淺析提高超長(zhǎng)沖孔灌注樁成樁合格點(diǎn)率的方法與措施
——以福龍?jiān)讽?xiàng)目為例

秦 靜

（福建省第五建筑工程公司， 福建 泉州 362000）

0 引言

隨著我國(guó)建筑工業(yè)的快速發(fā)展，民用建筑的規(guī)模越來(lái)越大，我國(guó)幅員遼闊，建筑工程建設(shè)施工過(guò)程中面臨的地質(zhì)條件也十分復(fù)雜，以沖孔灌注樁為代表的基礎(chǔ)工程施工技術(shù)也日益成熟[1]。沖孔灌注樁能適用復(fù)雜的地質(zhì)條件，特別是在厚度較大的回填石渣層、水下拋石層中擁有其他樁基無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，其基本原理是在泥漿護(hù)壁的前提條件下，利用樁錘沖擊形成樁孔，然后采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土[2]。

在實(shí)際施工過(guò)程中，沖孔灌注樁大部分工序均在水下進(jìn)行，無(wú)法直接進(jìn)行觀察，各工序較為復(fù)雜、連續(xù)緊湊且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)作業(yè)人員的操作熟練度、工藝水平等都有較高的要求，這些都導(dǎo)致沖孔灌注樁的成樁合格點(diǎn)率不高[3]。本文以福龍?jiān)讽?xiàng)目為例，對(duì)超長(zhǎng)沖孔灌注樁施工過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行的深入分析，在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性地提出了解決措施并應(yīng)用與實(shí)際，以期為超長(zhǎng)沖孔灌注樁的施工、提高成樁合格點(diǎn)率提供參考與借鑒，推動(dòng)基礎(chǔ)工程施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

福龍?jiān)讽?xiàng)目位于福建省漳州臺(tái)商投資區(qū)福龍工業(yè)園，北臨角江路，南臨緯四路，西臨角泰路，東臨經(jīng)四路，主要由1#～7#樓組成。地下1 層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地上18～26 層，剪力墻結(jié)構(gòu)。總建筑面積為107554.7 ㎡，其中地下建筑面積為22429.4 ㎡，地上建筑面積85125.3 ㎡為 ，主要用途為住宅。

本工程主樓高層部分采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)，其持力層為中風(fēng)化花崗巖≥0.5 米，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為水下C35，樁徑分為0.8 米和1.0 米兩種類型。0.8 米樁設(shè)計(jì)平均樁長(zhǎng)35 米，共356 根，合計(jì)約12460 米；1.0 米樁設(shè)計(jì)平均樁長(zhǎng)38 米，共211 根，合計(jì)約8018 米，屬超長(zhǎng)沖孔灌注樁。

1.2 工程施工難點(diǎn)

（1）工程質(zhì)量目標(biāo)高，目前地基與樁基工程質(zhì)量評(píng)分較低。

合同明確要求質(zhì)量目標(biāo)應(yīng)達(dá)到省級(jí)優(yōu)質(zhì)工程，而監(jiān)理人員對(duì)目前地基與樁基工程質(zhì)量的評(píng)分只有9.35 分，與滿分10 分距離相差較大。

（2）工程量大，工期緊。

本工程沖孔灌注樁共567 根，施工長(zhǎng)度高達(dá)約20478 米。且根據(jù)《施工組織設(shè)計(jì)》中的施工總進(jìn)度計(jì)劃?rùn)M道圖，超長(zhǎng)沖孔灌注樁工期僅有三個(gè)月，要求平均一天完成量約為278 米，而目前平均一天實(shí)際完成量只有193 米。

（1）施工難度大

本工程樁群密集，極大部分樁與樁間距在3 米內(nèi)，施工場(chǎng)地狹小，且根據(jù)巖土工程勘察研究院提供的《巖土工程勘察報(bào)告》，地質(zhì)情況復(fù)雜，殘積土、全強(qiáng)風(fēng)化巖、上部的局部塊石及中、下部分布的孤石極易影響成樁質(zhì)量。

2 超長(zhǎng)沖孔灌注樁施工中存在的問(wèn)題與原因

2.1 施工質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查

項(xiàng)目部邀請(qǐng)業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人和監(jiān)理一同對(duì)本工程施工中的超長(zhǎng)沖孔灌注樁的質(zhì)量情況進(jìn)行為期4 天的調(diào)查。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）要求，結(jié)合施工資料，經(jīng)整理、計(jì)算，共隨機(jī)抽查了600 個(gè)點(diǎn)，合格點(diǎn)510 個(gè)，不符合點(diǎn)90 個(gè)，合格率為85%。

2.2 施工質(zhì)量問(wèn)題原因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查和質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，針對(duì)“沉渣厚度過(guò)大”和“垂直度偏差過(guò)大”這兩個(gè)主要問(wèn)題，項(xiàng)目部召開了“諸葛亮?xí)?，運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法”，從不同角度去討論、分析了可能導(dǎo)致出現(xiàn)這兩個(gè)主要問(wèn)題的各種原因，經(jīng)匯總歸類，得出9 個(gè)末端因素，分別為:(1)貯料斗的出料口未封堵;(2)二次清孔不干凈;(3)二次清孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng);(4)鋼筋籠碰撞孔壁;(5)測(cè)量員測(cè)量不準(zhǔn)確;(6)全站儀誤差過(guò)大;(7)沖孔機(jī)未安置平穩(wěn);(8)沖孔時(shí)遇到孤石;(9)探測(cè)繩誤差過(guò)大。

