大直徑超長沖孔灌注樁施工缺陷及特殊問題處理分析

李錦楷

（福建成森建設(shè)集團有限公司，福建 龍巖364000）

建筑行業(yè)中的民用建筑建設(shè)覆蓋規(guī)模逐漸擴大，作為基礎(chǔ)工程非常重要的一項因素，復(fù)雜地質(zhì)條件也成為建筑施工必須關(guān)注的問題，這也是沖孔灌注樁廣泛應(yīng)用的原因之一。結(jié)合現(xiàn)場施工實踐，沖孔灌注樁可以在任何復(fù)雜地質(zhì)條件中應(yīng)用，尤其是回填石渣層和水下拋石層這種厚度相對較大的地質(zhì)中，在泥漿護壁基礎(chǔ)上通過樁錘沖進的方式，便可以得到樁孔，運用導(dǎo)管法完成水下混凝土灌注施工。然而，因為澆筑沖孔灌注混凝土主要是在水下展開，所以對施工人員的專業(yè)性有非常高的要求，加之工作強度較大，難免會影響到施工進度?，F(xiàn)場施工環(huán)節(jié)還會導(dǎo)致泥漿產(chǎn)生以及噪音污染，對周圍環(huán)境帶來一定程度影響。基于此，根據(jù)大直徑超長沖孔灌注樁的施工，下面重點總結(jié)存在的問題以及處理方法。

1 大直徑超長沖孔灌注樁施工條件

沖孔灌注樁作為建筑行業(yè)比較常見的一種施工工藝，不僅工藝種類多還具有復(fù)雜性，按照“成孔-清孔-泥漿護壁-制作與安裝鋼筋籠-拌制與灌注混凝土-樁底后注漿”這一流程展開施工[1]。因為沖孔灌注樁施工多在水下展開，施工人員無法直觀地觀察施工過程，加之各個流程之間相對復(fù)雜且連接緊湊，現(xiàn)場施工若無法良好地掌控質(zhì)量，便會導(dǎo)致斷樁、塌孔、卡鉆等一系列質(zhì)量問題。除此之外，采用大直徑超長沖孔灌注樁工藝，還必須要加強施工管理，以免現(xiàn)場成樁環(huán)節(jié)引發(fā)質(zhì)量缺陷。

2 大直徑超長沖孔灌注樁施工問題

2.1 原位成樁環(huán)節(jié)混凝土灌注問題

施工現(xiàn)場原位成樁這一環(huán)節(jié)，完成成孔之后進行水下混凝土灌注，有可能會因為塌落度欠缺、穩(wěn)定性配合比不合理、初凝時間有限，導(dǎo)致上方混凝土已經(jīng)凝固，導(dǎo)管在灌注環(huán)節(jié)無法自由移動，從而中途停止灌注施工[2]。

2.2 接樁環(huán)節(jié)混凝土灌注問題

這一部分灌注混凝土?xí)r，由于混凝土輸送泵中途發(fā)生故障或者導(dǎo)管斷裂，致使?jié)仓型就Ｖ?，將混凝土軟弱層、夾渣清除，重新開始灌注、接樁。澆筑樁身過程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管破裂，致使泥漿流入至管內(nèi)，不得不中斷混凝土澆筑。

灌注水下混凝土?xí)r如果輸送泵產(chǎn)生故障導(dǎo)致灌注中途停止，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)樁身部位的混凝土強度不符合設(shè)計值，而且發(fā)現(xiàn)局部存在夾泥。

2.3 樁身混凝土局部缺陷問題

施工現(xiàn)場采用超聲波透射法。組織抽芯檢測發(fā)現(xiàn)樁身混凝土有局部缺陷，而且混凝土強度等級與設(shè)計要求不符。

3 大直徑超長沖孔灌注樁施工全過程特殊問題處理方案

3.1 各個施工流程處理要點

3.1.1 鉆機準備與安裝

針對大直徑超長沖孔灌注樁的施工需要在現(xiàn)場安裝鉆機，重點保證樁垂直度與樁位質(zhì)量。在鉆機安裝時要保證其穩(wěn)定性，安排專門人員負責(zé)鉆機安裝的監(jiān)督，確定符合要求后便可以下令開孔實施后續(xù)操作[3]。

3.1.2 沖擊成孔

施工人員應(yīng)該精準控制沖進的速度，處于開孔階段遵循低垂慢沖原則，因為地層條件相對復(fù)雜，所以要在施工過程中開挖棄渣，減少無序堆積以及混凝土澆筑塊、垃圾等，控制厚度在25～50cm之間。由于現(xiàn)場存在大量塊石，容易引發(fā)地質(zhì)架空問題，鉆孔環(huán)節(jié)還可能會導(dǎo)致塌孔，所以針對這一事故，要提前制定沖孔漏漿解決方案，施工現(xiàn)場的泥漿池中儲備大量泥漿，一旦產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象便可以馬上補充。若泥漿液面下降速度較快，施工人員應(yīng)該馬上提鉆，避免塌孔、卡鉆等問題[4]。

