長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)在黃泛區(qū)的應(yīng)用分析

袁強(qiáng) 張啟涵

【摘要】隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們對美好生活的需求越來越高，越來越多的高層建筑屹立在城市中央，促進(jìn)著城市的繁榮。全國各地高層建筑的迅猛發(fā)展，施工環(huán)境的復(fù)雜化，對樁基施工的要求也越來越高。傳統(tǒng)的樁基技術(shù)已不能滿足現(xiàn)如今樁基工程的施工需求，合理選擇先進(jìn)的樁基技術(shù)是保證工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的前提條件。本文以周口市引黃調(diào)蓄片區(qū)某安置房項(xiàng)目樁基工程的應(yīng)用為例，對長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)在黃泛區(qū)中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，為后續(xù)類似項(xiàng)目提供切實(shí)可行的參考。

【關(guān)鍵詞】樁基技術(shù);長螺旋鉆孔壓灌樁;黃泛區(qū);分析研究

Abstract：With the rapid development of society， people's demand for a better life is increasing. More and more high-rise buildings are standing in the center of the city， promoting the prosperity of the city. With the rapid development of high-rise buildings all over the country and the complexity of construction environment， the requirements for pile foundation construction are getting higher and higher. Traditional pile foundation technology can no longer meet the construction requirements of pile foundation engineering nowadays. Reasonable selection of advanced pile foundation technology is a prerequisite to ensure the quality and economic benefits of the project. This paper takes the application of pile foundation engineering of a resettlement housing project in the Yellow River diversion and storage area of zhoukou city as an example， analyzes and studies the application of long auger bored pressure irrigation pile technology in the flood plain area， and provides practical reference for similar projects in the future.

Keywords：Pile foundation technology， long auger bored pile， flood area， analysis and research

1、簡介

長螺旋鉆孔壓灌樁是在長螺旋鉆孔灌注樁基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型的樁基施工工藝，該工藝的獨(dú)特之處在于采用長螺旋鉆機(jī)成孔，在提鉆的同時(shí)灌注混凝土，而后插鋼筋籠成樁，適應(yīng)范圍廣，施工簡單。

適用范圍：

（1）適用于建筑物基礎(chǔ)樁和基坑、深井支護(hù)的支護(hù)樁，且適用于地下水位以下施工。

（2）適用于填土層、粘土層、淤泥土層、粉土層、砂土層，亦適用于有地下水的各類土層情況，可在軟土層、流沙層等不良地質(zhì)條件下成樁。

2、工程概況

2.1 項(xiàng)目概況

周口市引黃調(diào)蓄片區(qū)某安置房項(xiàng)目地處黃泛區(qū)，用地面積72490平米，總建筑面積256105.27平米，地上建筑面積200285.46平米，地下建筑面積55819.81平米，包括26層高層住宅樓7棟、24層高層住宅樓4棟、2層商業(yè)裙房和全范圍下的地下一層地下車庫。

依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙±0.000=49.8m，巖土工程勘察報(bào)告測量目前場內(nèi)絕對標(biāo)高為46.7-47.3m（隨地形變化），即相對標(biāo)高為-3.1m～-2.5m，主樓和地下車庫基礎(chǔ)頂面標(biāo)高-6.3m，主樓筏板基礎(chǔ)厚1.3m，，土方開挖完成面標(biāo)高-7.97m，地下車庫土方開挖完成面標(biāo)高為-6.97m，土方開挖前場內(nèi)清表作業(yè)，清除表層土約0-0.6m，清表作業(yè)后場內(nèi)標(biāo)高約為46.7m。主樓筏板基礎(chǔ)土方開挖深度為-4.87m，地下車庫土方開挖深度為-3.87m。

該工程支護(hù)樁總數(shù)為384根，基坑設(shè)計(jì)樁徑600mm，樁長9m，樁間距1500mm，混凝土強(qiáng)度等級為C30，保護(hù)層厚度為50mm，2018年9月17日開始打樁，2018年10月5日全部完成，平均每天成樁22根。

2.2 水文地質(zhì)條件

2.2.1地質(zhì)條件

根據(jù)鉆探、靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)資料，對地基土按巖性及力學(xué)特征分層后，從上到下分層描述如下：

