沖孔灌注樁樁底沉渣問題分析與探討

廖飛，樂騰勝，柳俊，劉杭杭

（1.深圳市中僑物業(yè)工程監(jiān)理有限公司，廣東 深圳 518000；2.安徽省建筑科學研究設(shè)計院，安徽 合肥 230001；3.上海建工二建集團有限公司，上海 200080）

0 前言

改革開放以來，我國經(jīng)濟建設(shè)推動了基礎(chǔ)建筑設(shè)施的迅速發(fā)展，各項基建工程均需要優(yōu)質(zhì)的樁基礎(chǔ)，灌注樁已經(jīng)成為建筑結(jié)構(gòu)的主導樁型[1-2]。在軟土地區(qū)，大量興建的高層建筑物，強烈刺激了沖孔灌注樁基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展[3]。

近些年來，一些學者對沖孔灌注樁的工作機理及工程應用開展了大量的研究，取得了一系列的成果。張國慶[4]等通過簡化灌注樁澆注施工工況，提取出鉆孔灌注樁澆注模型，給出了fluent流體仿真鉆孔灌注樁混凝土澆注的模擬假設(shè)與參數(shù)設(shè)置。李海霞[5]、潘青蓮[6]等結(jié)合多年的施工經(jīng)驗，多角度地簡述了鉆孔灌注樁的優(yōu)勢，總結(jié)了鉆孔灌注樁技術(shù)在市政工程中的工藝要點，并提出了對其質(zhì)量控制的措施，為其在工程中的推廣起到了促進應用。常聚友[7]等研究了鐵路基礎(chǔ)中采用反射波法檢測混凝土灌注樁完整性及沉渣厚度的問題。饒忠全[8]對路橋工程鉆孔灌注樁施工存在的技術(shù)問題進行了分析，提供了解決問題的措施方案；同時建議施工應與監(jiān)管人員齊抓共管，增強質(zhì)量意識，對施工過程中的各個環(huán)節(jié)嚴加把關(guān)，就能確保樁基的施工質(zhì)量，徹底發(fā)揮鉆孔灌注樁的潛在優(yōu)勢。

本文結(jié)合某大廈樁基工程背景，從基礎(chǔ)選型的角度對沖孔灌注樁作了詳細介紹，剖析了沖孔灌注樁樁底出現(xiàn)的沉渣問題，且對此提出了補強方案，為沖孔灌注樁技術(shù)在工程項目上的廣泛推廣提供了參考價值。

1 工程概況

該工程位于某科技園，原地貌屬濱海灘涂地貌單元，場地地勢較為平坦；占地面積3947m2，擬建一座27層的高層建筑，建筑高度100m，地上總建筑面積為39964m2，地下總建筑面積為8000m2。設(shè)3層地下室，工程重要性等級為二級工程。工程上部結(jié)構(gòu)形式擬采用框架核心筒結(jié)構(gòu)，框架中柱最大軸力預估為40000kN，巖土工程勘察重要性等級為一級。

該場地巖土層結(jié)構(gòu)經(jīng)鉆探表明，場地內(nèi)地層埋藏分布規(guī)律及變化特征自上而下一次為：第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層（Q4mc）、晚更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）、中更新統(tǒng)殘積層（Q2el）、下伏基巖為燕山期第四期（γ53(1)）花崗巖全、強、中、微化風帶。場地地下水類型主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，填土層中局部有上層滯水。地下水位隨降水及季節(jié)而變化，勘探期間，時值雨季，測得各鉆孔穩(wěn)定水位埋深為2.55～5.25m，標高1.95～5.52m。根據(jù)場地周邊條件經(jīng)驗，推測地下水的變化幅度為1～2m。

勘探結(jié)果顯示，擬建場地所在區(qū)域無活動性斷裂等構(gòu)造通過；勘查區(qū)及外圍區(qū)域地震活動水平較低，斷裂活動性較弱，不具備形成中、強危險地段的地質(zhì)背景。擬建場地無影響地基穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定性好，適宜建筑。根據(jù)建建筑物情況，該場地不宜采用天然地基淺基礎(chǔ)，需采用樁基礎(chǔ)。因此，結(jié)合該區(qū)域季節(jié)變化和區(qū)域經(jīng)驗值，建筑物基礎(chǔ)型式建議采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)，以中、微風化帶花崗巖層作為樁端持力層。

