姚曙光

（福建眾誠建設(shè)工程有限公司 福建南平 353000）

淺析南平某工程超長沖孔灌注樁的施工質(zhì)量控制措施

姚曙光

（福建眾誠建設(shè)工程有限公司 福建南平 353000）

本文以南平某工程為例介紹了樁基工程在樁徑大、樁身長、樁承載力大、地質(zhì)條件極其復(fù)雜等情況下，采用超長沖孔灌注樁，重點控制成孔，沉渣控制，樁端高壓注漿，取得施工質(zhì)量控制措施心得。

超長沖孔灌注樁；成孔；沉渣；樁基高壓注漿

1 工程概況

（1）某商住樓的樁基工程，33層，樓高99.6m，建筑面積4.8萬m2，二層地下室，地下室建筑面積8075m2，標(biāo)準(zhǔn)層層高2.9m，地處南平市玉屏山公園南側(cè)，實驗小學(xué)武夷分校東北側(cè)，南平塔下污水處理廠北側(cè)。

（2）場地屬低山丘陵地貌，原為山間溝谷寬約80～100m，長約250～300m，經(jīng)90年代中期進(jìn)行填方，形成的寬約80m，長約150m的平臺，其南向有一處高約32m的加筋土擋墻，樁基工程開工前已完成。該場地的地層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，根據(jù)勘探成果，自上而下分為4個主要巖土層：①雜填土，厚度0.50～56.2m，主要為殘坡積粘性土混礫碎石、塊石，局部含建筑垃圾或生活垃圾等，硬質(zhì)含量（礫碎石）約25～40%，可達(dá)50%，層中多見塊石，塊徑一般20～80cm，最大可達(dá)150～200cm，局部均勻性差。②全風(fēng)化石英片巖厚度1.6～12.70m，砂土狀強(qiáng)風(fēng)化石英片巖1.3-34.30-1m。③碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化石英巖片厚度1.3～23.30m。④中風(fēng)化石英片巖最大埋深達(dá)77.4m，厚度1.7～16.45m青灰，變晶結(jié)構(gòu)，中厚層巖石堅硬。

（3）本工程基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級，樁基設(shè)計等級為甲級，采用（沖）鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁端持力層為第四層中風(fēng)化石英片巖石，清孔后沉渣厚度應(yīng)≤30mm，設(shè)計特別要求采用樁底高壓注漿來確保樁基承載力和變形能力，樁身混凝土強(qiáng)度為C35，樁徑φ1000～φ1300，抗壓承載力特征值為7500～13800kN，樁身配14φ22～19φ25。

本工程基礎(chǔ)采用超長大直徑?jīng)_孔灌注樁，有效樁長為44.7～ 67.64m。結(jié)合試樁情況和地質(zhì)勘察成果，該工程重點難點在成孔，一是填土層厚，最大達(dá)56.2m，填土不均勻，含礫碎石塊石最大塊石達(dá)1～2m，鉆進(jìn)過程易產(chǎn)生漏漿、卡鉆、掉鉆等問題，其中試樁有根樁漏漿六次，卡鉆一次，成孔最長時間達(dá)74d，因此在施工過程中重點要抓住以下幾個重點：①成孔過程；②沉渣厚度控制；③樁端高壓注漿控制，其余按一般沖孔灌注樁施工程序統(tǒng)籌安排，順序施工。

