沖孔灌注樁施工技術(shù)

梁付成

摘要：隨著現(xiàn)代化城市不斷發(fā)展，城市人口密度不斷加大以及土地資源的稀缺，高層建筑成為現(xiàn)代化城市的標(biāo)志，高層建筑一般具有上部結(jié)構(gòu)高及基礎(chǔ)埋深大的特點，因此多采用樁基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)或樁與箱形基礎(chǔ)的復(fù)合基礎(chǔ)形式，其中樁基是應(yīng)用最廣的一種基礎(chǔ)形式。本文通過介紹樁施工技術(shù)要點、施工過程中的常見問題預(yù)防與處理，就沖孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的歸納，以積累樁基礎(chǔ)施工經(jīng)驗，確保樁基礎(chǔ)承載力滿足設(shè)計要求。以保證高層建筑樁基礎(chǔ)施工安全，避免事故的發(fā)生具有重要的理論與現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：樁基主要施工技術(shù);常見問題預(yù)防與處理

1.沖孔灌注樁的施工工藝

2.主要施工技術(shù)

2.1泥漿制配

泥漿質(zhì)量好壞是確保護(hù)壁成孔的關(guān)鍵。

采用沖孔自造漿，在沖孔過程中按比例向孔內(nèi)投入粘土或膨潤土。泥漿造漿材料選用優(yōu)質(zhì)粘土，粘土以水化快、造漿能力強(qiáng)、粘度大的膨潤土或接近地表經(jīng)過凍融的粘土為好。

在沖孔樁施工過程中，設(shè)置泥漿池和沉淀池，從孔口出來的混合液，在沉淀池中沉淀后進(jìn)入泥漿池再用泥漿泵送入孔底，然后泥漿將鉆渣從孔底攜帶出孔口，流入沉淀池，循環(huán)利用;在泥漿將鉆渣攜帶出孔口時，如鉆渣不及時從循環(huán)液中分離出來，會被重新注入孔內(nèi)，降低鉆進(jìn)效率和泥漿性能指標(biāo)，影響護(hù)壁效果，易造成塌孔、埋鉆或卡孔等，為此要求經(jīng)常檢測泥漿的各種性能指標(biāo)是否滿足施工要求詳參《泥漿質(zhì)量指標(biāo)表》，要對泥漿沉淀池沉渣定期清理，泥漿濃度過少時在泥漿池里加粘土或膨潤土，攪拌均勻;泥漿濃度過大時在泥漿池里加適量的清水稀釋。

2.2埋設(shè)鋼護(hù)筒

為了保持孔壁穩(wěn)定，防止孔口坍塌，樁孔位置必須埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒不但有控制沖孔樁中心位置的作用，還能有效固定鋼筋籠水平向和豎直向位置。

護(hù)筒采用3-5mm厚鋼板加工制作，鋼護(hù)筒直徑比樁基直徑大200mm，長度為2-3m，其上部開設(shè)溢漿口，并高出地面不少于0.3m，護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)固，中心偏差不能大于50mm，豎直線傾斜度不大于1%。測量定位人員對護(hù)筒的垂直度用經(jīng)緯儀進(jìn)行控制，發(fā)現(xiàn)垂直度偏差時應(yīng)及時調(diào)整，護(hù)筒埋設(shè)預(yù)定深度后，外側(cè)回填土并分層夯實，以保證其沖孔期間的垂直度并防止泥漿流失，避免護(hù)筒發(fā)生位移、掉落。

2.3樁機(jī)就位

樁機(jī)就位前進(jìn)行各項檢查工作，包括場地布置與沖機(jī)座落處場地的平整、主要機(jī)具的檢查、安裝和調(diào)試、配套設(shè)備的就位及水電的供應(yīng)等。就位時需安裝平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確，且對樁機(jī)和樁架進(jìn)行水平和垂直校正，以保證樁孔位置準(zhǔn)確。