第1層，粉土（Q4al+pl）：褐黃色，濕，稍密，搖振反應(yīng)中等，含鐵錳質(zhì)氧化物，局部夾粘土薄層，頂部約0.50m耕植土。該層在場地內(nèi)普遍分布。

第2層，粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）：黃褐色～棕褐色，可塑，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)，局部夾薄層粉土。該層在場地內(nèi)普遍分布。

第3層，粉土（Q4al+pl）：褐黃色，濕，稍密，搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，含鐵質(zhì)斑點(diǎn)，云母等。該層在場地內(nèi)普遍分布。

第4層，粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）：黃褐色～灰褐色，可塑～硬塑色， 無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)、鈣質(zhì)結(jié)核等。該層在場地內(nèi)普遍分布。

第5層，粉土（Q3al+pl）：褐黃色，濕，中密，搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，含鐵質(zhì)斑點(diǎn)，云母，局部夾薄層粉質(zhì)粘土，或?yàn)榛?。該層在場地?nèi)普遍分布。

第6層，細(xì)砂（Q3al+pl）：灰褐色～黃褐色，飽和，密實(shí)，顆粒級配一般，主要成分為石英、長石，含云母、蝸牛屑等，局部為粉砂。該層在場地內(nèi)普遍分布。

第7層，粉土（Q3al+pl）：黃褐色～灰褐色，濕，中密～密實(shí)， 搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，含鐵質(zhì)斑點(diǎn)、云母、鈣質(zhì)結(jié)核等，局部夾薄層粉質(zhì)粘土，或?yàn)榛?。該層在場地?nèi)普遍分布。

2.2.2水文狀況

根據(jù)含水層的埋藏條件和水理特征，本場地勘探深度范圍內(nèi)地下水類型為潛水。主要賦存在約2m深度以下的粉土、粉質(zhì)粘土和細(xì)砂層中。實(shí)測地下水穩(wěn)定水位埋深位于現(xiàn)自然地面下6m左右，絕對高程約在41.0m左右。由于降雨枯水期和周邊工程基坑降水施工的影響，造成地下水位下降較多。

地下水主要受季節(jié)性降水補(bǔ)給，從7月中旬至10月上旬是每年的豐水期，每年12月至來年2月為枯水期，水位年變化幅度1.0～2.0m左右，根據(jù)附近場地近年來水位資料了解，本場地近3～5年最高水位約在現(xiàn)自然地面下2.0m，絕對高程約為45.0m。

3、施工工藝流程及施工要點(diǎn)

3.1 技術(shù)參數(shù)

（1）基坑設(shè)計(jì)樁徑600mm，樁長9m，樁間距1500mm，混凝土強(qiáng)度等級C30;

（2）保護(hù)層厚度：鋼筋保護(hù)層厚度50mm;

（3）灌注樁施工工藝采用長螺旋鉆孔壓灌成孔工藝，同時(shí)應(yīng)間隔成樁，已完成混凝土澆筑的樁與鄰樁成孔安全距離不應(yīng)小于4倍樁徑，或間隔時(shí)間不應(yīng)小于36h，混凝土泛漿高度不應(yīng)小于500mm。

（4）鋼筋混凝土樁施工及技術(shù)指標(biāo)按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）有關(guān)要求進(jìn)行。

3.2 施工工藝流程

長螺旋鉆孔壓灌樁依靠輸送泵、長螺旋鉆機(jī)、鋼筋籠振動(dòng)器以及輸送管道配套施工，利用長螺旋鉆機(jī)，鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在提鉆的同時(shí)用混凝土泵通過鉆桿中心通道，以一定的壓力將混凝土壓灌至樁孔中，壓灌到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再借助專用的振動(dòng)設(shè)備將鋼筋籠插入混凝土中至設(shè)計(jì)標(biāo)高。施工工藝流程圖如下圖所示：

3.3 施工要點(diǎn)

3.3.1放線定位

根據(jù)圖紙定好支護(hù)樁軸位線及各樁樁位，并進(jìn)行復(fù)核。

3.3.2鉆機(jī)就位

鉆機(jī)就位后，底座必須用水平尺打好水平，達(dá)到平整、穩(wěn)定、穩(wěn)固，以確保鉆進(jìn)中不發(fā)生傾斜和移位，轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心的允許偏差應(yīng)小于20mm，轉(zhuǎn)盤在四個(gè)方向上的水平度誤差小于1/300 。