在鉆孔這一流程要重點關(guān)注垂直度，鋼絲繩在孔內(nèi)發(fā)生偏斜必須馬上糾正，并且置換泥漿。排渣沖進施工期間，由監(jiān)理人員觀察沖孔鉆機進尺作業(yè)過程，記錄巖層分布，為地質(zhì)勘探、獲取地質(zhì)持力層數(shù)據(jù)提供依據(jù)。當(dāng)沖孔進入到持力巖層之后，約200～500mm深度便要進行一次清孔，通過掏渣筒獲得裝底巖樣，作為地質(zhì)判斷依據(jù)，也可以避免夾層產(chǎn)生。一旦在鉆孔過程中發(fā)生異常，應(yīng)該由監(jiān)理人員核查之后確定事故原因與類型，將其解決之后方可繼續(xù)施工。

3.1.3 安裝制作鋼筋籠

必須要嚴格按照鋼筋籠規(guī)范，尤其是加密制作，如果發(fā)現(xiàn)制作的鋼筋籠不符合質(zhì)量標(biāo)準，不能夠進入到吊裝環(huán)節(jié)。一般制作鋼筋籠需要滿足如下標(biāo)準：主筋間距±10mm；鋼箍間距、螺旋鋼筋螺距±20mm；鋼筋籠直徑與長度分別是±10mm。吊裝鋼筋籠時，首先要對焊接接頭進行檢查，要求焊接接頭長度、樁斷面接頭數(shù)量等均要符合規(guī)定[5]。除此之外，鋼筋籠長度與送筋長度等也是檢查的要點，鋼筋籠主筋保護層厚度以7～8cm為準。

實施鋼筋籠質(zhì)量檢查時要重點關(guān)注中心偏差，如果發(fā)現(xiàn)樁孔存在偏差，建議通過后期安裝及時調(diào)整，但要注意調(diào)整幅度小于20mm，成孔質(zhì)量檢查確定合格便可以實施灌注。當(dāng)樁的直徑超過1m或者單樁混凝土量大于25m3，樁身混凝土務(wù)必保留一組試件；樁直徑小于1m或者單樁混凝土量小于25m3，單個灌注臺班至少要保留一組，試件則以每組3件為準。

3.1.4 混凝土澆筑

施工現(xiàn)場水下澆筑混凝土應(yīng)該先將導(dǎo)管插入，由施工人員檢查導(dǎo)管情況，要求直徑250mm，誤差小于2mm，結(jié)合采用的施工工藝明確分節(jié)長度，底管長度大于4000mm，導(dǎo)管的連接建議采用雙螺紋方扣。正式應(yīng)用之前先組織閉水實驗，滿足閉水水壓0.6～1.0MPa，并且沒有滲水現(xiàn)象方可確定為合格，導(dǎo)管底到樁孔底之間的距離以300～500mm為準。隨后實施第二次清孔，這一流程包括復(fù)測孔深、檢查沉渣厚度與泥漿質(zhì)量等，且這些操作與首次清空要求一致?？椎?00mm深度以內(nèi)比重不超過1.25、含砂率不超過8%、粘度在25s以內(nèi)，沉渣厚度不大于50mm。檢測之后確定符合規(guī)范方可澆筑混凝土，并且在現(xiàn)場安裝隔水栓與漏斗，其中隔水栓務(wù)必要保證隔水性能，而且要有序排出[6]。

在灌注混凝土?xí)r，完成第二次清空之后約30min務(wù)必開始灌注施工操作。在這一階段施工人員要精準檢查混凝土初凝時間，要求混凝土初凝前結(jié)束所有澆灌工作。明確混合混凝土配合比，要對初凝時間予以調(diào)整，實施灌注環(huán)節(jié)施工人員控制拔管速度，將導(dǎo)管埋入樁內(nèi)，注意埋入深度約為2～6m，其間不能將導(dǎo)管提出，如果發(fā)生堵管要馬上組織處理，以免導(dǎo)致斷樁問題。灌注至頂后位置要重點觀察超高質(zhì)量，以設(shè)計標(biāo)高為基準，增加1000mm檢查標(biāo)高，將泛漿高度鑿除之后，務(wù)必要保證現(xiàn)場暴露樁頂混凝土強度滿足設(shè)計等級要求。除此之外，灌注混凝土過程中監(jiān)理人員要全程記錄，而且要連續(xù)施工，灌注時間根據(jù)初盤混凝土初凝時間予以控制，詳細記錄灌注環(huán)節(jié)存在的故障、混凝土塌落度、導(dǎo)管埋置深度與上升深度等，為后期質(zhì)量問題解決提供參考。結(jié)束混凝土灌注之后，根據(jù)澆灌量計算充盈系數(shù)，要求充盈系數(shù)大于1，按照單樁驗收制度實施沖孔樁驗收，即可結(jié)束這一部分的施工。