2.4沖孔

沖孔前應(yīng)對每根樁位進(jìn)行樁位復(fù)測，誤差應(yīng)控制在范圍之內(nèi)。

沖孔時先用沖擊錘以小沖程反復(fù)沖擊，在孔內(nèi)形成一定深度（2～3米），然后直接投入粘土并加水，再用沖擊錘以小沖程反復(fù)沖擊造漿，逐漸形成泥漿循環(huán)。泥漿面應(yīng)低于護(hù)筒頂面0.3m以防溢出。

沖程大小和泥漿稠度可按通過的土層情況掌握。在砂、礫等松散層正常鉆進(jìn)時，按1：1投入粘土和小片石（粒徑不大于15cm），用沖錘以小沖程反復(fù)沖擊，使泥膏、片石擠入孔壁。必要時須重復(fù)回填反復(fù)沖擊2～3次。當(dāng)通過護(hù)筒腳和砂、砂礫石或含砂量較大的卵石層時，采用1～2m的中小沖程，并調(diào)整泥漿濃度，反復(fù)沖擊使孔壁堅實，防止坍孔。當(dāng)通過基巖之類土層時，采用4～5m的大沖程，使基巖破碎。

在任何情況下，最大沖程不宜超過6m，防止卡鉆、沖壞孔壁或使孔壁不圓。

為正確提升鉆錐的沖程，在鋼絲繩上涂紅油漆（或系紅繩）作為長度標(biāo)志，防止沖程過大而造成斷繩。

因其它原因停鉆，鉆頭不得停留在孔底，必須提升到泥漿面以上;再次開鉆時，應(yīng)由低沖程逐漸加大到正常沖程以免卡鉆。

在沖進(jìn)作業(yè)必須分班連續(xù)進(jìn)行，中途應(yīng)盡量避免間歇停頓，以造成樁孔塌方。

鉆孔進(jìn)入基巖后每鉆進(jìn)100mm～500mm應(yīng)清孔取樣一次，以備終孔驗收。鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后，注入較稀的泥漿進(jìn)行第一次清孔，使孔中較濃的泥漿能置換出來，待泥漿比重降到1.15～1.20左右，才能允許提鉆，泥漿應(yīng)選在距孔底20cm～50cm內(nèi)取樣，并用測繩量測孔深。

2.6鋼筋籠制作及安放

根據(jù)購置的主筋長度分節(jié)制作，樁基主筋采用鋼套筒連接。

1>鋼筋骨架的制作

按照鋼筋骨架的外徑尺寸制作一塊加工樣板，將鋼筋圍繞樣板彎制成主箍筋圈，在主箍筋圈上標(biāo)出主筋位置，同時在主筋上標(biāo)出主箍筋位置;然后在水平的工作平臺上，在主筋長度范圍內(nèi)，放好全部箍筋圈，將兩根主筋伸入箍筋圈內(nèi)，按鋼筋上所標(biāo)位置的記號互相對準(zhǔn)，依次扶正箍筋，并一一焊好，再將其余的主筋穿進(jìn)箍筋圈周圍焊成骨架。

在鋼筋籠周邊按施工圖紙加焊定位鋼筋，每周長固定4-6處定位鋼筋。

鋼筋籠下放之前必須灌滿水，然后用蓋密封。

2>鋼筋骨架的起吊和就位

鋼筋骨架起吊設(shè)備采用50t履帶吊外，還可以采用25t汽車吊配合起吊施工。為了保證骨架起吊時不變形，宜用兩點吊。第一吊點設(shè)在骨架的下部，第二吊點設(shè)在骨架長度的中點到上三分點之間。對于長骨架，起吊前應(yīng)在骨架內(nèi)部臨時綁扎兩根杉木桿以加強(qiáng)其剛度。保持鋼筋籠軸線重合。鋼筋籠頂標(biāo)高必須符合設(shè)計要求，沉放鋼筋籠的長度與孔深相吻合。