2 工程樁施工質(zhì)量控制

2.1 成孔過程控制

開鉆前要結(jié)合地質(zhì)報告及周邊樁鉆進(jìn)的情況，先做好處理漏漿、卡鉆等所需材料及設(shè)備的預(yù)備，一旦發(fā)生漏漿、卡鉆等情況能馬上及時進(jìn)行處理，防止延誤工期，保證樁基工期任務(wù)的完成。發(fā)生漏漿時，現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)備好粘土，水泥及部分膨潤土，一旦漏漿，立即提鉆，測量、分析漏漿的部位，確定好部位后用鏟車將粘土和水泥攪拌后，填入孔內(nèi)回填至高于漏漿處1～2m范圍內(nèi)，然后用粘土回填至離孔口標(biāo)高-0.5m處，經(jīng)過24h停歇后再進(jìn)行復(fù)打，把漏漿處的空隙充滿后直至不再漏漿，若粘土與水泥的混合料還不能堵漏，就應(yīng)采用膨潤土進(jìn)行填充。其中有根樁在-40m、-49m、-57.2m三處漏漿，共回填水泥130包，成孔時間6月9日至7月15日，其余共三根樁48#、111#、121#三根，在-17mm、-28mm、-37mm共計三次漏漿。實踐證明，通過以上措施，有效解決了孔內(nèi)漏漿的問題，保證了樁基工程順利，因填土層厚，最高56m，填土中塊石粒徑大，含量多。在鉆進(jìn)過程中會遇到塊石掉落、卡住鉆頭，發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，現(xiàn)場采取自制鋼套筒，直徑比鉆頭直徑小2～3cm，用鉆機(jī)復(fù)打，直至把掉落的塊石擊碎，再把鉆頭重新提起，回填粘土及水泥，再進(jìn)行復(fù)打。在施工過程中，其中兩根樁發(fā)生卡鉆，一根在-37m，一根在-46m，都花費了近一個月時間次成孔（正常成孔時間在7～10d），通過對卡鉆的處理，有效減少了設(shè)備損耗及施工費用，同時也保證了工程質(zhì)量。在鉆孔過程中也會發(fā)生鉆頭脫落的情況，有兩種情況：①鋼絲繩斷裂；②鉆頭固定端脫落；在施工中應(yīng)每次開鉆前檢查鋼絲繩和鉆頭的焊接質(zhì)量，有發(fā)現(xiàn)問題及時更換掉，避免發(fā)生掉鉆。

2.2 沉渣控制

沉渣控制是沖孔灌注樁的關(guān)鍵步驟，直接影響到樁身樁端受力情況，超長灌注樁在施工中沉渣不易消除干凈，本工程先采用正循環(huán)清渣，后用反循環(huán)清渣復(fù)合工藝，在成孔后先用正循環(huán)工藝清孔一次，一般時間2～3h，把孔內(nèi)沉渣基本清除，然后用測繩測量一次孔深，以作為鋼筋籠制作長度及清渣厚度測量的依據(jù)。在鋼筋制作安裝完成后，再用泵吸反循環(huán)工藝進(jìn)行二次清渣，在此過程中要不斷往泥漿池中加清水或稀泥，以控制合理的泥漿比重（1.15～1.20）。測沉渣用測繩，系上測錘子（重2～3kg，且底要平）把測錘放入孔底，憑經(jīng)驗（主要是手感）感測孔底沉渣情況，直到把沉渣控制在設(shè)計要求的30mm之內(nèi)，剩下的沉渣可通過澆灌混凝土的沖力沖開。同時要經(jīng)常復(fù)測吊繩的長度，以保證孔深測量及鋼筋籠制作的準(zhǔn)確性。

