柳貴濤

(長春工程學(xué)院，長春 130012)

淺析長螺旋鉆孔壓灌樁施工要點(diǎn)及質(zhì)量控制

柳貴濤

(長春工程學(xué)院，長春 130012)

通過長春市萬豪世紀(jì)廣場(chǎng)項(xiàng)目──長螺旋鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)工程施工實(shí)踐，總結(jié)提煉了長螺旋鉆孔壓灌樁的材料及設(shè)備優(yōu)選、樁身定位、鉆孔、終孔、提鉆成樁等施工工藝與關(guān)鍵工序操作要點(diǎn)，并對(duì)其施工過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行研究分析及采取相應(yīng)質(zhì)量嚴(yán)控措施，達(dá)到控制長螺旋鉆孔壓灌樁成樁質(zhì)量的施工效果。

長螺旋鉆孔壓灌樁；操作要點(diǎn)；質(zhì)量；控制

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，以及建設(shè)用地的不足，對(duì)土地空間的優(yōu)化利用提出了更高的要求。為了給軟基地區(qū)對(duì)上部建筑物荷載的承載不足提供技術(shù)支撐，長螺旋鉆孔壓灌樁新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，連續(xù)壓灌超流態(tài)混凝土能在有縮徑的軟土、流砂層及地下水等復(fù)雜的地質(zhì)條件下成孔打樁。相比于長螺旋鉆孔灌注樁，它具有適應(yīng)性強(qiáng)、單樁承載力高、樁身成型好等優(yōu)點(diǎn)。本文結(jié)合長春市萬豪世紀(jì)廣場(chǎng)項(xiàng)目──長螺旋鉆孔壓灌樁基礎(chǔ)工程實(shí)踐，主要總結(jié)了其在施工中的關(guān)鍵工藝操作要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施。

1 工程概況

長春市萬豪世紀(jì)廣場(chǎng)項(xiàng)目位于長春市新城大街與凈月大街交匯，建筑功能為高級(jí)辦公樓，建筑高度為98.7 m，共有地下2層、地上26層。根據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告》確定本工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，基礎(chǔ)部分采用長螺旋鉆孔壓灌樁，其設(shè)計(jì)樁徑為φ600 mm和φ400 mm，抗壓抗拔樁樁長為16.5 m、11 m、9 m，對(duì)應(yīng)抗壓抗拔承載力值為(3 000 kN，350 kN)、(800 kN，300 kN)、(800 kN，300 kN)，抗壓樁樁長16.5 m等；對(duì)應(yīng)抗壓承載力值有3 000 kN、800 kN，抗拔樁樁長18 m，對(duì)應(yīng)抗拔承載力值500 kN。要求地質(zhì)勘察報(bào)告中的第⑦層為中風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，作為φ600 mm樁端持力層，要求入持力層深度不小于3 000 mm。第⑥層為強(qiáng)風(fēng)化泥巖或砂巖，作為φ400 mm樁端持力層，要求進(jìn)入持力層深度不小于3～5倍的樁徑。

2 長螺旋鉆孔壓灌樁施工要點(diǎn)

長螺旋鉆孔壓灌樁施工操作工藝流程如圖1所示。

圖1 長螺旋鉆孔壓灌樁施工操作工藝流程圖

2.1 施工準(zhǔn)備操作要點(diǎn)

2.1.1 施工原材料及設(shè)備的準(zhǔn)備

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)需要，嚴(yán)格把守供貨商資質(zhì)和原材料采購的質(zhì)量確認(rèn)，獲得設(shè)計(jì)方和監(jiān)理方報(bào)審?fù)?，方可投入進(jìn)行施工。本工程使用商品砼，樁身砼強(qiáng)度等級(jí)分別為C50、C35，結(jié)合具體工程的施工方案和工期要求等特點(diǎn)，選擇合理化的施工機(jī)械設(shè)備種類及數(shù)量，并進(jìn)行調(diào)試，確保所有施工設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1.2 施工作業(yè)場(chǎng)地準(zhǔn)備

土方工程結(jié)束，對(duì)施工作業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行平整，在高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高300～500 mm基坑下施工，預(yù)留供樁機(jī)進(jìn)出場(chǎng)的坡道，其寬度9～10 m，要求平整且壓實(shí)，坡度不宜大于15°；角樁中心距離坡底邊線不小于2 m，邊樁中心距離坡底邊線垂直距離不小于1.5 m。

