陳 兵

（湖南水利水電工程監(jiān)理有限公司，湖南 長沙 410007）

洞庭湖區(qū)河網(wǎng)密布，由于其特殊的地理?xiàng)l件，湖區(qū)內(nèi)廣泛分布著深厚的軟土地層，主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、軟塑狀粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)砂土組成[1]。該類軟土抗剪強(qiáng)度低，作為地基土?xí)r，地基承載能力低，在其上修建建筑物時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)地基不均勻沉陷、塑流剪切滑移等工程問題[2]因此，在施工過程中需進(jìn)行地基處理。鉆孔灌注樁是地基處理中常見的一種形式，目前被廣泛應(yīng)用于房屋建筑、水工建筑物、道路橋梁基礎(chǔ)等工程的施工中。由于地質(zhì)條件的不確定性，鉆孔灌注樁在施工過程中常會(huì)出現(xiàn)塌孔、傾斜等問題[3]。本文結(jié)合共雙茶垸分洪閘工程管理用房基礎(chǔ)的施工實(shí)際運(yùn)用，對鉆孔灌注樁的施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行研究。

1 工程概況

共雙茶垸分洪閘工程管理用房，位于共雙茶垸分洪閘右岸連接堤回填區(qū)，場地地面高程為（35.62～36.04）m，寬度約80 m。堤外為南洞庭湖，為國家級(jí)濕地保護(hù)區(qū)緩沖區(qū)，地面高程為（27.23～28.59）m；堤內(nèi)基本農(nóng)田、溝塘縱橫交錯(cuò)，地形平整，地面高程為（27.8～28.3）m。管理用房地基自上而下依次為：①人工填土（QS）為右岸連接堤新回填土，成分以粉質(zhì)黏土、砂壤土為主，混夾粉細(xì)砂，結(jié)構(gòu)欠密實(shí)，厚（7.5～8.7）m；②灰黃色、灰褐色粉質(zhì)黏土（Q4al+l），濕潤，呈可塑狀，厚（0.7～1.4）m；③深灰色、灰綠色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土（Q4al+l），夾薄層粉細(xì)砂，淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土呈軟塑狀，厚（1.7～3.1）m，薄層粉細(xì)砂呈千層餅狀，粉細(xì)砂單層厚度一般為（0.3～8）cm；④灰白色、黃褐色、夾灰褐色粉質(zhì)黏土（Q3al）具似網(wǎng)紋狀結(jié)構(gòu)，呈可塑～硬塑狀，厚（3.8～5.6）m；⑤灰白色、灰褐色砂礫石（Q3al），中密，鉆孔揭露未見底。場地地下水埋深（3.1～4.8）m。

2 鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)方案

根據(jù)管理用房基礎(chǔ)地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)單位采用了鉆孔灌注樁進(jìn)行基礎(chǔ)處理，直徑Φ500 鉆孔灌注樁，ZJ1（Φ500）樁長約15 m，單樁豎向承載力特征值為880 kN，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30F200（按水下混凝土進(jìn)行施工），抗?jié)B等級(jí)不小于P8，充盈系數(shù)不小于1.1，鋼筋混凝土保護(hù)厚度為50 mm，水灰比不大于0.45，樁頂混凝土超灌高度不小于0.4 m，水下混凝土施工應(yīng)嚴(yán)格按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）進(jìn)行澆筑施工。灌注樁剖面圖如圖1 所示。

圖1 灌注樁剖面圖

3 鉆孔灌注樁施工

3.1 施工布置

場地平整后，測量人員進(jìn)行放樣，臨時(shí)用電由300 kW 柴油發(fā)電機(jī)提供，鉆機(jī)采用長螺旋鉆機(jī)（CFG-23），鉆桿長度為23 m，鉆機(jī)組裝完成即可開始施工，混凝土由自建拌合站生產(chǎn)，使用地泵灌注混凝土。具體孔位布置如圖2 所示。

3.2 鉆孔方式選擇

由于本項(xiàng)目施工區(qū)域?yàn)樾禄靥钔?，考慮到施工過程中可能出現(xiàn)塌孔問題，因此，采用長螺桿旋挖鉆孔技術(shù)，鉆桿長度為23 m，鉆孔至設(shè)計(jì)高程后，利用鉆桿壓灌注混凝土，在提鉆時(shí)將土體帶出，鉆孔順序?yàn)橥S跳孔施工，避免設(shè)備來回轉(zhuǎn)移對樁身造成破壞。