運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證、調(diào)查分析、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試測(cè)量三種方法，對(duì)以上9 個(gè)末端因素逐一進(jìn)行要因確認(rèn)，確認(rèn)結(jié)果如下表所示：

表1 末端因素要因確認(rèn)表

3 提高超長(zhǎng)沖孔灌注樁成樁合格率的方法與措施

通過(guò)以上末端因素的要因確認(rèn)，得出以下4 條要因：1、二次清孔不干凈；2、二次清孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；3、沖孔機(jī)未安置平穩(wěn)；4、沖孔時(shí)遇到孤石。項(xiàng)目部根據(jù)“5W1H”的原則對(duì)以上四個(gè)影響超長(zhǎng)沖孔灌注樁成樁合格點(diǎn)率的要因采取了針對(duì)性地改進(jìn)措施。

3.1 采用氣舉反循環(huán)法二次清孔

（1）安裝設(shè)備，補(bǔ)充泥漿

將頭部裝有混合器的風(fēng)管從1-56#灌注樁的灌注導(dǎo)管內(nèi)下放至孔深2/3處。上導(dǎo)管帽，并將風(fēng)壓管的另一端從中引出與空壓機(jī)組相連。開動(dòng)泥漿泵向孔內(nèi)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，控制孔漿面高度，以防塌孔。

（2）確定清孔時(shí)間，進(jìn)行清孔

根據(jù)測(cè)得孔底沉渣厚度為72mm，初定清孔時(shí)間為18min。開動(dòng)空壓機(jī)組開始清孔，控制風(fēng)量、風(fēng)壓由小到大（風(fēng)量為8m /h，風(fēng)壓為0.6MPa 左右）。由于沉渣較厚，適當(dāng)加大送風(fēng)量，并搖動(dòng)出水管（導(dǎo)管），以利排渣。隨著沉渣的排出，出水管（導(dǎo)管）同步跟進(jìn)，保持管底口與沉淤面的距離。

（3）測(cè)量沉渣厚度

待清孔了17min 左右，測(cè)得孔內(nèi)沉渣厚度為33mm，泥漿比重為1.0。關(guān)閉空壓機(jī)組，停泵，卸下導(dǎo)管帽，拔出風(fēng)壓管。

（4）實(shí)施效果

經(jīng)對(duì)1-56#灌注樁采用氣舉反循環(huán)法二次清孔，使沉渣厚度從72mm 大大降至33mm，符合二次清孔后的沉渣厚度≤50mm，達(dá)到對(duì)策目標(biāo)。

3.2 提高砼灌注準(zhǔn)備工作的效率

（1）開展技術(shù)交底會(huì)

項(xiàng)目部組織沖孔灌注樁施工班組成員到會(huì)議室，進(jìn)行“樁機(jī)吊物操作”和“貯料斗安裝操作”這兩項(xiàng)砼灌注準(zhǔn)備工作技術(shù)交底，以提高工人的施工操作能力。

（2）施工場(chǎng)地臨時(shí)硬化

先將砼泵車出入通道和樁位周圍的場(chǎng)地上的淤泥、絆腳石等雜物清理、外運(yùn)，然后采用石屑鋪填，再用素土夯實(shí)，做好臨時(shí)硬化，給工人提供良好的工作面。

（3）開展周例會(huì)

組織沖孔灌注樁基施工班組成員和砼供應(yīng)商配合人員參加會(huì)議，面對(duì)面交流、溝通，總結(jié)階段工作情況，指出問(wèn)題，提出解決辦法，并通知每周開展一次，以促進(jìn)施工過(guò)程中的配合。

（4）實(shí)施效果

2017年12月，廣東發(fā)改委就曾開展港珠澳大橋車輛通行收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)聽證會(huì)，對(duì)比當(dāng)時(shí)的兩個(gè)聽證方案，最終正式公布的收費(fèi)方案主要是降低了穿梭巴士的通行費(fèi)，由原來(lái)的450元/車次降至300元/車次，這也大大降低了來(lái)往游客的消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。

監(jiān)督1-48#、1-71#、3-39#這3 根灌注樁二次清孔至砼灌注完成的過(guò)程中，看到工人之間積極配合，短時(shí)間內(nèi)完成砼灌注準(zhǔn)備工作。同時(shí)從二次清孔后開始計(jì)時(shí)，得出這3 根樁二次清孔后待灌時(shí)間分別約為0.37h、0.3h、0.42h，符合二次清孔后待灌時(shí)間≤0.5h，達(dá)到對(duì)策目標(biāo)。