2.1.3 試驗(yàn)樁準(zhǔn)備

在正式施工前，本標(biāo)段工程依據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，在場(chǎng)地內(nèi)擬選不同位置進(jìn)行2組試驗(yàn)樁試樁。根據(jù)項(xiàng)目工期需要和試驗(yàn)樁采集結(jié)果，對(duì)試驗(yàn)樁加配超早強(qiáng)劑；確定試樁周期一般在8～15 d，以現(xiàn)場(chǎng)留置的同條件試塊為準(zhǔn)，強(qiáng)度須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%方可實(shí)驗(yàn)。本工程試樁位置擬選在地質(zhì)承受要求較高的電梯井附近進(jìn)行靜載試驗(yàn)，其中單樁豎向抗拔荷載實(shí)驗(yàn)應(yīng)加載至破壞，對(duì)其試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，最終確定樁長等技術(shù)參數(shù)，如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)樁施工

2.2 施工過程中操作要點(diǎn)

首先，施工測(cè)量小組根據(jù)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)平面圖及甲方給定的坐標(biāo)控制點(diǎn)進(jìn)行樁位放線，來確定每根樁的樁位。在施工中要做好放線測(cè)量數(shù)據(jù)的精確記錄，并對(duì)已完成的樁位放線測(cè)量結(jié)果及時(shí)進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收。

2.2.1 鉆機(jī)對(duì)位

在鉆機(jī)對(duì)位時(shí)，利用樁管豎向角度指針進(jìn)行垂直控制，可以通過機(jī)架上的吊錘校正垂直度，垂直度誤差不大于1%，如發(fā)現(xiàn)指針偏離參照點(diǎn)，調(diào)整液壓支撐桿的長度來保證樁管的豎向垂直。工作過程中，機(jī)械要避免發(fā)生傾斜、位移，保持平衡。在機(jī)架上或機(jī)管上作出控制標(biāo)尺，用來準(zhǔn)確控制鉆孔深度，方便在施工中進(jìn)行觀測(cè)、記錄。

打樁施工走機(jī)路線采用退打法或跳打法施工，即由一個(gè)方向往另一個(gè)方向退打或跳打，避免因移機(jī)壓壞成品樁，其打樁施工走機(jī)施工路線，如圖3所示。

圖3 打樁施工走機(jī)施工路線

2.2.2 潤滑砼管及鉆孔

鉆孔前，混凝土輸送管及鉆桿內(nèi)壁需用1∶1水泥砂漿潤滑。

1)鉆孔開始前，先調(diào)直樁架桿，對(duì)好樁位，然后關(guān)閉鉆頭閥門，下移鉆桿直至鉆頭觸及地面。鉆頭行進(jìn)速度一般先慢后快，盡量減少鉆桿搖晃，避免鉆孔偏斜、移位，甚至鉆具損壞。待鉆桿進(jìn)入地質(zhì)0.5～1.0 m深后，進(jìn)行設(shè)備檢查，一切正常后，方可繼續(xù)鉆進(jìn)。

2)下鉆行進(jìn)中，速度要保持平穩(wěn)，防止鉆桿偏斜、移位。在行進(jìn)中，如果發(fā)現(xiàn)地下障礙等不良地質(zhì)出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)立即停鉆上報(bào)處理；當(dāng)鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高時(shí)停止，下放鉆具并清理孔底，將土塊隨螺旋葉片排除孔口，然后將鉆具提升300～500 mm，開始泵送超量壓灌混凝土，做到邊壓灌邊提鉆，并始終保持泵壓輸進(jìn)孔中的混凝土量大于鉆桿上提的體積量；如果鉆孔行進(jìn)中出現(xiàn)串孔現(xiàn)象，必須采取跳打法施工。

3)在進(jìn)行泵送壓灌混凝土?xí)r，提鉆要嚴(yán)格控制提升鉆桿的速度?？梢岳帽盟突炷翆?duì)鉆桿產(chǎn)生的上頂力，調(diào)整提鉆的速度，使得鉆桿及葉片對(duì)周圍土質(zhì)有一定的擠壓作用。同時(shí)，要保證鉆桿內(nèi)的混凝土面高于地面的高度，并計(jì)算每盤泵入的混凝土方量。

2.2.3 終孔

本工程設(shè)計(jì)的樁端持力層為中、強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖層。所以，當(dāng)鉆機(jī)鉆至成孔樁底持力層時(shí)，鉆機(jī)電流值會(huì)突然變大，樁機(jī)操作工作人員可以根據(jù)電流值的變化，來確保設(shè)計(jì)樁端是否已進(jìn)入持力層位置，并滿足孔深設(shè)計(jì)要求的前提下，方可進(jìn)行下一道施工工序。