入孔時對準(zhǔn)中心緩慢下放且始終需保持垂直狀態(tài)，嚴(yán)禁左右搖擺及旋轉(zhuǎn)、突起猛落、碰撞孔壁、強(qiáng)行沖擊下放等，防擾動孔壁造成塌孔。

鋼筋籠下放接近底面時，根據(jù)測量組提供的樁位施工放樣中心確定鋼筋籠頂面位置，焊接好限位，保證鋼筋籠頂面中心盡可能接近設(shè)計樁位中心。

在就位連接完畢后，還要核對在每節(jié)骨架入孔解下的標(biāo)志牌，防止漏掉或錯接骨架的事故發(fā)生。最后應(yīng)詳細(xì)檢測鋼筋骨架的底面標(biāo)高是否與設(shè)計相符，偏差不得大于±50mm。

當(dāng)灌注完畢的混凝土初凝時，即要割斷定位鋼筋，使鋼筋籠不影響砼的收縮，避免鋼筋的粘結(jié)力受損失。

2.7澆筑混凝土

在清孔鋼筋籠安置就位后立即灌注混凝土，時間過長，導(dǎo)致孔底沉渣過多，應(yīng)重新清孔。

灌注混凝土前，先就位好儲料斗、漏斗，下好導(dǎo)管。導(dǎo)管與孔底的離空高度控制在30cm-40cm左右。

混凝土灌注采用撥球法。灌注混凝土?xí)r，混凝土由輸送泵泵送至樁位旁就位好的儲料斗里。混凝土由儲料斗放至漏斗、導(dǎo)管。第一次灌注時，把儲料斗和漏斗中灌滿混凝土并在其他工作都完全準(zhǔn)備好以后即可拔球進(jìn)行灌注。拔球前，漏斗預(yù)留15cm不裝混凝土，在儲料斗先開槽后才剪球，避免料斗打不開而造成剪球失敗。

當(dāng)首盤混凝土灌注以后，孔口的泥漿不再溢出時，測量人員應(yīng)馬上進(jìn)行測量，看埋管深度是否滿足規(guī)范要求（不小于1米）。測量組在測量混凝土面相對高程時，在樁基上選2個以上的測點進(jìn)行測量，測量結(jié)果取混凝土面高程值中的小值進(jìn)行導(dǎo)管埋深計算。

首批混凝土灌注正常后，必須立即連續(xù)進(jìn)行灌注，不可長時間中斷。每次灌注間歇時間一般控制在15分鐘內(nèi)，最多不超過30分鐘，要合理控制每一根樁的灌注時間，第一次灌注后，等待輸送泵將儲料斗裝滿，即可進(jìn)行第二次的混凝土澆注。

在混凝土灌注過程中，卸管時須測量混凝土面高度，以控制卸管節(jié)數(shù)，以防止導(dǎo)管拔脫，造成斷樁。導(dǎo)管埋入混凝土的深度愈大，則混凝土擴(kuò)散愈均勻，密實性愈好，其表面也較平坦。為了防止導(dǎo)管拔出混凝土面和埋管太深造成埋管事故，如此反復(fù)并控制埋管深度在2.0-6.0米之間，完成水下混凝土的灌注，導(dǎo)管埋置深度嚴(yán)禁超過6m。

樁基混凝土頂面標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計高0.5m以上，并在灌注結(jié)束后立即把高出部分的混凝土清除至比樁頂設(shè)計標(biāo)高高20cm的位置，以保證樁頭混凝土質(zhì)量，高出的20cm混凝土在開始承臺施工時修鑿。

3.沖孔灌注樁施工過程中的常見問題預(yù)防與處理

3.1坍孔的預(yù)防和處理

汛期水位較大時，應(yīng)采取升高護(hù)筒、增高水頭的方法（水中平臺部分），或適當(dāng)增加泥漿比重等措施保證水頭相對穩(wěn)定。發(fā)生孔口坍塌時，可立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆。如發(fā)生孔內(nèi)坍塌，判明坍塌位置，回填粘質(zhì)土到坍孔處以上1m～2m，如坍塌嚴(yán)重時應(yīng)全部回填，待回填沉積密實后再進(jìn)行鉆進(jìn)，吊入鋼筋骨架時應(yīng)對準(zhǔn)鉆孔中心豎直插入，嚴(yán)防觸及孔壁。

