深厚淤泥建筑工程中灌注樁施工技術的應用研究

黃建勝 江西省煤田地質(zhì)局一九五地質(zhì)隊

1 前言

為了充分滿足建筑工程承載力的需要，灌注樁屬于一種提升地基承載力的有效基礎方式被廣泛運用。鉆孔施工當中灌注樁受到地質(zhì)條件的影響非常高，通常分為干成孔、鋼護筒成孔與泥漿護壁成空作業(yè)，干成孔對地質(zhì)條件提出較高的要求，鋼護筒成孔對樁深及塌孔特深的地質(zhì)無法實現(xiàn)有效成孔，泥漿護壁作業(yè)會出現(xiàn)非常多的泥漿，給施工現(xiàn)場帶來嚴重的污染，影響現(xiàn)場的文明施工，且給樁定位容易出現(xiàn)問題。隨著環(huán)保政策的逐漸實施，人們開始對施工工藝與施工機械的節(jié)能環(huán)保性能提出較高的要求，部分城市開始禁用泥漿護壁施工工藝。在地質(zhì)特殊的深厚淤泥地帶，地基多半為含礫粉砂質(zhì)土，并且多是回填土。因此結合施工環(huán)境和地質(zhì)條件本工程采用鋼護筒和泥漿護壁配合成孔方式作業(yè)。文章通過在深厚淤泥地帶運用灌注樁施工技術良好的解決這些問題，提高成樁速度，保證成樁質(zhì)量。

2 工程概況

本工程為南昌市灣里區(qū)凱旋灣小區(qū)二期項目位于南昌市灣里區(qū)磨盤山以北、幸福路以東（原南昌市開關爆破廠內(nèi)）02#地塊。本項目共由兩棟住宅（11#樓、13#樓）、一棟幼兒園、一個垃圾中轉站及公廁和整體地下室組成，總建筑面積26143.98m2，其中地下室11520.01m2，工程為附建式人防地下室，結構安全等級為二級，為甲類防空地下室，防常規(guī)武器抗力級別為6 級，防核武器抗震級別為6 級，抗震設防烈度為6度，框架抗震等級為四級。地質(zhì)條件為場地起伏較大，水量豐富，分布有含礫粉質(zhì)粘土、強風化片麻巖以及中風化片麻巖，上層主要賦存雜填土，淤泥層層厚為2.40m～22.10m，為典型不良地質(zhì)，給樁基工程施工造成不便。根據(jù)工程設計要求，工程基礎采用旋挖成孔灌注樁基礎，樁徑Φ600、Φ700。灌注樁施工技術難點包括：（1）樁機在沖孔過程中遇粘土層或淤泥層時容易擴孔，導致樁徑增大，需要嚴格控制沖孔施工沖程和速度；（2）淤泥厚度大，最大厚度約為22m，且流塑嚴重，針對該問題，本工程采用5m長、壁厚1.6mm、直徑大于樁徑20cm的鋼護筒定位和泥漿護壁結合成孔的工藝施工，安裝和拔除鋼護筒的機械設備均采用振動錘和汽車吊；（3）清孔后孔底沉渣過厚。

3 深厚淤泥建筑工程中灌注樁施工技術應用

3.1 施工準備和放樣

施工前，平整施工場地后主便道和鉆機站位的位置上加鋪4m 長、1.2m 寬、0.2cm 厚的鋼板，以便鉆機行走和作業(yè)中出現(xiàn)傾斜及沉降問題。測量與復核樁孔的位置，將定位木樁進行埋設，確定鉆孔中心點和范圍，將鉆機的行走路線進行合理科學規(guī)劃，為鉆機入場以及施工工作做好準備。與此同時，為了達到混凝土的灌注要求，在場地外開挖3個20m3的泥漿池，混凝土拌制和鉆孔同步實施，完成鉆孔之后，有效的解決了不能及時灌注混凝土導致沉渣積淀問題。另外，做好與巖土勘察單位的及時交流，清理與加固施工現(xiàn)場中的市政管線與周圍建筑物，預防周圍地下基礎設施給施工帶來的影響。開始進行施工之后，要實施對灌注樁的情況進行檢測，從而保障灌注樁的運行情況處在良好的狀態(tài)下。針對泥漿循環(huán)系統(tǒng)是否達到相應的安全要求進行檢查，這都需要在施工準確環(huán)節(jié)制定出合理的實施方式，良好準備有關設施與設備；此外要將材料管理做到位，保證施工所使用的各項材料，從規(guī)格、質(zhì)量上充分滿足施工要求，針對并不合格的材料，堅決不使用。另外，需要對施工管理人員、技術人員做好能力培訓與考核工作；尤其是技術工作者，定期考核工作成為了保障其技術能力的有效手段。