3.3.3鉆井成孔

（1）本工程樁設(shè)計(jì)樁徑為￠600mm，施工時(shí)使用鉆頭直徑應(yīng)不小于設(shè)計(jì)樁徑， 鉆孔須采用跳打，以免串漿和連孔，或混凝土灌注后相隔36小時(shí)以上方能在相鄰孔位施工。

（2）鉆孔深度和垂直度是成孔質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)。鉆孔深度不得小于設(shè)計(jì)孔深，超深不得大于30cm;成孔垂直度偏差按不超過1/300控制。

a.鉆孔深度保證措施：在地面以上用鋼卷尺丈量鉆具長度，并做好孔深標(biāo)記，鉆至孔深標(biāo)記處后由質(zhì)檢人員檢查驗(yàn)收后方可終孔。

b.鉆孔垂直度保證措施：加大樁機(jī)方揉支撐面積，使得樁機(jī)處于穩(wěn)定、加固狀態(tài)，在鉆進(jìn)過程中，時(shí)常對鉆桿與鉆架的垂直度進(jìn)行校驗(yàn)核對。若在鉆孔過程中，出現(xiàn)鉆桿的垂直度發(fā)生偏離，則應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用鉆機(jī)自身垂鉛垂系統(tǒng)將偏離及時(shí)糾正。

3.3.4提鉆、壓灌混凝土

成孔經(jīng)確認(rèn)滿足要求后，檢查鉆桿頂端放氣閥，確保其通暢。提鉆的同時(shí)，開啟混凝土輸送泵，提鉆速度應(yīng)與混凝土泵送量相匹配，保證管內(nèi)有一定高度的混凝土，不得低于 400 ㎜。

為確保樁頂質(zhì)量，壓灌樁的充盈系數(shù)宜為 1.0～1.2，樁頂混凝土超灌高度不宜小于 0.3～0.5m

3.3.5插入鋼筋籠

鋼筋籠在按設(shè)計(jì)制作完成后，應(yīng)將端頭鋼筋彎向中心，做成一個(gè)尖錐形，并對尖錐做一定的焊接加固處理，加設(shè)籠尖加強(qiáng)筋（如下圖），保證鋼筋籠底端頭的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使得鋼筋籠能完好的下至孔底。

鋼筋籠制作完成后，待要進(jìn)行插鋼筋籠作業(yè)之前，將振動(dòng)錘的振桿插入鋼筋籠，并與振動(dòng)錘連接好。吊放鋼筋籠可利用鉆架及時(shí)吊放鋼筋籠，也可利用吊車配合吊放鋼筋籠，吊鉤鉤住振動(dòng)錘，將振動(dòng)錘和鋼筋籠一同吊起，成豎直狀態(tài)，然后下放鋼筋籠與振動(dòng)錘，慢慢將鋼筋籠沉入混凝土中，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后即可拔出振動(dòng)錘。·

4、施工中常見問題分析與處理方法

在施工過程中，難免出現(xiàn)各種問題，下面列舉幾種施工中常見的問題及處理方法。

4.1導(dǎo)管堵塞

產(chǎn)生堵管的原因：

a.混合料配合比不合理，攪拌質(zhì)量有缺陷;b.施工操作不當(dāng)，提鉆時(shí)間較晚，在泵送壓力下鉆頭處的水泥漿液被擠出，容易造成管路堵塞;c.設(shè)備缺陷，彎頭曲率半徑不合理容易造成堵管。

控制措施：

a.對粗骨料的粒徑、混凝土的配合比和塌落度進(jìn)行控制，粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒徑不宜大于30㎜，混凝土塌落度應(yīng)控制在180mm～220mm之間;

b.鉆孔進(jìn)入土層設(shè)計(jì)標(biāo)高后，開始泵送混合料，管內(nèi)空氣從排氣閥排出，待鉆桿芯管及輸送軟、硬管內(nèi)混合料連續(xù)時(shí)開始提鉆。

c.彎頭與鉆桿不能垂直連接，應(yīng)圓順連接。混合料輸送管要定期清洗，否則管路內(nèi)殘余的混合料結(jié)硬后，還會(huì)造成管路的堵塞。

4.2樁位偏位

偏樁分為：垂直度超標(biāo);樁平面位置偏差。

產(chǎn)生原因：場地問題，地層原因，樁機(jī)對位不準(zhǔn)確等。

控制措施：a.為防止鉆機(jī)偏斜，開鉆前確保地下無障礙，并對場地進(jìn)行壓實(shí)平整;b.嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行樁位放樣，及時(shí)復(fù)合測量結(jié)果保證誤差不超標(biāo);c.施工前與鉆進(jìn)過程中注意檢查鉆機(jī)的水平度和垂直度。