2.2.4 灌注及提鉆成樁

1)混凝土輸送采用鉆桿管內(nèi)泵壓工藝。當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)樁端標(biāo)高后，混凝土通過輸送管泵壓至孔底，排出輸送管內(nèi)空氣。然后，當(dāng)輸送軟、硬管及鉆桿內(nèi)管內(nèi)的混凝土連續(xù)壓灌時(shí)，進(jìn)行提鉆；要做到鉆桿提升速度與混凝土輸送速度相協(xié)調(diào)(提鉆速度不大于3.0 m/min，泵壓不小于6 MPa)，并且鉆桿內(nèi)砼量始終保持混凝土高度大于1.0 m；在提、拔鉆桿過程中，要確保連續(xù)性輸送泵料，禁止停泵待料，避免砼料離析、樁身縮頸和斷樁等質(zhì)量問題發(fā)生。整個(gè)施工過程，保證混凝土澆注量，充盈系數(shù)控制在1.1～1.4，灌注高度要大于設(shè)計(jì)標(biāo)高0.3 m，而樁頂標(biāo)高低于地面的樁，全部灌注至與地面持平，以免周圍砂土混入混凝土中，影響樁身質(zhì)量；當(dāng)壓灌樁位于基礎(chǔ)的局部下臥時(shí)，樁頂標(biāo)高相應(yīng)降低，樁長不變。

2)對(duì)商品混凝土坍落度進(jìn)行隨機(jī)抽檢，其控制在180～220 mm，當(dāng)混凝土坍落度達(dá)不到使用要求，不得使用，避免發(fā)生堵管現(xiàn)象，影響成樁的施工質(zhì)量。

2.2.5 鋼筋籠放置

首先，在下放鋼筋籠之前，鋼筋籠的主筋與加勁筋要確保檢查焊接牢固，然后合理布置吊點(diǎn)、調(diào)直、對(duì)中；借助樁機(jī)自帶吊鉤、塔吊或吊車，將鋼筋籠垂直于孔口上方吊起，在人工扶穩(wěn)旋轉(zhuǎn)且依靠自重狀態(tài)下連續(xù)性下入孔中，行進(jìn)中嚴(yán)禁撞擊孔壁，確保鋼筋籠保護(hù)層為50 mm。如果行進(jìn)中遇到下沉阻力過大，那么在鋼筋籠下沉至露出地面小于1 m時(shí)，可以借助樁機(jī)振動(dòng)器壓入至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3 施工中質(zhì)量缺陷問題及防控措施

3.1 導(dǎo)管堵塞問題

為防止由混凝土配合比或塌落度不符合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工要求、導(dǎo)管彎折部位較多或者前后協(xié)作不夠緊密導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞。項(xiàng)目部執(zhí)行施工中做出以下3點(diǎn)嚴(yán)控措施：

1)確保粗骨料的粒徑、混凝土的配合比和塌落度符合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工要求。

2)輸送軟、硬管及鉆桿內(nèi)管的管路避免過大變徑和彎折數(shù)量，并及時(shí)清洗干凈已拆卸的導(dǎo)管。

3)加強(qiáng)施工過程管理，保證前后施工工序有序配合，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

3.2 偏樁問題

為防止由于場(chǎng)地原因、樁機(jī)對(duì)位不準(zhǔn)確以及還有特殊地下障礙致使鉆桿跑偏等原因造成樁平移偏差和垂直度超標(biāo)偏差的偏樁現(xiàn)象。項(xiàng)目部執(zhí)行施工中做出以下3點(diǎn)嚴(yán)控措施：

1)鉆孔前，平整并壓實(shí)場(chǎng)地，確保地下障礙已清除，防止鉆桿跑偏。

2)樁身定位做到認(rèn)真測(cè)量放線及復(fù)核，嚴(yán)格控制測(cè)量誤差。

3)開鉆前，鉆機(jī)對(duì)位要嚴(yán)格控制樁機(jī)水平度和垂直度，并且在鉆進(jìn)過程中，注意復(fù)核檢查。

3.3 斷樁及夾層問題

為防止由于提鉆速度太快、泵送混凝土的速度與提鉆速度不協(xié)調(diào)或者是相鄰樁位置太近造成串孔式的斷樁及夾層現(xiàn)象。項(xiàng)目部執(zhí)行施工中做出以下兩點(diǎn)嚴(yán)控措施：

1)增加輸送混凝土泵量或配備儲(chǔ)料罐等措施，保持混凝土的連續(xù)性泵送壓灌。

2)控制鉆桿提拔速度，確保鉆桿內(nèi)管有0.1 m3以上的混凝土量。泵壓過程中，因意外原因造成壓灌停滯時(shí)間大于混凝土的初凝時(shí)間的情況，必須做到重新成孔灌樁。

