沖擊成孔時(shí)，要注意采用小沖程反復(fù)沖孔成壁的方法進(jìn)行施工，沖程以0.5-1.0m為宜。較薄的粗砂層沖孔時(shí)，可增加泥漿比重，采用小沖程反復(fù)沖孔成壁的方法進(jìn)行施工；較厚的粗砂層沖孔時(shí)，則可采用2.0-3.0m的中沖程施工，減少?zèng)_擊次數(shù)，降低對(duì)孔壁砂層的擾動(dòng)次數(shù)，確?？妆诜€(wěn)定性。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層，需采用約3m的大沖程進(jìn)行施工，一旦出現(xiàn)輕微卡錘，及時(shí)減少?zèng)_程，轉(zhuǎn)換為抵錘密擊施工法或間斷沖擊法，避免卡鉆。

第三，控制鉆進(jìn)速度。鉆進(jìn)速度影響沖擊頻率，沖擊頻率較快，會(huì)持續(xù)振動(dòng)孔壁軟土層，因此要注意控制頻率，延長(zhǎng)沖擊間隙，為軟土結(jié)構(gòu)的恢復(fù)提供更多的時(shí)間，進(jìn)而避免出現(xiàn)塌孔。沖擊淤泥土層時(shí)，沖擊頻率盡量控制在20-30次/分鐘，以2-3米/小時(shí)的鉆進(jìn)速度進(jìn)行沖擊。沖擊粗砂層時(shí)，則需要適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)速度與停留時(shí)間，盡量減少鉆進(jìn)過(guò)程中的停留時(shí)間，沖擊頻率以30-35次/min為宜，鉆進(jìn)速度要控制在1-2m/h以內(nèi)。沖擊強(qiáng)風(fēng)化巖層時(shí)，因其穩(wěn)定性較強(qiáng)，不會(huì)輕易造成塌孔，因此，可適當(dāng)提高沖擊頻率與鉆進(jìn)速度，進(jìn)一步減少鉆進(jìn)過(guò)程中的停留時(shí)間，沖擊頻率可適當(dāng)增加至35-40次/分鐘，鉆進(jìn)速度則可以適當(dāng)提高至0.5-1.5米/小時(shí)。

第四，控制泥漿比重?？妆诜€(wěn)定性、排渣、清孔等操作均與泥漿比重有密切關(guān)系，整個(gè)成孔過(guò)程需控制泥漿比重在1.4-1.6范圍內(nèi)。軟土層施工時(shí)，可適當(dāng)增加泥漿相對(duì)密度，使土層孔壁能夠形成較厚的一層孔皮，增加成孔穩(wěn)定性。雜填土以1.3-1.5為宜，土層較差時(shí)，可加入適量粘土塊，泥漿比重增加至1.5，采用1m小沖程沖擊；粘性土層可投入適量碎石，避免粘鉆，采用1-2m的中小沖程沖擊，及時(shí)清鉆；軟土層或塌孔回填重鉆時(shí)，需采用小沖程反復(fù)沖擊法，加入土塊與小石片，泥漿比重控制在1.4-1.6；粗砂層泥漿比重控制在1.2-1.5，加入粘土塊，采用3-4m的中沖程勤沖勤搗渣；強(qiáng)同化巖層泥漿比重控制在1.4-1.6，盡量增加泥漿比重，提高泥漿攜渣能力，采用3-4m中高沖程沖擊；中、微風(fēng)化巖層泥漿比重控制在1.3-1.5，采用2-3m的中沖程，增加沖擊頻率，進(jìn)行高頻密擊。

第五，控制樁身垂直度。樁身垂直度不能高于1%，孔深每鉆入4-5m睦，就需要及時(shí)檢查樁錘鋼絲繩的垂直度。該工程巖層復(fù)雜，需定時(shí)監(jiān)測(cè)樁身垂直度，及時(shí)調(diào)整。若出現(xiàn)偏孔時(shí)，可回填片石到偏孔上方的300-500mm位置，再重新沖孔。

第六，判定持力層。該工程持力層是中、微風(fēng)化花崗巖層，持力層巖面的判定分別以巖樣與地堪標(biāo)高為主要參數(shù)與輔助參數(shù)。經(jīng)孔口采集部分泥漿循環(huán)時(shí)產(chǎn)生的泥漿攜渣后，再對(duì)攜渣巖樣進(jìn)行分析，以此作為判定標(biāo)準(zhǔn)。該工程孔深超過(guò)60m，無(wú)法以此方法判定持力層，因此，需采取聯(lián)合判定法：先通過(guò)掏渣筒采樣分析攜渣巖樣，巖樣中需確保中風(fēng)化與微風(fēng)化花崗巖層占比超過(guò)碎塊型強(qiáng)風(fēng)化花崗巖巖樣；再分析地堪報(bào)告并繪制樁孔巖面標(biāo)高圖，并試沖孔至巖面標(biāo)高處；當(dāng)試驗(yàn)沖擊時(shí)進(jìn)尺速度降至20厘米/小時(shí)以下時(shí)，即可將此巖面位置為持力層。

第七，控制終孔砍巖。專(zhuān)人負(fù)責(zé)監(jiān)督記錄砍巖施工操作，每根進(jìn)入砍巖的樁體均需做好標(biāo)記，每鉆進(jìn)200-300毫米基巖，即需取樣一次并檢查，確保成孔質(zhì)量。

第八，沉渣、清孔。成孔灌注樁需確保樁底沉渣質(zhì)量，避免降低樁基承載力，沉渣厚度一般采取經(jīng)驗(yàn)控制法，憑感覺(jué)用測(cè)錘測(cè)量沉渣厚度，感覺(jué)到測(cè)錘已接觸到沉渣頂層時(shí)，及時(shí)記錄深度，感覺(jué)到測(cè)錘接觸到孔底巖層時(shí)，再記錄一個(gè)深度，將兩個(gè)深度相減就可獲取沉渣厚度。該方法存在較大主觀性與誤差。為提高質(zhì)量，可在第一次清孔后，先用測(cè)錘測(cè)量第一次孔深，記錄深度，混凝土灌注后再行測(cè)量孔深，記錄深度，將兩次測(cè)量結(jié)果相減即可獲取更為準(zhǔn)確的沉渣厚度，提高施工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

沖孔灌注樁質(zhì)量受到多種因素影響，為確保成孔質(zhì)量，要做好前期地質(zhì)勘察、水文勘察工作，充分分析地質(zhì)、水文情況，嚴(yán)格監(jiān)督施工工藝，做好施工管理，在嚴(yán)格控制與積極預(yù)防的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)主動(dòng)控制，根據(jù)施工圖紙、設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范等組織施工，提高成孔質(zhì)量。