泥漿護壁后的壓漿砼灌注樁澆筑施工方法

張曉敏 山西一建集團有限公司

1 工程概況

工程為山西省太原市小店區(qū)某工程，其土層力學性能指標：淤泥質(zhì)粉狀黏土和各層粉狀黏土的含水量很高，軟弱層土質(zhì)比較厚，地下水位高，鉆孔深度大，地基處理采用后壓漿泥漿護壁灌注樁，采用旋挖鉆機方式施工，設計樁徑為Φ700mm，樁身長度為41m。

2 施工工藝流程

2.1 灌注樁的施工順序

樁基放樣、定位→鋼制護筒護埋設→泥漿制備→鉆機就位→鉆孔→復核孔深→泥漿置換→檢查沉渣的置換、泥漿質(zhì)量檢查→檢測沉渣的厚度→成孔驗收→泥漿安放→泥漿質(zhì)量檢查→泥漿安放→成孔驗收→吊車吊下鋼筋籠→導管設置→檢測泥漿的比重、沉渣厚度→初次澆灌砼→控制已灌砼的高度→提升灌注砼→再次進行測量灌注砼的深度、提升導管→繼續(xù)灌注砼→完成本孔施工作業(yè)→拆除并清洗導管→拔出護筒→樁端及樁側后壓漿→單樁即可完成。

2.2 施工測量

a)樁位圖紙測量與投放線

根據(jù)現(xiàn)場布樁位置圖紙的計算方法得出各個位置樁的投放樁位，并測量中心值和坐標值，利用現(xiàn)場全站儀器的測量方法計算出投放的各個樁位后并作出標志。

b)水準測量

將場區(qū)控制網(wǎng)的水準點引至場地附近不受干擾處，以方便測定出每一根樁的控制標高。每次送樁過程中要反復測量送樁樁頂標高，直到送樁至設計標高要求為止。

3 灌注鋼筋樁的現(xiàn)場施工制作技術和維護措施

3.1 鋼筋籠的現(xiàn)場制作

a)鋼筋籠主要是在現(xiàn)場加工進行制作，采用手工制作的主筋進行調(diào)直形成平臺，骨架的連接形成裝置設備進行滾動式鋼筋焊接架。

b)鋼筋連接方法

主筋采用單面搭接焊連接。在同一橫向鋼筋截面內(nèi)的鋼筋接頭數(shù)不得多于主筋接頭位置數(shù)量總數(shù)的50%，兩個主筋接頭位置之間的連接距離也不得小于500mm，鋼筋接頭焊接應當嚴格符合國家質(zhì)量標準中的相關規(guī)定。

c)拼裝骨架鋼筋成形籠

①首先進行拼裝骨架鋼筋成形，在每個拼裝骨架的鋼筋成形架上各自分別安放一根掛在架上的立筋，按照圖紙設計的立筋間距進行布置骨架主筋，用電焊將每根主筋和架上的立筋全部焊接牢固。

②將焊接骨架推至外箍筋連續(xù)滾動纏繞焊接器上，按照規(guī)定的骨架長度和箍筋間距連續(xù)進行滾動纏繞箍筋，并用電弧焊將焊接骨架上的主筋與外圍箍筋之間焊接，采用直角梅花形固定。

③所有鋼筋籠應在做好加工制做和安裝成型并經(jīng)檢測檢驗合格后，應在所有鋼筋籠固定堆放處區(qū)域懸掛一個標志，使用木方墊木將其鋪設整齊。

3.2 定位器

為確?；炷帘Ｗo層厚度，沿主筋外側，每4m設立一道鋼筋籠定位器，定位器由Φ8mm圓鋼制作成凸形狀，高度5cm，長度10cm，每一斷面設置4個，縱橫縱向交叉設置。

3.3 成孔施工方法

a)成孔順序

①灌注樁總體成孔順序：采用跳挖方式。

②各機組在各自的施工區(qū)域內(nèi)按既定流向進行施工。

③施工過程中每排均按跳挖法施工，逐排整體推進。b)護筒的埋設

①護筒的內(nèi)徑不小于樁徑200mm。

②具體的埋設技術方法是：按放置的樁位點上挖掘一個比護筒外徑大30cm的小圓坑，深度1.2m。對護筒頂部采用兩根鋼絲繩對稱地進行吊起并放入坑內(nèi)，當樁位的中心偏差值大大小于20mm后，方可開始利用鉆機自動進行護筒就位正式開鉆。

c)泥漿的制備

①本成孔采用靜態(tài)泥漿護壁，泥漿又稱穩(wěn)定液。

②泥漿的主要組成成分有基質(zhì)含水、塑性強度指數(shù)值不應大于17的含水黏性土、膨潤土、附加的膠粘劑、分散劑等。

③泥漿成分原材料的含量選擇和基本材料配合物對比的確定宜以最不容易坍塌發(fā)生為主，其中水與泥漿的重量比通常大約是1.2～1.4。

④材料的混合放入攪拌方法與使用順序：首先注入適量的清水，邊快速攪拌邊投放黏土或膨潤土，膨潤土大致被清水溶解后，均勻混合投入羧甲基纖維素，然后再次混合投入分散劑，最后再次混合投入比重劑與增加滲水型防水劑。