2.3 樁端高壓注漿控制及聲波透射法檢測

①高壓注漿的原理是通過樁底壓力注漿，漿液在高壓作用下對樁端沉渣及樁端附近土層起到劈裂，滲擴(kuò)，填充壓密，固結(jié)等作用，使之形成一種高強(qiáng)度的新土層，從而提高樁端阻力；②在高壓漿液作用下，樁端附近土層受壓將產(chǎn)生較大的壓縮變化形成擴(kuò)大樁頭，增加樁端受力面積，從而提高樁端承載力。在高壓漿液作用下部分漿液沿樁土界面上漫，使下部樁體與泥皮及土層膠合成整體，使樁端附近土層側(cè)摩阻力提高。壓力注漿施工過程包括：注漿管制作與安裝，壓水試驗，注漿四道工序；注漿管與超聲波管的制作與安裝，同時由于樁超長，目前低應(yīng)變測試無法滿足檢測樁身的要求，每根樁都采用聲波透射法進(jìn)行檢測，具體做法是在灌注混凝土前，在通長鋼筋籠內(nèi)預(yù)埋三根φ50鍍鋅管至樁底，同時中間埋一根細(xì)鋼管至樁底做注漿管，壓水試驗等樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到3～7d后進(jìn)行壓水通注漿通道，壓水量一般控制在0.2～0.6，壓水時間3～5min，壓水壓力0.5～1.0MPa，為注漿做好準(zhǔn)備，在樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后（30～60d）進(jìn)行注漿，樁端高壓注漿施工要著重控制好注漿壓力、注漿量、漿液濃度這3個指標(biāo)。本工程施工過程中以注漿壓力（一般為壓水壓力的2～ 3倍，本工程為2MPa）和注漿量（注漿量應(yīng)根據(jù)樁端持力層的巖土性和沉渣量等因素，事先計算所需注入量，本工程單樁的注漿量控制在1～1.5t）進(jìn)行雙控，注漿濃度，其控制原則是一般先用稀漿，再用中等濃度漿液，最后注濃漿。水灰比控制在0.5：1～1：1之間為宜。同時φ50鋼管在超聲波檢測完后也用高壓注漿進(jìn)行填充，以注漿壓力達(dá)到要求和管口返漿為準(zhǔn)。為檢測樁底高壓注漿的效果，試樁中靜載試驗中有兩根試樁進(jìn)行成樁后樁端高壓注漿，一根沒有進(jìn)行樁端高壓注漿，最小沉降量16.85mm，最大沉降量28.80mm。說明通過高壓注漿有效提高了樁端承載力，減少了樁身的沉降。

注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)：注漿壓力達(dá)到終壓（2MPa），在終壓條件下，吸漿量正逐步變小并穩(wěn)定在5～15min；完成設(shè)計的注漿量（1～1.5t）。

3 施工效果檢查

（1）靜載試驗

本樁基工程由福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司進(jìn)行三組靜載試驗，試驗結(jié)果K4#、K9#加載至15000KW，CK13-1#加載至18500KW試驗正常，最大累積沉降分別為21.88mm、16.85mm、28.80mm均小于40mm，單樁豎向抗壓極限承載力均達(dá)到設(shè)計要求。

（2）高應(yīng)變動力檢測1#、46#、48#、59#、71#、131#、133#單載樁豎向承載力實測值為19660kN、19180kN、19250kN、18930kN、19240kN、18880kN、18900kN。

（3）聲波透射法：檢測中心還對135根樁進(jìn)行聲波透射法檢測其中Ⅰ類樁120根占88.8%，Ⅱ類樁15根占11.2%，經(jīng)檢測所有樁身混凝土強(qiáng)度均大于C35，符合設(shè)計要求，樁基工程合格。

4 結(jié)論

盡管影響沖孔灌注樁施工質(zhì)量的問題較多，只要針對工程的特點，選好適當(dāng)?shù)氖┕すに嚰皣?yán)格質(zhì)量控制措施，嚴(yán)格按照設(shè)計要求和批準(zhǔn)的施工方案施工，是能夠保證超長大直徑?jīng)_孔灌注樁的施工質(zhì)量的，在該項目的工程實踐中證明綜合應(yīng)用各種技術(shù)，提高了單樁承載力，保證樁的質(zhì)量是一種經(jīng)濟(jì)全面技術(shù)先進(jìn)的方法，為建設(shè)單位節(jié)約了工程資金，同時也創(chuàng)造了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

[1]葉書麟.地基處理工程實例應(yīng)用手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.

[2]福建省工程地質(zhì)研究院.南平市武夷花園五期工程勘察報告.2009，12.

[3]福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司.南平市武夷花園五期工程樁基檢測報告.2010，6，2011，11.

TU753.3

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2015-8-13