3.2 護筒施打

本項目當中使用護筒定位和泥漿護壁成孔配合施打的方式成孔，護筒長度為5m，直徑是0.8m～1.2m，不同樁型采用不護筒大小不同，護筒運用履帶吊配合振動錘進行夾緊震動敲打實現(xiàn)施工工作，施工當中，現(xiàn)場測量工作者需要對兩臺經(jīng)緯儀進行操作，從不同的方向測量鋼護筒的垂直度。將護筒進行調(diào)整到位之后，運用周圍粘土均勻回填，依靠道木固定護筒，防止護筒在鉆孔與混凝土灌注中出現(xiàn)移位和跑漿的問題。結束鉆孔之后，為了避免沉渣沉底，要立即擴底、清孔和灌注。

3.3 鉆進成孔

3.3.1 沖冼液循環(huán)系統(tǒng)

選用好良好的原土制作成施工當中的循環(huán)系統(tǒng)液，具體由泥漿池、泥漿泵、廢漿池、沉淀池、循環(huán)槽以及泥漿輸送管道構成。其中，3個20m3的泥漿池。循環(huán)槽的預設坡度為1:200，保證循環(huán)槽的斷面積能夠正常循環(huán)沖洗液，不出現(xiàn)外露的問題。施工當中，要及時對沉淀池、循環(huán)槽內(nèi)部的沉淀鉆渣等雜物進行清除，對黏度變化與泥漿比重嚴格控制，實時對泥漿性能進行調(diào)節(jié)，及時把雜物送出施工現(xiàn)場，避免鉆渣、廢漿等對施工現(xiàn)場產(chǎn)生污染。鉆孔的初始階段，泵入清水，原土自然造漿，一旦碰到容易坍塌、縮徑的地層或者是返砂不當?shù)膯栴}，為了更好的保證泥漿質(zhì)量，立即運用人工造漿，提高鉆孔孔壁的穩(wěn)定程度。

3.3.2 泥漿的制備和處理

泥漿制備過程中要選擇使用高塑性黏土或者是膨潤土。根據(jù)施工機械、施工工藝以及穿越土層的實際情況來設計泥漿的配合比。在黏土、壤土地層當中進行鉆孔，采用膨潤土造漿護壁、排渣。穿過砂性土或者是砂層鉆孔過程中，要采用泥漿制備，泥漿濃度要合適。鉆進當中，要對泥漿的密度進行及時的檢測，針對泥漿的黏度、含砂量以及膠體率進行定期測定工作。施工之后所廢棄的泥漿、沉渣，根據(jù)環(huán)境保護的相關規(guī)定展開處理，確保不會污染環(huán)境。

3.3.3 施工操作要點

整個的鉆進當中，結合土層的實際情況實現(xiàn)良好的加壓，起始階段保持較輕的壓力、緩慢的轉速，慢慢提高壓力與轉速，逐步邁入到正常的軌道。一旦碰到松軟的土層，要嚴控鉆進速度，隨時對泥漿的補給情況進行觀察。護筒內(nèi)部的泥漿液面要最少高于地下水面1m；受到水位漲落的影響，加高到1.5m。鋼筋的下放與混凝土的灌注工作，需要在鉆進成孔之后的兩個小時內(nèi)進行，防止出現(xiàn)鉆孔內(nèi)部涌水問題或者渣土下落堵塞孔眼。

3.4 清孔

終孔之后，緩慢將鉆頭放入到距離孔底部30cm的地方，運用泥漿循環(huán)法實現(xiàn)清孔工作，等到返出泥漿的含砂量≤2%，泥漿相對密度≤1.15時，完成第一次清孔。

3.5 鋼筋籠制作、存放與吊裝

3.5.1 鋼筋籠制作

灌注樁技術施工當中鋼筋籠的制作環(huán)節(jié)屬于比較重要的一環(huán)，還是建筑工程總體質(zhì)量的重要保證。鋼筋籠的制作要根據(jù)地點的不同，能夠分成施工現(xiàn)場制作以及場地外制作兩種形式。在建筑工程的施工現(xiàn)場當中制作鋼筋籠，可以有效節(jié)約運輸成本，有效減少建筑工程總體造價。并且還非常方便展開鋼筋籠的質(zhì)量監(jiān)督管理工作?？墒窃谝恍┍容^特殊的條件之下，因為建筑工程施工現(xiàn)場當中存在非常多的機械設備，造成施工現(xiàn)場當中并沒有多少的空余地方，無法良好的對鋼筋籠展開制作。面臨這一情況，建筑單位要利用場外制作的方式，把制作完成的鋼筋籠采用交通工具，運往建筑工程施工現(xiàn)場。雖然場外制作的方法所耗費的成本高，監(jiān)管難度高。但是卻能夠降低建筑工程施工現(xiàn)場的占地面積，為其他工序施工提供有利的條件。