3.1.5 樁端后注漿

在施工現(xiàn)場進行樁端后注漿，要求后注漿導(dǎo)管選擇直徑為32mm的鋼管，鋼管壁厚以2.7mm為宜，導(dǎo)管之間選擇螺紋連接，將后注漿導(dǎo)管和鋼筋籠做好焊接與綁扎，按照樁徑尺寸確定后注漿導(dǎo)管與注漿閥的數(shù)量。如果樁直徑小于1200mm，建議在鋼筋籠四周設(shè)置，數(shù)量為2根，且要保證對稱性[7]。壓漿管上方接頭與自然地面之間的距離必須要超過5m，注漿管上方超出自然地面應(yīng)該控制在300mm左右，下方與鋼筋籠底部務(wù)必要齊平，而且要做好橡膠包扎。選擇后注漿閥時，務(wù)必要注意其靜水壓力，應(yīng)該承受靜水壓力超過1MPa，外部保護層可以防范硬質(zhì)物刮撞，以免管閥損傷。

3.2 特殊問題處理建議

第一，針對原位成樁環(huán)節(jié)的問題，應(yīng)該由施工人員潛入至水下混凝土面，將鋼筋籠與混凝土導(dǎo)管切割，并且及時取出切割物，也可以利用沖錘，從混凝土面開始沖孔，直至達到設(shè)計孔深。結(jié)束成孔之后開始安裝鋼筋籠與聲測管，完成清渣這一工序后方可進行水下混凝土灌注成樁作業(yè)。

第二，針對接樁環(huán)節(jié)混凝土灌注問題，施工人員綜合考慮樁身底部截面的豎向力與水平力，考察澆筑混凝土質(zhì)量，采用繼續(xù)接樁的方式，結(jié)束樁身部位混凝土澆筑作業(yè)。開始澆筑之前，運用氣舉反循環(huán)工藝進行清孔，將新舊混凝土交接位置雜物全部清除，通過驗收方可根據(jù)水下混凝土澆筑規(guī)范與要求，繼續(xù)進行樁身部位混凝土澆筑。因為上方泥漿有一定厚度，所以難免會導(dǎo)致測量結(jié)果誤差，例如混凝土澆筑面并不符合設(shè)計要求標(biāo)高。針對這一問題，地下室土方在開挖時達到設(shè)計樁頂標(biāo)高位置，可以在人工全斷面利用風(fēng)鎬將原樁松散浮漿與混凝土全部鑿除。注意這一操作要同時開展抽水、清渣，保護鋼筋籠質(zhì)量。結(jié)束清渣后組織驗收，并且修整鋼筋籠，隨后可以開始接樁，澆筑和原樁等級一致的混凝土，超出設(shè)計標(biāo)高約50mm即可。

第三，施工人員要深入現(xiàn)場檢查樁身存在問題的混凝土標(biāo)高，獲取待處理深度數(shù)值，了解地下水情況。建議將不良混凝土全部鑿除之后再繼續(xù)接樁，但這一操作存在難度，無法保證施工人員的人身安全。經(jīng)過優(yōu)化可以通過樁中成樁的方式，運用風(fēng)鎬將鋼筋籠中混凝土鑿除，鋼筋籠外部保護層充當(dāng)護壁，可以有效擋土、隔水。隨即開始施工，沿樁身向下逐層破碎，已經(jīng)完成破碎處理的混凝土渣必須及時清理，直到斷面內(nèi)部所有不良混凝土清除。掘進樁孔這一環(huán)節(jié)，將鋼筋籠作為界控明確成孔直徑，保證成孔直徑大于1500mm，并且運用超聲波檢測管了解新成孔樁身混凝土實際情況，確定混凝土鑿除已經(jīng)達到預(yù)設(shè)標(biāo)高位置，便可以由監(jiān)管人員進行檢測，確定沒有不良混凝土夾渣等存在。混凝土面鉆孔可以植入縱向鋼筋，完成鋼筋籠的連接、綁扎與驗收等一系列操作。

第四，建議采用補強加固的方法，由設(shè)計人員進行復(fù)核，明確樁身構(gòu)造縱向主筋抗壓承載力。如果小于原設(shè)計承載力，便可以展開局部補償加固處理。所謂補強加固，即局部缺陷樁的抽芯孔中插入鋼筋，運用純水泥漿展開壓力注漿。注漿建議應(yīng)用32.5普通硅酸鹽水泥，控制水灰比為0.7，注漿壓力則以1.0MPa為主。

4 結(jié)束語

綜上所述，大直徑超長沖孔灌注樁在施工過程中，難免會存在一些缺陷、問題，需要現(xiàn)場施工人員綜合考慮施工環(huán)境、地質(zhì)條件等制定特殊問題處理方案，優(yōu)化各個施工環(huán)節(jié)，加強沖孔灌注樁施工水平，結(jié)合現(xiàn)場施工不斷改進沖孔灌注樁施工工藝。