3.2鉆孔偏斜的預(yù)防和處理

用鋼筋探籠查明鉆孔偏斜的位置和偏斜的情況后，回填片石等繼續(xù)用小沖程沖進(jìn)。

3.3斷樁的處理方法

灌注水下混凝土是沖擊孔成樁的關(guān)鍵階段，往往由于材料配制、導(dǎo)管裝置不當(dāng)及質(zhì)量管理疏忽，以致出現(xiàn)斷樁施工質(zhì)量問題，斷樁缺陷處理起來時間長、難度大。為了減少該事故的發(fā)生，在灌注混凝土施工時可采取如下預(yù)防措施：

1>灌注混凝土必須具備良好的和易性，測定塌落度為180～220mm，最好選用商品混土;

2>導(dǎo)管壁厚不小于3mm，直徑為200～250mm，底管長度不宜小于4m，接頭采用雙螺紋方扣快速接頭;

3>導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力為0.6～1.0MPa;

4>導(dǎo)管底部至孔底的距離為300～500mm，保證足夠的混凝土儲備量，導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)少于0.80m;

5>保證灌注混凝土施工的連續(xù)性，準(zhǔn)確測量導(dǎo)管埋深及管外混凝土灌注面的高差，導(dǎo)管埋入混凝土深度為2～4m;

6>控制最后一次灌注量，確保鑿除浮漿后暴露的樁頂混凝土強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計等級;

施工過程中發(fā)生斷樁，應(yīng)及時認(rèn)真組織人員補(bǔ)救處理，準(zhǔn)確量測斷樁混凝土面，重新計算裝置導(dǎo)管長度，將導(dǎo)管下沉到已灌混凝土頂面以上大約10cm處，儲備足夠的混凝土，當(dāng)漏斗內(nèi)混凝土下落填滿導(dǎo)管的瞬間，將導(dǎo)管壓入已灌混凝土頂面以下，即完成濕接樁。

3.4糊鉆和埋鉆的預(yù)防和處理辦法

在粘土層中沖擊成孔時，由于沖程太大、泥漿粘度過高或停鉆在孔底以致鉆頭被糊住或被埋住。故可調(diào)節(jié)泥漿的相對密度和粘度，適當(dāng)增大泵量和向孔內(nèi)投入適量砂石解決泥包糊漿，同時減少沖程適當(dāng)控制進(jìn)尺;若已嚴(yán)重糊鉆，應(yīng)停鉆，清除鉆渣，杜絕把鉆頭停留在孔底的現(xiàn)象。

3.5縮孔的處理

縮孔原因有兩種：一種原因是沖錘焊補(bǔ)不及時，嚴(yán)重磨耗的鉆往往鉆出較設(shè)計樁徑稍小的孔。需要及時修補(bǔ)磨損的鉆頭，另一種原因是由于地層中有軟土（俗稱橡皮土），遇水膨脹后使孔徑縮小，水上樁基覆蓋層無該類土層，基本上不會出現(xiàn)該現(xiàn)象。

3.6卡鉆的處理方法

卡鉆現(xiàn)象在施工過程中也常有發(fā)生，若沖擊錘被卡在樁孔內(nèi)無法取出，以致會使樁孔報廢，樁位調(diào)整變動補(bǔ)樁，經(jīng)濟(jì)損失極大。為此，鉆機(jī)操作人員應(yīng)隨時觀察沖機(jī)負(fù)荷和主繩擺動情況，嚴(yán)格按照機(jī)械沖孔工藝操作，特別是在沖擊穿越巖溶強(qiáng)發(fā)育地段，距溶洞頂板以上30～50cm處改變沖孔沖程和沖擊次數(shù)，采用慢打輕擊。若一但發(fā)生沖擊錘被卡住后，應(yīng)謹(jǐn)防強(qiáng)行提主繩，強(qiáng)扭和操作不當(dāng)使鋼絲繩斷裂而增加處理難度，同時應(yīng)及時測量沖錘被卡標(biāo)高，查明原因采取以下相應(yīng)對策：