3.5.2 存放鋼筋籠

存放鋼筋籠過程中，將下部架空，墊木間距和加強圈間距一致，鋼筋籠采用彩條布實現(xiàn)覆蓋，避免雨水侵蝕生銹，將標志牌掛到位。鋼筋籠吊裝過程中配備專門的托架，在孔口運用50T履帶實現(xiàn)吊放，在鋼筋籠當中加上三角鋼筋撐或者是綁扎方木的方式實現(xiàn)加固目的，為了避免鋼筋籠產(chǎn)生變形的問題，下放之前要及時對鋼筋籠的垂直度進行檢查。

3.5.3 處理鋼筋籠底部節(jié)點因為鋼筋籠需要在混凝土澆灌之后插入，施工難度較高。把鋼筋籠底部的鋼筋彎30°，構成錐形的鋼筋籠尖。

3.5.4 壓震鋼筋籠

實現(xiàn)長螺旋施工灌注以及下鋼筋籠結合為一體，混凝土灌注施工之后的三分鐘內(nèi)即可進行插籠，降低時間間隔，降低插籠困難程度。由于鋼筋籠比較長，下叉鋼筋籠要及時對雙向垂直度仔細觀察，運用雙向線垂成垂直角進行布設，一旦發(fā)現(xiàn)垂直度偏差太大，要立即通知操作手進行停機糾正，下籠的工作人員將鋼筋籠扶正之后，對準已經(jīng)完成灌注的樁位。下籠中利用振動錘和鋼筋籠自重實現(xiàn)壓入目的，壓到不能壓入時運用振動錘，避免振動錘帶來的鋼筋籠偏移現(xiàn)象，將插入的速度控制在1.2m/min～1.5m/min。

3.6 配置混凝土

混凝土材料使用之前，有關施工人員要結合相關比例，實施科學合理的配置。在混凝土配置當中，施工人員不僅要關注各項原材料的比例，還需要重視原材料加入順序。當完成配置工作之后，施工工作人員要先選擇一定量的混凝土材料展開專業(yè)的測試工作?；炷敛牧蠝y試，具體包含硬化程度、凝固時間與緊密度等參數(shù)。讓混凝土材料的各項數(shù)據(jù)，充分滿足鉆孔灌注樁技術的施工需要，大幅度提高建筑工程總體承載力。一旦發(fā)現(xiàn)混凝土材料中的某一項參數(shù)，并不能符合鉆孔灌注樁技術的施工需要時，施工人員要利用有關手段，及時有效調(diào)整與優(yōu)化，保證混凝土材料質(zhì)量穩(wěn)定程度，為建筑工程施工提供有利的條件。

3.7 混凝土灌注施工

本工程中，由于澆筑量較大，因此，采用商品混凝土供應方式?；炷敛牧弦缶邆淞己玫暮鸵仔裕浜媳韧ㄟ^試驗方式確定，坍落度控制在180mm～220mm范圍內(nèi)。水下混凝土含砂率控制在40%～45%范圍內(nèi)，粗骨料為中粗砂，最大粒徑小于35mm，且不得大于鋼筋間最小凈距的1/3。為滿足混凝土和易性和緩凝性能要求，混凝土適量摻入外加劑。在混凝土灌注施工前，應對導管密封性進行檢查，導管壁厚應大于3mm，直徑范圍為200mm～250mm，導管接頭處外徑應比鋼筋籠內(nèi)徑小100mm，直徑制作偏差應控制在2mm 以內(nèi)。導管吊放應垂直、居中吊放，導管下口至孔底距離應不大于0.3m，孔底導管長度應大于4m?；炷吝M行灌注時，要連續(xù)澆筑施工，每一根灌注樁澆筑時間要按照初盤混凝土初凝時間展開控制。

4 結束語

文章結合南昌市灣里區(qū)凱旋灣小區(qū)二期項目為例，詳細介紹了灌注樁施工技術要點運用，節(jié)省施工成本，提高工程質(zhì)量水平，取得良好的經(jīng)濟經(jīng)濟效益和社會效益。