2 樁基檢測及結(jié)果分析

2.1 受檢樁設(shè)計施工概況

根據(jù)工程質(zhì)量控制要求，對樁基工程中的C31#樁進行了鉆心檢測工作，共鉆2孔，完成總進尺77.0m。C31#樁為沖孔灌注樁，樁徑1000mm，施工樁長35.55m，樁頂標高-17.850m，承載力特征值為10000kN，樁身混凝土強度等級為C40，設(shè)計樁底巖土層處于微風化狀態(tài)。本次檢測主要目的為檢測樁身的混凝土強度、完整性、樁長、樁底沉渣及持力層性狀。

2.2 檢測標準及設(shè)備

檢測標準主要參照工程所在地的《建筑基樁檢測規(guī)程》（SJG 09-2007）有關(guān)規(guī)定。檢測設(shè)備主要是采用XY-1A型鉆機，101mm外徑、83mm內(nèi)徑單動雙管鉆具和金剛石鉆頭。

2.3 檢測結(jié)果

C31#樁鉆芯檢測結(jié)果見表1。

C31#樁鉆芯檢測情況 表1

2.4 檢測結(jié)論

對樁基工程中C31#樁進行了鉆心檢測，參照《建筑基樁檢測規(guī)程》（SJG 09-2007）有關(guān)規(guī)定，得出以下結(jié)論：

①樁身完整性屬于Ⅳ類別，樁身存在嚴重缺陷；

②受檢樁的C31#樁身0～33.30m的抗壓強度值為42.90MPa，滿足設(shè)計C40要求；

③受檢樁的C31#樁長檢測為33.4m，與所提供樁長誤差為-2.15m；

④受檢樁的C31#樁底沉渣最大值為2100mm；

⑤受檢樁的C31#樁底為強風化，不滿足設(shè)計要求。

3 工程樁補強方案

根據(jù)C31#樁抽芯檢測情況，經(jīng)研究分析決定采用二重管高壓旋噴注漿法對樁底沉渣和樁周土層進行加固處理，工期6d。

3.1 施工準備

場地設(shè)施布置主要有：水泥站、泥漿池、制漿站、排污溝等。

施工設(shè)備主要有：空壓機（9m3）1臺、BW150注漿機1臺、攪拌機1臺、高壓輸漿管若干米、XY-100型鉆機1臺、二重管旋噴樁機GXP-20型1臺。

3.2 施工技術(shù)參數(shù)

①加固旋噴樁布置及數(shù)量：C31號樁樁徑1000mm，共計布置8個二重管高壓旋噴樁，其中2根布置在工程樁內(nèi)，對樁底沉渣進行加固；6根均勻布置在樁四周，對樁周土體進行加固，提高樁摩擦力。

②處理深度：應參照檢測結(jié)果，處理到樁沉渣下1m深度。

③鉆孔位置：樁端沉渣處理的2個注漿孔宜在距離樁中心200mm處對稱布置；樁外側(cè)土體加固的6個注漿孔沿樁周均勻分布。鉆孔垂直度偏差不大于0.5%。

④洗孔水壓：10～20MPa。

⑤高壓旋噴注漿漿壓：10～20MPa。

⑥水灰比：1.0。

⑦水泥標號：42.5R。

3.3 施工工藝

施工工藝流程主要如圖所示。

施工工藝流程

3.4 注意事項

①注漿前須檢查輸漿系流是否暢通，全部準備工作是否就緒；注漿管埋設(shè)達到設(shè)計位置；缺陷部位須慢速提升。

②高壓旋噴注漿順序為先樁周后樁芯。樁周注漿采用跳孔施工，最后一根樁注漿完成48h后進行樁中間處理樁端沉渣孔注漿。

③注漿流量不變而壓力突然下降時，應檢查泄漏情況，必要時拔出注漿管，檢查密封性能。

④注漿出現(xiàn)不冒漿或繼續(xù)冒漿時，則應不提升注漿管繼續(xù)注漿直至冒漿為止。

⑤注漿出現(xiàn)冒漿壓力下降時，應拔出注漿管檢查是否被擊穿。

⑥注漿后可達到的效果應采用鉆芯法在原缺陷鉆孔上進行檢測。

⑦加強對施工場地安全及環(huán)境衛(wèi)生的管理工作。

4 結(jié)論

根據(jù)在受檢樁原缺陷鉆孔上進行二次檢測，所得數(shù)據(jù)顯示檢測結(jié)果滿足設(shè)計要求。由此說明采用二重管高壓旋噴注漿法對樁底沉渣和樁周土層進行加固處理，能夠有效的解決沖孔灌注樁樁底沉渣問題，為沖孔灌注樁技術(shù)的廣泛推廣提供了參考依據(jù)。