4.3斷樁、夾層

產(chǎn)生原因：提鉆速度過快，泵送的混凝土量不足，產(chǎn)生拔空。

控制措施：a.樁身混凝土的泵送壓灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行;b.控制提鉆速度，泵送混凝土?xí)r，料斗內(nèi)混凝土的高度不得低于 400 ㎜;c.灌注混凝土過程中如果發(fā)現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，應(yīng)馬上停止灌注混凝土，重新成孔灌注。

4.4樁頭空芯

產(chǎn)生原因：鉆機(jī)鉆孔時(shí)，管內(nèi)充滿空氣，泵送混合料時(shí)，排氣閥將空氣排出，若排氣閥堵塞不能正常將管內(nèi)空氣排出，就會(huì)導(dǎo)致樁體存氣，形成空芯

控制措施：施工中應(yīng)經(jīng)常檢查排氣閥的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)堵塞及時(shí)清洗。

4.5樁端不飽滿

產(chǎn)生原因：施工中為了方便閥門的打開，先提鉆后泵料所致。

控制措施：施工中前臺(tái)、后臺(tái)工人應(yīng)密切配合，保證提鉆和泵料的一致性。

5、樁基檢測報(bào)告

支護(hù)樁總數(shù)為384根，共抽檢77根樁，低應(yīng)變檢測結(jié)果顯示：其中I類樁75根，占總樁數(shù)97.40%，II類樁2根，占總樁數(shù)2.60%，III類樁0根，IV類樁0根。

（注：Ⅰ類樁表示樁身完整;Ⅱ類樁表示樁身有輕微缺陷，不會(huì)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力;Ⅲ類樁表示樁身有明顯缺陷，對樁身結(jié)構(gòu)承載力有影響;Ⅳ類樁表示樁身存在嚴(yán)重缺陷。）

由支護(hù)樁樁身完整性檢測結(jié)果可看出，利用長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)施工完成的支護(hù)樁合格率高達(dá)百分之百。

結(jié)論：

通過長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)的應(yīng)用與介紹，可發(fā)現(xiàn)長螺旋鉆孔壓灌樁施工工藝較常見的樁基施工工藝相比：

（1）地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)：適用于粘性土、粉土、填土等各種土質(zhì)，能在有縮徑的軟土、流動(dòng)層、砂卵石層及有地下水等復(fù)雜地質(zhì)條件下成樁，采用特殊鉆頭也可進(jìn)入強(qiáng)、中風(fēng)化巖石層;

（2）單樁承載力強(qiáng)：由于不間斷壓灌混凝土成孔，樁孔周圍的土具有較高的側(cè)摩阻力，樁基承載力、抗拔力均有提高，且成樁具有變形較小、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

（3）成樁效率高：成孔成樁一機(jī)一次完成，操作簡單，成孔速度快，工期較短，綜合效益高;

（4）成樁質(zhì)量好：混凝土由鉆桿中心向孔中壓入，材料密實(shí)，斷樁與縮頸現(xiàn)象少，樁孔周圍土受到擠密，不易發(fā)生地表隆起、塌孔縮頸等不良現(xiàn)象病;

（5）施工經(jīng)濟(jì)性好：此工藝由鉆機(jī)直接鋼筋籠調(diào)入，主要設(shè)備僅長螺旋鉆機(jī)、鋼筋籠插入機(jī)械，大型機(jī)械投入量少，施工方便簡單。

（6）環(huán)保文明：低噪音、不擾民，無需泥漿護(hù)壁，鉆孔孔壁不會(huì)形成泥皮且孔底無沉渣，無泥漿污染，施工現(xiàn)場整潔文明。

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