3.4 樁身砼強(qiáng)度不足及回縮問題

壓灌樁對(duì)混凝土的塌落度、和易性有一定要求。但是混凝土配比中一般加粉煤灰，致使混凝土前期強(qiáng)度低，再加上粗骨料粒徑小和用水量的控制不足，也較容易造成混凝土強(qiáng)度低；成樁過程中，混凝土的振搗不足及局部范圍受土壁空隙水壓，這些都將會(huì)為縮徑埋下隱患，本工程采用商品砼，為此，項(xiàng)目部執(zhí)行施工中做出以下3點(diǎn)嚴(yán)控措施：

1)確保商品砼中粗骨料的粒徑，混凝土的配合比，外加劑、粉煤灰的出場(chǎng)質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告和塌落度檢測(cè)符合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工要求。

2)加強(qiáng)施工過程管理，提鉆成樁過程中，確保樁頂至少超灌0.3 m高，防止砂土混入孔口處的混凝土中。

3)合理選用減水劑材料，確保減水效果。

3.5 樁頭質(zhì)量問題

為防止施工操作不到位，致使樁頭質(zhì)量問題呈現(xiàn)夾泥、氣泡、浮漿太厚等問題現(xiàn)象。項(xiàng)目部執(zhí)行施工中做出以下3點(diǎn)嚴(yán)控措施：

1)對(duì)樁頂孔口的出土，做到及時(shí)清除或外運(yùn)，防止砂土進(jìn)入混凝土中。

2)排空輸送軟、硬管及鉆桿內(nèi)管內(nèi)的空氣并保證排氣閥開啟自如，防止混凝土樁頂處混凝土含氣泡；泵送壓灌過程中，要嚴(yán)格按施工要求執(zhí)行振搗，確保振搗質(zhì)量。

3)提鉆成樁過程中，確保樁頂至少超灌0.3 m高，防止因孔內(nèi)出水或砼離析造成的浮漿現(xiàn)象。

3.6 單樁承載力低問題

鉆孔入巖和樁底嵌固達(dá)不到樁設(shè)計(jì)要求，是致使單樁承載力低的主要原因，并且在黏性土地層中施工，鉆孔行進(jìn)速度也會(huì)導(dǎo)致該現(xiàn)象發(fā)生。為此，項(xiàng)目部執(zhí)行施工中做出以下3點(diǎn)嚴(yán)控措施：

1)提鉆時(shí)機(jī)要合理，增加入巖的程度；一定要確?；炷翂汗嘁欢亢螅娇商徙@，保證樁底嵌固良好。

2)在黏土層中施工時(shí)，鉆孔行進(jìn)速度要加快，防止螺旋鉆的離心作用在鉆孔壁上形成泥皮，降低成樁的摩擦阻力。

3)合理選用混凝土輸送泵施工，盡量選用規(guī)格HBT60以上，這樣可以增強(qiáng)孔內(nèi)的泵送壓力和混凝土充盈性。

4 結(jié)語

綜上所述，作為一種成樁施工普適性很強(qiáng)的樁施工工藝，使得長螺旋鉆孔壓灌樁有較大的施工優(yōu)勢(shì)。但在施工過程中也存在一些缺陷和問題，因此，必須嚴(yán)格掌握并控制好每道施工工序來確保成樁質(zhì)量，做到長螺旋鉆孔壓灌樁施工技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)正確應(yīng)用，在保證質(zhì)量前提下，實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)施工效率、施工效益最優(yōu)。

[1] 許德勝.長螺旋鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014(12):97-99.

[2] 曾建寧.長螺旋鉆孔壓灌樁施工工藝及應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015(17):106.

[3] 李恒寶.長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2014(6):16-19.

TheAnalysisofConstructionPointsandQualityControltoLongAugerBoredGroutingPile

LIU Gui-tao

(ChangchunInstituteofTechnology，Changchun130012，China)

Through the long auger bored pile foundation construction practice in Marriott Century Square project in Changchun City China，this paper summarizes the operation points in the construction of long auger bored grouting pile such as the materials and the equipment optimization，pile position，drilling，ending hold，the construction process in drilling into pile，and some other key processes，analyzes the quality problems in the construction，and proposes some corresponding quality strict control measures in order to achieve the good construction effect to control the quality of long auger bored grouting pile.

long auger bored grouting pile；operation points；quality；control

10.3969/j.issn.1009-8984.2017.03.007

2017-08-30

柳貴濤(1991-)，男(漢)，山東日照，碩士 主要研究工程項(xiàng)目管理。

TU753.3

A

1009-8984(2017)03-0029-04