⑤高質(zhì)量泥漿（處于穩(wěn)定液）固壁。

——高質(zhì)量泥漿（穩(wěn)定液）的固壁和懸浮鉆渣的效能高，孔深30m以上且地質(zhì)松散易塌孔時，采用高級泥漿是適合的。

——本項目根據(jù)地質(zhì)情況采用膨潤土作為首選材料，膨潤土分為鈉質(zhì)膨潤土和鈣質(zhì)膨潤土兩種，前者質(zhì)量較好。

3.4 成孔

a)鉆機施工就位

首先需要特別注意的是做好鉆機施工時現(xiàn)場地面的平整，調(diào)整好機身的前后左右各自的方向水平，并將鉆機桅桿調(diào)整至垂直于孔口的水平面，使鉆頭中心置于護筒內(nèi)的樁中心位置。

b)鉆孔開始時向護筒內(nèi)部灌注足夠數(shù)量的泥漿(即能夠保證其高出地下水1m～2m)，然后利用旋挖式鉆斗將孔內(nèi)的泥渣依次掘出，并在每個成孔中間隨時進行補充。保證護筒內(nèi)泥漿水頭壓力，安排裝載機將鉆斗挖出的鉆渣清理到場外。

c)清孔

在鉆到規(guī)定設計值的標高處時，用圓筒型活動鉆孔工具來徹底清理鉆孔沉渣，即一次性地進行清孔。由專業(yè)質(zhì)量管理人員和現(xiàn)場監(jiān)理進行鉆頭孔徑、孔深、垂直度等各個方面的嚴格檢測，驗收檢查合格后，移走清孔鉆機，蓋好鉆孔保護層，進行下一道重要工序的清孔施工。

3.5 成樁施工方法

a)樁頂標高的控制

基樁施工前，將標高引測至護筒上，并做出標記。吊放鋼筋籠時，復測護筒標記處標高，確認無誤后做為樁頂標高控制的引測點。根據(jù)孔口標高和樁頂標高的距離定制一定長度的吊筋，利用吊筋進行樁頂標高控制。

b)吊放位置鋼筋籠

鋼筋籠的正確吊放位置：需要用手正確地對準每個鉆頭的孔位，扶穩(wěn)、緩慢，避免任何摩擦或者碰撞進入鉆頭的孔位,到位后馬上對其進行固定。

c)多節(jié)孔內(nèi)鋼筋籠的安裝吊放，在孔口位置采用單面搭接焊對接，焊接完畢要請質(zhì)量員和工程監(jiān)理對焊縫檢查驗收，焊縫冷卻后再沉入孔內(nèi)。

d)注漿閥和導管均設計采用DN20鋼管，樁底每個設計注漿閥導管分別各設置兩根，樁側分別設置兩個注漿管點，樁側每個設置注漿點一根；分別各設置于樁端距離樁底7m和16m處,樁端注漿點的水泥管和料導管容積1000kg左右，樁側注漿點的水泥管和料導管容積1000kg左右，注漿導管鋼筋籠加勁筋應綁扎牢固，隨鋼筋籠一次連接到位，樁頂注漿管應伸出地面80cm。壓漿管安裝好后，樁頂壓漿管用堵頭封閉。

e)插入導管

①抗壓樁的施工時采用復式壓漿，即樁底與樁側之間設置后的壓漿導管閥，與鋼筋籠最下一道加筋箍接近，且注漿導管沿全長與主筋綁牢。

②樁底后壓漿內(nèi)導管采用鋼管，口徑DN20mm；樁側后壓漿內(nèi)導管采用公稱口徑DN20mm鋼管，樁底和樁側后壓漿內(nèi)導管均應與鋼筋籠加筋筋焊接或綁扎固定，上端應用堵頭臨時封口。

③在將鋼筋籠吊至固定后，應逐漸地在其安裝導管，導管在投入使用前進行打壓檢查：是否有砂眼，法蘭盤的連接處導管是否完全密封，膠皮墊是否需更換。第一節(jié)鉆孔導管的高度上升應盡可能不得超過4m，導管的末端下放到孔底處，導管接觸后上升應提300mm～500mm。

f)二次清孔

①導管安放工序結束后，檢測孔底泥漿（比重小于1.2）和孔底沉渣厚度（不大于100mm），若兩個條件同時滿足要求，可直接灌注砼。如果其中一項技術未能完全滿足要求，則需要重新進行二次的灌水清孔。