1>慢試法：沖錘卡在中間任何部位時，應(yīng)將主繩緩放--收緊--緩放--收緊，反復(fù)進(jìn)行使沖錘旋轉(zhuǎn)從原位提出。

2>沖擊法：將主繩放松3～5m，用沖擊錘副繩吊一重物向下沖擊沖錘，使之產(chǎn)生松動，主繩重復(fù)慢試法，施工中采用此法處理卡錘。

3>水下松動爆破法：測準(zhǔn)沖擊錘被卡高度后，迅速將乳化防水炸藥捆成兩組，加配重對稱放入沖錘刃腳部位，藥量視地質(zhì)情況而定，根據(jù)卡錘類型決定將藥豎立或水平放置，之后將鉆機(jī)主繩帶緊，采用電雷管起爆。采用此法處理卡錘，成功率達(dá)100%，未發(fā)生任何孔壁坍塌、落石等不良現(xiàn)象。

3.7沖孔漏漿的處理方法

一旦發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，分不同情況及時采取控制措施。

1>增大泥漿比重及粘度，停鉆進(jìn)行泥漿循環(huán)，補(bǔ)漿保證漿面高度，觀察漿面不再下降時方可鉆進(jìn)。

2>如果漏漿得不到控制，則需在孔內(nèi)加鋸末，經(jīng)過循環(huán)堵塞孔隙，使?jié)B、漏漿得以控制。

3>如果發(fā)現(xiàn)在鋼護(hù)筒底口漏漿，在采取上述措施得不到控制后，將鋼護(hù)筒接長跟進(jìn)。

4>在采取上述措施后，若漏漿得不到控制，要停機(jī)提鉆，填充粘土，放置一段時間后，再進(jìn)行施鉆。

4.樁基檢測

樁的質(zhì)量檢測采用小應(yīng)變法及抽芯兩種方法檢測樁身結(jié)構(gòu)完整性，小應(yīng)變檢測數(shù)量為樁數(shù)量不小于10%，數(shù)量不少于6根。抽芯法檢測數(shù)量為總樁數(shù)量不小于3%，數(shù)量不小于3根.

5.結(jié)語

沖孔灌注樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性好、承載力強(qiáng)、沉量小且均勻，地處于降雨量豐富，淤泥層過深沖擊平原地區(qū)，建筑物基礎(chǔ)形式多采用沖孔灌注樁。影響沖孔灌注樁質(zhì)量的原因較多，各個環(huán)節(jié)都可能會出現(xiàn)重大質(zhì)量事故。施工過程抓好泥漿和砼質(zhì)量，牢牢把好鉆孔、清孔和砼灌注等關(guān)鍵工序的質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)對砼灌注的各環(huán)節(jié)的科學(xué)管理及控制，熟悉掌握沖孔灌注樁施工過程中的常見問題預(yù)防與處理的方法，不斷總結(jié)經(jīng)驗，是防止質(zhì)量事故發(fā)生的行之有效的措施。本文系統(tǒng)全面闡述了沖孔灌裝樁主要施工技術(shù)、施工過程中的常見問題預(yù)防與處理等，有利于提高沖孔灌注樁成樁率，提高沖孔樁的質(zhì)量、對減少施工成本浪費具有現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]? 《鉆孔灌注樁施工工藝》 建龍學(xué)社培訓(xùn)講義PPT? 鄭良

（作者單位：中國十五冶非洲建筑貿(mào)易有限公司）