超厚砂層地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁的施工方法探討

朱學(xué)良 熊成金

摘要：在橋墩樁基礎(chǔ)施工中，會遇到各種形式的地質(zhì)條件，其中，厚砂層地質(zhì)就是常見的一種。遇到厚砂層地質(zhì)條件進(jìn)行鉆孔灌注樁施工時，很容易對施工質(zhì)量和效果帶來威脅和影響。所以，必須要采取有效的施工技術(shù)措施才可以順利完成施工，同時，擴(kuò)孔系數(shù)拉制到規(guī)范要求的合理范圍內(nèi)，減少混凝土超方，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：厚砂層地質(zhì)；鉆孔灌注樁；施工技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高層住宅樓、大型建筑物成為現(xiàn)代城市建設(shè)中的主要結(jié)構(gòu)類型。大型結(jié)構(gòu)往往需要在其基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)具有足夠的地基承載力，而箱型基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)有時無法滿足承載力的要求，此時，地基承載力較大的樁基礎(chǔ)應(yīng)運(yùn)而生。上部構(gòu)筑物通過樁基礎(chǔ)將荷載傳遞到樁基周圍土體及樁端土層中，可以有效的減小樁體沉降，滿足建筑物抗震要求，達(dá)到結(jié)構(gòu)正常使用的條件。

一、樁基施工方案

1. 沖擊循環(huán)鉆機(jī)與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在施工過程中的優(yōu)缺點

鉆進(jìn)口徑相同的條件下，沖擊循環(huán)與回轉(zhuǎn)循環(huán)各有優(yōu)點，一般在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工時，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)要比沖擊循環(huán)鉆機(jī)施工快 1 倍左右，沖擊鉆機(jī)自重大搬遷困難、時間長等因素，在土層中施工不如回轉(zhuǎn)正循環(huán)鉆機(jī)快， 但在卵礫石層、基巖施工中，沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)明顯比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)要快 3 倍左右，從上述情況分析來看，沖擊循環(huán)在施工復(fù)雜地層即卵石層， 嵌巖鉆孔樁成孔速度上優(yōu)點明顯， 尤其在一些丘陵山區(qū)地帶較為適用，優(yōu)越性更加顯著。

2. 旋挖鉆機(jī)施工

旋挖鉆機(jī)是一種多功能、高效率的灌注樁樁孔的成孔設(shè)備。旋挖鉆機(jī)一般適用粘土、粉土、砂土、淤泥質(zhì)土、含有部分卵石、碎石的地層，適應(yīng)于干式（短螺旋）、濕式（回轉(zhuǎn)斗）及巖層（巖心鉆）的成孔作業(yè)。旋挖鉆機(jī)行走機(jī)動、靈活，施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔率高、適應(yīng)性強(qiáng)大，廢漿少、低噪音、污染小保護(hù)了環(huán)境，克服了機(jī)械成孔時孔底沉淤土多，樁側(cè)摩阻力低，泥漿管理差的缺點，極大地提高了施工質(zhì)量。成本方面較沖擊鉆及回轉(zhuǎn)鉆機(jī)高。結(jié)合本項目地質(zhì)情況，施工環(huán)境、工程規(guī)模及成本分析等，選用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行樁基施工。

二、超厚砂層地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁的施工工藝

1.護(hù)筒埋設(shè)

用垂直的基坑埋設(shè)護(hù)筒和樁位保持同心，它的半徑要比護(hù)筒半徑大20cm，進(jìn)入土中Zm深。用6mm的厚鋼板卷制護(hù)筒，樁身設(shè)計直徑要比有鉆桿導(dǎo)向的正反循環(huán)鉆桿護(hù)筒內(nèi)徑小200mm，樁位中心同護(hù)筒中心應(yīng)該重合，在Zjmm以下控制其偏差，而且確保護(hù)筒是垂直的，在1%以下控制其傾斜度，在地面lm以上設(shè)置鉆孔護(hù)筒上口。

2.鉆機(jī)成孔施工

（1）設(shè)置泥漿循環(huán)系統(tǒng)，因為工程處表層是4m左右的粘土粉砂層，剩下的全是密實程度不等的細(xì)砂層，所以，泥漿的制備與泥沙循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置是非常關(guān)鍵的、該橋主要沿橋軸線將泥漿循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置于各個墩位一旁，各個墩位4根鉆孔樁共用4個泥漿池，三小一大。鉆渣主要通過大泥漿池沉淀，循環(huán)泥漿通過其中兩個小泥漿池過濾，優(yōu)質(zhì)的泥漿用另外一個小泥漿池存儲，為二次清孔換漿提供幫助。在鉆孔期間，將其中的渣質(zhì)要有效地清理出去，經(jīng)常降砂。

