旋挖灌注樁處治軟基的工藝與質(zhì)量控制研究

許 霆 皮遠明 李 誠 張治鋒

(中建五局第三建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410004)

軟土在我國廣泛分布，尤其以湖南、江蘇及兩廣等東南區(qū)域分布最普遍[1]。其具有壓縮性大、含水率高、天然地基承載力低等顯著特點，不能直接作為房建工程地基，通常需要采取一定措施進行加固，達到設(shè)計地基承載力。

目前地基處理的方法有很多種，例如強夯法[2]、換填墊層法[3]、水泥土攪拌法[4]等。而旋挖灌注樁作為一種較為先進的樁基技術(shù)，引入國內(nèi)的時間較晚，但應(yīng)用范圍擴展很快，目前在公路、鐵路、房建等領(lǐng)域得到了廣泛推廣[5]。與傳統(tǒng)的樁基技術(shù)相比較，旋挖灌注樁施工具有機械化程度高，作業(yè)效率快，施工精度高，節(jié)約人力成本，噪聲少，較為環(huán)保，適用范圍廣等優(yōu)點[6]。但在不同領(lǐng)域中應(yīng)用，其相關(guān)技術(shù)要求和質(zhì)量控制標準需要進一步的研究。本文依托長沙某房建工程為例，系統(tǒng)探討軟土地基中旋挖灌注樁的工藝要求和質(zhì)量控制要點，為完善其施工關(guān)鍵技術(shù)標準以及進一步推廣該方法提供了參考。

1 工程概況

長沙某項目位于望城的經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，規(guī)劃凈用地面積為413 474.95 m2，合約620畝。主要以生產(chǎn)廠房、倒班宿舍、餐廳、動力站房及配套用房等為主要布局，形成“辦公—研發(fā)—生產(chǎn)—配套”的完備生產(chǎn)體系。結(jié)合室內(nèi)土工試驗獲取各土層物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

由表1可知：項目區(qū)域土層為軟土，天然地基承載力較低。本工程擬采用旋挖灌注樁進行加固處理。

2 旋挖灌注樁施工工藝

2.1 埋設(shè)護筒

為防止孔口出現(xiàn)坍塌，在下鉆前需在孔口位置設(shè)置護筒。本工程中護筒每節(jié)長2 m，直徑比設(shè)計樁徑大0.1 m，用6 mm鋼板制作。若地質(zhì)情況較差，可將其接長。護筒由人工開挖放入孔中，同時注意要高出地面約0.5 m。護筒上部開設(shè)2個溢漿孔，以便溢出的漿液通過孔流出，然后經(jīng)處理后可回收再利用。最后鋼護筒底部及四周用粘土回填并分層夯實，避免底部出現(xiàn)坍塌或滲漏等問題[5]。

表1 土層物理力學(xué)參數(shù)

2.2 泥漿制備

本工程中泥漿制備的材料選用膨潤土。首先在攪拌機中加入規(guī)定水量，再加入規(guī)定量的膨潤土以及外加劑，然后攪拌5 min后將泥漿放入池中待用。通常，制漿量為2倍的混凝土樁體積。在鉆孔施工時，泥漿比重還要結(jié)合地層和施工情況及時調(diào)整，以保證成孔質(zhì)量。

2.3 旋挖鉆成孔

鉆機的鉆頭選用雙開門筒狀鉆頭。鉆機開始鉆進時，要緩慢鉆進，當達到護筒以下1 m時，可提到常規(guī)速度。鉆進時每回次進尺控制約0.6 m，并通過控制盤來監(jiān)控垂直度，如有偏差應(yīng)及時進行糾正[6]。在出渣時要同時向孔內(nèi)注漿，使孔內(nèi)水頭始終不低于護筒底0.5 m。

2.4 清孔

鉆孔過程中孔壁難免會掉渣，而這些沉渣會對澆筑混凝土后的成樁質(zhì)量造成很大影響。因此在成孔后對其進行檢查，各項指標都符合要求后應(yīng)進行清孔。清孔要及時且質(zhì)量要到位，通常采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆的方法。通過探測泥漿指標來判斷孔底沉渣厚度，若不符合規(guī)定要求，則進行二次清孔，直至符合要求。

2.5 鋼筋籠骨架的制作與安裝

鋼筋籠在加工棚集中分節(jié)焊接制作，要確保鋼筋表面潔凈以及試焊合格。鋼筋籠吊裝采用汽車吊，吊繩要一樣長。鋼筋籠應(yīng)對準孔位并垂直緩慢的下放，防止鋼筋籠破壞孔壁。安放好后，在鋼筋籠中設(shè)4根φ16鋼筋吊環(huán)并與鋼護筒頂部焊接固定，以防在澆筑過程中發(fā)生浮籠現(xiàn)象[6]。