②二次清孔操作方式：一般采用正循環(huán)壓漿清孔方式依次進行清孔，當置換泥漿的比重＜1.20時，方可停止清孔，馬上進行灌注，清孔完畢與灌注砼的間隔時間不超過45min，以防縮頸的發(fā)生。

③清孔完畢后，由導管上部塞入隔水塞，塞入深度以臨近水為準。隨著不斷的混凝土澆灌，孔內(nèi)砼面的不斷抬高，隨時需要進行引腳提升和同時拆卸導管，引腳的兩個底端必須同時確保將整個導管完全埋入一直到孔內(nèi)砼層以下2m～6m。

④為了有效地準確保證灌注砼連續(xù)性能進行多次灌注，導管本身不會自動脫離灌注砼上表層，澆灌中準確推算每次灌注砼高度，防止施工砼的澆灌施工中斷。

——第一次澆筑砼的灌注數(shù)量必須達到導管底端時埋入到砼中1m；

——第二次灌注砼數(shù)量（也就是說每次即以后的各次）必須能夠達到導管底端埋入混凝土長度2m；

——第一次（以后各次）的砼提管高度至少不得大于4m，保證砼導管的底端至少在混凝砼表層以下2m以上，不得因此而使砼產(chǎn)生斷樁。砼樁的灌注高度宜比澆筑樁頂?shù)臉烁邔挾雀叱?00mm；

——水下灌注混凝土必須具備良好的和易性，塌落度宜為180mm～220mm。

3.6 后壓漿施工方法

a)壓漿參數(shù)

PPG工法的注漿量,樁側注漿的標高及樁底注漿高度等需由專業(yè)單位與設計院共同協(xié)商后最終確認。

b)后壓漿主要工序施工方法

①壓漿管制作安裝壓漿管采用普通鋼管DN20mm。樁底后注漿導管沿鋼筋籠圓周對稱設置，每節(jié)壓漿管長度與鋼筋籠長度相配合。壓漿管安裝好后，壓漿管用堵頭封閉。

②開閥

開閥時間第一次在混凝土灌注5h～6h后，第二次為混凝土灌注24h后。為確保樁側注漿工作的順利進行，開閥壓力大約2MPa，整個啟動式開閥的工作持續(xù)時間大約為2min～3min。

③鉆孔灌注樁成樁后2天，便可進行壓漿。注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點的距離不宜小于8m～10m。應按技術標準（包括終止壓漿劑的數(shù)量、水平回漿壓力和檢測地面回漿能否繼續(xù)）來判定。當滿足以下條件之一時，即可終止每次注漿。

——每次終止注漿的漿料總量和每次注漿時的壓力都必須完全達到工程規(guī)定的注漿設計質(zhì)量要求；

——注漿總量已達到設計值的75%，且注漿壓力超過設計值。

④每次壓漿工作終止時應先關閉自動止流壓漿整流閥，靜止放置5min～10min再拆卸管件，然后再次使用壓漿堵頭將已經(jīng)壓漿完畢的管道完全堵上。

⑤泵內(nèi)若沒有漿液灌漿繼續(xù)進入管內(nèi)，且泵內(nèi)壓力不斷增大而溫度升高迅速，即很有可能發(fā)生漿液堵塞泵管，應采取措施進行疏通。

⑥若當前所注漿漿料壓力持續(xù)較長時間，強度超過注漿正常值或在地面上出現(xiàn)連續(xù)冒漿以及周圍樁樁鉆孔出現(xiàn)串漿，應及時改變?yōu)殚g歇式連續(xù)注漿，其連續(xù)間歇注漿時間宜為30min～60min，或適當修整調(diào)低所注漿料的水灰比。

⑦根據(jù)本工程項目的實際地質(zhì)條件狀況，采取先樁側后將其向連接樁端注漿。

⑧此時當樁側上端已有多層注漿時，應先注樁側上端，然后注漿澆筑下端。樁側方向樁沿兩端方向注漿的工作持續(xù)時間一般不宜不得小于2h。對樁群主體進行分層注漿，先外圍，后內(nèi)部。

4 結束語

該項澆筑工程主要通過樁基基層澆筑后已經(jīng)消除的澆筑地基層和混凝土的強度液化性，提高了其澆筑地基的綜合承載能力，施工后已經(jīng)使用完成的建筑材料均多次經(jīng)過嚴格檢測均已完全達到規(guī)范質(zhì)量標準，施工過程質(zhì)量已經(jīng)獲得了工程建設設計單位、監(jiān)理工作人員及各單位和監(jiān)理工程師等一致普遍認同和高度好評。