（2）制備泥漿。①制作原漿，將清水加入到泥漿攪拌機(jī)中，把泥漿泵打開，之后按照1：0.04：10的比例，將優(yōu)質(zhì)粘土、純堿和水加入進(jìn)去，然后進(jìn)行攪拌，直到完全溶解。②聚丙烯酸胺泥漿的制備，將一定比例水解之后的聚丙烯酸胺加入到原漿中，令二者有效地混合。為了節(jié)約用水和發(fā)揮良好的護(hù)壁效果，將水解后的20一30kg聚丙烯酸胺加入到每平方米的原漿中，按照現(xiàn)場實側(cè)的泥漿技術(shù)指標(biāo)調(diào)整聚丙稀酸胺泥漿用量。有著良好的絮凝作用存在于聚丙烯酸胺泥漿中。所以，泥漿有著較小的失水量，護(hù)壁效果優(yōu)越，泥皮致密。③安裝鉆機(jī)和鉆進(jìn)，按照具體的施工進(jìn)度對鉆機(jī)的施工位置進(jìn)行安放，通過間隔樁位跳鉆的方法進(jìn)行鉆進(jìn)，防止過于嚴(yán)重的擾動砂層。在安裝鉆機(jī)時，一定要水平安放轉(zhuǎn)盤，天車懸吊中心、轉(zhuǎn)盤中心和樁位中心要重合，在5mm以內(nèi)控制最大偏差。

3.制作與安放鋼筋籠

鋼筋籠制作前，先調(diào)直主筋，并且除銹，嚴(yán)格依據(jù)圖紙要求控制鋼筋間距。焊接時應(yīng)用雙面搭接焊法，在主筋的2D（D是鋼筋直徑）以內(nèi)控制焊縫長度。認(rèn)真清理焊渣，確保焊縫飽滿。主筋和螺旋箍筋間一定要滿焊或者滿扎，防止跳焊或者跳扎。當(dāng)在Zjmm以上控制主筋直徑時，通過墩粗直螺紋進(jìn)行連接，應(yīng)該在2D+10mm或者以上控制套筒長度。對鋼筋籠進(jìn)行制作時，鋼筋籠上面臨近兩個主筋錯開25倍D，而且應(yīng)該大于lm。而且在樁身鹼強(qiáng)度以上控制保護(hù)層墊塊的強(qiáng)度。在鋼筋籠制作完畢后，需要認(rèn)真驗收與檢查，符合標(biāo)準(zhǔn)后才可以被應(yīng)用，不然需要返工處理。

4.灌注混凝土

澆筑混凝土是整個施工中的關(guān)鍵，在安裝完畢鋼筋籠之后，將導(dǎo)管立刻安裝上去，通過鋼導(dǎo)管灌注水下混凝土，在200一300mm之間控制導(dǎo)管內(nèi)徑。根據(jù)樁徑大小來判斷，在應(yīng)用導(dǎo)管前，需要開展接頭抗拉實驗與水密承壓試驗，確保導(dǎo)管的強(qiáng)度及密封性能同有關(guān)要求相符，在不存在差錯之后，進(jìn)行混凝土灌注。在灌注混凝土?xí)r，將第一批灌注孔段的混凝土需求量準(zhǔn)確計算出來。在灌注首批混凝土?xí)r，應(yīng)該將導(dǎo)管的下端進(jìn)行1m以上的埋設(shè)，通過0.5m3的水泥砂漿完成起始部分施工，并且向孔內(nèi)進(jìn)行一次性灌注。在灌入混凝土?xí)r，需要嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋入到混凝土中的具體深度，過大或者過小的埋設(shè)導(dǎo)管都不正確。所以，應(yīng)該勤拆勤提，通常維持在2一6m之間，任何情況下都不能高于6m或者低于1m。

三、結(jié)束語

總之，在遇到厚砂層地質(zhì)條件下進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，很容易對施工質(zhì)量和效果帶來威脅和影響。所以，必須要采取有效的施工措施，才可以順利完成施工，同時擴(kuò)孔系數(shù)控制到規(guī)范要求的合理范圍內(nèi)，減少混凝土超方，提高經(jīng)濟(jì)效益。其中，鉆孔灌注樁施工技術(shù)在厚砂層地質(zhì)條件下施工就表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]程千紅，王立學(xué).超厚砂層地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁的施工方法探討[J].城市道橋與防洪，2015（08）：125-127+156+16.

[2]王小平. 超厚砂層旋挖擴(kuò)孔灌注樁施工技術(shù)的工程應(yīng)用[D].石家莊鐵道大學(xué)，2015.

（作者單位：云南大力地基工程有限公司）