3.3 施工流程

施工具體的施工流程：施工放樣—→復(fù)核樁位—→鉆機(jī)就位—→鉆孔—→灌注混凝土—→安裝鋼筋籠—→成樁檢測。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 施工過程中容易出現(xiàn)的問題及原因分析

1）孔斜。鉆孔過程中，孔斜偏差過大，會(huì)嚴(yán)重影響成樁質(zhì)量，不僅會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠無法順利入孔，也會(huì)影響樁基豎向承載能力；返工處理也會(huì)導(dǎo)致工期延長及資源的浪費(fèi)。發(fā)生孔斜的主要原因有：①設(shè)備原因。鉆桿本身垂直度存在偏差。②人為原因。設(shè)備安裝不平整或擺放在基礎(chǔ)為不均勻地面，發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)未及時(shí)校正。③地質(zhì)原因。鉆孔位置正好處于土石分界線或存在孤石，都可能引起孔斜（本工程不存在此種地質(zhì)情況）。

2）串孔。地質(zhì)條件較差或兩孔之間間距較小時(shí)，容易出現(xiàn)串孔現(xiàn)象。發(fā)生串孔的主要原因有：本工程地質(zhì)條件多為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土夾細(xì)砂，容易形成流沙層，相鄰孔依次施工時(shí)，時(shí)間間隔一般為15 min，混凝土流動(dòng)性較大，容易造成串孔。

3）鋼筋籠無法入孔。鋼筋籠入孔過程中，可能出現(xiàn)鋼筋籠頭插入孔壁內(nèi)，導(dǎo)致鋼筋籠無法入孔。在89#樁施工時(shí)就遇到了鋼筋籠無法入孔的情況。發(fā)生的主要原因有：①鉆孔時(shí)，發(fā)生孔斜。②鋼筋籠安裝時(shí)未與孔位垂直，鋼筋籠插入孔壁，導(dǎo)致無法入孔。③本工程樁徑為500 mm，鋼筋籠直徑為400 mm，從施工工藝可看出，若混凝土骨料粒徑較大，可能卡住籠體。

4）混凝土澆筑質(zhì)量不合格?；炷磷陨碣|(zhì)量問題或者灌注過程中混凝土供應(yīng)不及時(shí)、孔內(nèi)涌水等都可能導(dǎo)致出現(xiàn)斷樁或混凝土澆筑質(zhì)量不合格的情況。發(fā)生的主要原因有：①樁身較長，無法振搗，混凝土和易性較差。②施工工藝原因，孔底沉渣無法清除。③鉆桿提升過快，導(dǎo)致孔壁塌孔與混凝土混合。④混凝土供應(yīng)不及時(shí)。⑤汛期洞庭湖地下水位較高，土體含水量較高，存在透水層時(shí)，可能對樁體形成滲透破壞，影響樁身完整性。

4.2 解決方案

1）針對孔斜及串孔問題：

①施工前對設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，確保垂直度符合要求。

②樁機(jī)安裝時(shí)，夯實(shí)基礎(chǔ)，操作人員需通過水平尺確認(rèn)靜態(tài)下鉆機(jī)是否平整，在鉆孔時(shí)，時(shí)刻觀測，出現(xiàn)偏斜時(shí)，及時(shí)調(diào)整。

③詳細(xì)了解地勘資料，對可能發(fā)生偏斜的位置，做好預(yù)案。

④串孔的防治，通過跳孔施工及保證足夠混凝土終凝時(shí)間差即可避免。

2）針對鋼筋籠無法入孔問題：

①所采購的鋼筋必須檢驗(yàn)合格，方可投入使用，鋼筋籠制作過程中，鋼筋型號(hào)、布置間距、鋼筋籠長度及焊接長度必須滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，在灌注完成后，立即開始鋼筋籠吊裝，將鋼筋籠完全吊起，然后垂直插入孔內(nèi)，須保證鋼筋籠垂直度，避免偏斜而插入孔壁，導(dǎo)致鋼筋籠無法放置至設(shè)計(jì)高程。