3.3 提高沖孔機(jī)就位穩(wěn)定性

（1）機(jī)位場(chǎng)地臨時(shí)硬化

先將用于1-28#灌注樁的沖孔機(jī)安置場(chǎng)地上的淤泥、絆腳石等雜物清理、外運(yùn)，然后采用石屑鋪填，再用素土夯實(shí)，以加固地基。

（2）安置、加固沖孔機(jī)

由專人指揮平穩(wěn)起吊沖孔機(jī)，平穩(wěn)放于直徑為30cm 的地梁圓木機(jī)架（前后兩個(gè)機(jī)座的兩端各設(shè)三根）之上，確定沖孔機(jī)與樁位距離，對(duì)準(zhǔn)沖孔方位。機(jī)座、機(jī)架與沖孔機(jī)底固螺絲連成一體，加彈簧墊圈擰緊，用扒釘加固。進(jìn)一步檢查校正，使底座水平、起重滑輪緣、護(hù)筒中心三者在一條豎直線上。

（3）試沖孔

（4）實(shí)施效果

觀察1-28#灌注樁沖孔機(jī)的工作狀態(tài)，沖孔機(jī)運(yùn)行正常、平穩(wěn)，并對(duì)沖孔機(jī)的垂直度進(jìn)行跟蹤測(cè)量，測(cè)得10 個(gè)偏差值均＜1%，達(dá)到對(duì)策目標(biāo)。

3.4 采用高低沖程交替沖孔

（1）沖孔機(jī)性能鑒定

經(jīng)對(duì)沖孔機(jī)機(jī)械設(shè)備的性能資料和維修記錄鑒定合格后，投入使用。

（2）開展技術(shù)交底會(huì)

組織灌注樁基施工班組成員到會(huì)議室，進(jìn)行“沖孔機(jī)高低沖程交替沖孔操作”技術(shù)交底，以提高工人的施工操作能力。

（3）進(jìn)行高低沖程交替沖孔

對(duì)遇到孤石的1-48#灌注樁，調(diào)節(jié)低沖錘沖程（1～2m）、中沖程（2～3m）、高沖程（3～4m）反復(fù)交替沖孔，將孤石擊碎或擠入孔壁。

（4）實(shí)施效果

1-48#灌注樁沖孔過(guò)程中，鋼絲繩無(wú)傾斜，沖孔順利，并對(duì)鋼絲繩垂直度進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得10 個(gè)偏差值均＜1%，達(dá)到既定目標(biāo)。

4 實(shí)施效益

4.1 目標(biāo)效益

對(duì)自對(duì)策實(shí)施后施工的超長(zhǎng)沖孔灌注樁的合格點(diǎn)數(shù)進(jìn)行全面檢查，總結(jié)了前段工作的成效，并繪制了目標(biāo)實(shí)施前后對(duì)比柱狀圖（見圖1）如下：

圖1 對(duì)策實(shí)施前后成樁合格點(diǎn)率對(duì)比柱狀圖

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)本次質(zhì)量控制措施的實(shí)施，大幅度提高了超長(zhǎng)沖孔灌注樁成樁合格點(diǎn)率，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了沖孔機(jī)臺(tái)班費(fèi)用。根據(jù)每根樁施工完畢節(jié)約用時(shí)按0.5 小時(shí)計(jì)算，應(yīng)用本次活動(dòng)成果完成施工的樁共有145 根，實(shí)際產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：

（1）節(jié)約沖孔機(jī)臺(tái)班：145×0.5/8=9（臺(tái)班）

（2）節(jié)約沖孔機(jī)臺(tái)班費(fèi)用（定額價(jià)）：3645.67 元/臺(tái)班×9=32811 元

（3）場(chǎng)地臨時(shí)硬化費(fèi)用：15100 元

（4）實(shí)際產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益（元）：（2）-（3）=32811-15100=17711 元

4.3 社會(huì)效益

本次質(zhì)量控制成果贏得監(jiān)理單位、建設(shè)單位和質(zhì)監(jiān)站的一致認(rèn)可和好評(píng)，為本工程創(chuàng)省級(jí)優(yōu)質(zhì)工程奠定了良好的基礎(chǔ)，為超長(zhǎng)沖孔灌注樁的施工、提高成樁合格率提供了參考與借鑒。

5 小結(jié)

福龍?jiān)讽?xiàng)目超長(zhǎng)沖孔灌注樁質(zhì)量控制施工過(guò)程中，本單位配合其他參建單位克服了施工任務(wù)重、地質(zhì)情況復(fù)雜、施工工藝要求高、工期緊迫等各種困難，采用氣舉反循環(huán)法二次清孔、提高砼灌注準(zhǔn)備工作的效率、提高沖孔機(jī)就位穩(wěn)定性、高低沖程交替沖孔等工藝技術(shù)，保證了工程建設(shè)在進(jìn)度、質(zhì)量、投資、安全、文明環(huán)保等各方面的要求，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，總結(jié)出了超長(zhǎng)沖孔灌注樁在施工過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題并針對(duì)性地提出了解決辦法，規(guī)范了施工工藝操作流程和技術(shù)要求，對(duì)今后在沖孔灌注樁基施工中有良好的技術(shù)支持和參考借鑒作用。