2.6 導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管管徑要與樁徑匹配，本工程中采用內(nèi)徑25 cm的鋼導(dǎo)管。導(dǎo)管使用前要進行抗壓測試和水密承壓測試，各項性能滿足要求后方可使用。導(dǎo)管底應(yīng)高于孔底0.3 m～0.5 m左右，以便首次澆筑時能夠順利排出隔水栓。

2.7 混凝土灌注

混凝土灌注前，必須嚴格檢查混凝土的標號及配合比，控制混凝土的坍落度在200±20 mm范圍內(nèi)，滿足要求后方可進行灌注作業(yè)[6]。澆筑首盤混凝土?xí)r，用量不應(yīng)少于1 cm3，使導(dǎo)管底端能被混凝土埋入0.8 m以上。澆筑混凝土采用直升導(dǎo)管法，保證作業(yè)過程導(dǎo)管一直處于埋深2 m～4 m范圍。若埋深過淺則由于混凝土噴出后不密實容易斷樁，若埋深過深則由于下部混凝土硬化容易導(dǎo)致斷管。在澆筑到樁頂前要進行充分振搗。

2.8 吊出護筒和拔出套管

混凝土灌注作業(yè)結(jié)束后，利用振動錘配合拔出套管，然后利用吊車緩慢垂直的吊出鋼護筒。檢查并沖洗干凈后，可在下一個旋挖灌注樁作業(yè)中繼續(xù)使用。

3 質(zhì)量控制要點

3.1 樁位控制

首先由測量工程師根據(jù)設(shè)計院提供的基準點在廠區(qū)周邊合適且穩(wěn)定的位置做好控制點，根據(jù)樁位定位圖和控制點測放出鉆孔樁樁位并作好標記，再次進行復(fù)測。經(jīng)復(fù)測驗收合格后方可開鉆。

3.2 樁斜控制

在軟弱不均的復(fù)雜地層，加上工程人員的操作方法不當，常常導(dǎo)致鉆孔傾斜。因此，在鉆機鉆進前，可以通過安裝支架作為導(dǎo)向，然后對中整平，以此保證孔位的精確和鉆桿的垂直。鉆機鉆進時要勻速給進，并同時測定孔斜，要保證孔斜率小于1%，孔中心偏差小于0.1 m。要有專人負責(zé)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)孔斜過大，立即采取糾斜措施。

3.3 樁徑控制

要合理選擇鉆頭直徑，護筒內(nèi)徑不應(yīng)小于鉆頭直徑0.1 m。在軟土地層中，經(jīng)常發(fā)生縮孔，因此需采用優(yōu)質(zhì)的泥漿護壁。

3.4 樁長控制

施工中對地面標高與各項設(shè)計高程都要搞清，正確進行換算。土層中鉆進，錐形鉆頭的起始點要準確無誤，根據(jù)不同土質(zhì)情況進行調(diào)整[7]。

3.5 樁頂控制

當混凝土灌注至最后一斗時，應(yīng)準確探明浮漿厚度，計算調(diào)整末斗混凝土容量，水下混凝土灌注要高于設(shè)計樁頂標高為0.5 m[7]。

3.6 成品保護措施

1)安裝和移動鉆機運輸鋼筋籠以及澆筑灌注混凝土?xí)r均應(yīng)注意保護好場地的軸線控制樁機水準基準點。

2)在開挖基礎(chǔ)土方時，應(yīng)注意保護好樁頭，防止挖土機械碰撞樁頭，造成折樁或傾斜。

3)旋挖灌注樁施工完成后，不得在其周圍隨意堆放重物，防止樁身變形。

4)嚴格按施工規(guī)范施工，保證混凝土施工的養(yǎng)護時間，在養(yǎng)護期間禁止施工及機動車輛通行。

5)對完成工序嚴格進行防護，防止后續(xù)工序施工過程，將已完成的部位破壞。

6)為避免縮徑、樁身傾斜等問題，要規(guī)劃好樁機行走路線以及打樁順序，如采用跳一鉆一的方式。

4 結(jié)語

旋挖灌注樁是一種較先進工藝方法，在工程應(yīng)用中具有良好經(jīng)濟與環(huán)保效益，因此值得廣泛推廣。但在應(yīng)用時，需要根據(jù)工程的實際情況，合理的安排施工，嚴格按照工藝要求并把控好質(zhì)量控制要點，從而保證工程質(zhì)量。