②因存在超徑骨料摩擦導(dǎo)致無法插入時(shí)，可采用振動(dòng)錘敲擊而入，若仍不能，只能將鋼筋籠提出，重新掃孔并灌注混凝土后，再次重復(fù)該工序。

③當(dāng)按上述方法仍然存在個(gè)別鋼筋籠無法入孔的情況時(shí)，可報(bào)告設(shè)計(jì)單位研究處理。如在89#孔鋼筋籠安裝時(shí)，鋼筋籠下放至8 m，無法下放，用振動(dòng)錘敲擊進(jìn)入3 m，仍有4 m 無法插入，此時(shí)，鋼筋籠已完全卡死，無法上提；經(jīng)設(shè)計(jì)單位確定，重新增加1 根樁，呈三角承臺(tái)布置。

3）針對混凝土澆筑問題：

①混凝土澆筑前應(yīng)先對原材料進(jìn)行檢測，對配合比進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范》（GB 51004-2015）要求，骨料粒徑不宜大于30 mm，塌落度控制在200 mm 左右。

②孔底沉渣無法清除，鉆孔時(shí)，應(yīng)超過設(shè)計(jì)孔深不小于30 cm，方可保證有效樁長滿足設(shè)計(jì)要求。

③根據(jù)試驗(yàn)樁的灌注情況，必須保證有富余混凝土量方可進(jìn)行灌注，避免因混凝土供應(yīng)不上而出現(xiàn)斷樁。

④提樁速度不宜過快，應(yīng)根據(jù)灌注進(jìn)度均勻上升，灌注超過樁頂高程不應(yīng)小于0.4 m。

⑤出現(xiàn)涌水情況時(shí)，應(yīng)擴(kuò)大樁徑增加混凝土保護(hù)層厚度，同時(shí)，縮短混凝土的終凝時(shí)間，減小地下水對樁身的滲透破壞。

5 施工質(zhì)量檢驗(yàn)

施工完成后，根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ 106-2014）及設(shè)計(jì)要求，對成樁效果進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，主要檢驗(yàn)單樁豎向承載力、樁身完整性及混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)。

1）單樁豎向承載力。采用靜載試驗(yàn)方式進(jìn)行承載力檢驗(yàn)，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總數(shù)的1%，且不少于3 根，本項(xiàng)目共抽檢了3 根樁，用配重塊逐級(jí)加壓至1 760 kN（2 倍設(shè)計(jì)特征值）后，趨于穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的荷載特征值。

2）樁身完整性。采用低應(yīng)變動(dòng)測進(jìn)行樁身完整性檢驗(yàn)，抽檢數(shù)量不少于總數(shù)的30%，且不少于20 根，每個(gè)承臺(tái)下不得少于1 根，本項(xiàng)目共抽檢了32 根樁，檢驗(yàn)結(jié)果為31 根樁樁身完整（Ⅰ類），1 根樁存在輕微缺陷（Ⅱ類）。

3）混凝土抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)。混凝土達(dá)到齡期后，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測10 組，平均強(qiáng)度最大值為35.4 MPa，最小值為33.3 MPa，均滿足設(shè)計(jì)要求。抗?jié)B等級(jí)檢測2 組，均無滲水情況。

根據(jù)檢測結(jié)果可知，單樁承載力、樁身完整性及混凝土的抗?jié)B、抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求，證明旋挖鉆孔灌注樁應(yīng)用于淤泥質(zhì)軟土地基加固具有較強(qiáng)的可操作性，整個(gè)施工過程中有效避免了斷樁、孔斜、串孔等現(xiàn)象，提高了成樁質(zhì)量。

6 結(jié) 語

綜上所述，影響灌注樁成樁質(zhì)量的因素有很多，只要重視施工中可能存在的孔斜、串孔、鋼筋籠無法入孔及混凝土澆筑等問題，詳細(xì)掌握施工地質(zhì)情況，及時(shí)做好設(shè)備檢查，原材料質(zhì)量控制等預(yù)防措施，提高施工人員質(zhì)量意識(shí)及管理水平，嚴(yán)格控制各工序的施工質(zhì)量，就能進(jìn)一步提高樁基施工的質(zhì)量水平。