嚴(yán)格控制沖孔灌注樁的施工質(zhì)量

章巧怡  陳玉順

(福建省九建建筑工程有限公司  352100)

    隨著高層建筑的發(fā)展，傳統(tǒng)的天然淺地基已不能滿足日新月異的建筑要求，于是各類樁基便應(yīng)運(yùn)而生。在眾多的樁基礎(chǔ)中沖孔以單樁大口徑，承載能力高，超深能力強(qiáng)、適用性廣而著稱。但在施工中它是其工程質(zhì)量的一種樁基，由于傳統(tǒng)的施工方法和使用機(jī)械，造成樁底沉渣難以控制，使工程留下不少隱患，增加補(bǔ)強(qiáng)費(fèi)用，加大了工程造價(jià)。因此，嚴(yán)格控制沖孔樁施工質(zhì)量，減少返工補(bǔ)強(qiáng)率是極為重要的。

一、工程概況

    寧德榮宏商貿(mào)城區(qū)B#樓工程，主樓l3層，地下室一層，框架結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)為沖孔灌注樁。單樁承載力為5000kN，樁徑為700—800cm，樁長(zhǎng)約40m，設(shè)計(jì)要求樁底沉渣控制在50mm以內(nèi)。

二、工程條件

    1.粘土夾碎石：灰黃色、稍密，僅在東部局部分布層厚0.80～1.40m；

    2.殘積砂礫粘性土：灰黃、灰白色、濕、可塑，層厚14.1—20.4m；

    3.全風(fēng)化花崗巖：灰白、灰黃密稍濕層厚l4.9—20.2m；

    4.強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(砂土狀)灰白、灰黃色密實(shí)、濕，遇水易軟化，層厚12—13m；

    5.強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(碎塊狀)灰白、褐黃、稍更、層厚0.35—3.3m；

    6.中一微同化花崗巖：灰白色、地塊、堅(jiān)礙、層厚3.O5—5.4m。

    設(shè)計(jì)要求樁尖在中一微風(fēng)化巖上，樁尖嵌巖500mm。本工程殘積粘性土層較厚，其中顆料組成百化比詳下表。

    由表上可知當(dāng)沖孔樁穿過(guò)殘積砂粘土層時(shí)，該層上礫、砂石粒級(jí)直徑較大，加上強(qiáng)風(fēng)化的花崗巖的碎石、砂粒、很容易引起沉渣，處理沉渣問(wèn)題將成為樁身質(zhì)量的首要問(wèn)題。

三、沖孔樁常規(guī)施工工藝(見圖l)

四、影響沖孔樁施工質(zhì)量及采取的措施

    從以上常規(guī)施工工藝進(jìn)行分析及施工中，筆者發(fā)現(xiàn)影響工程沖孔樁施工質(zhì)量有如下因素：

    1.放樣定位：

    由于本工程面臨大街，施工采用封閉式，而場(chǎng)地平整后成為一塊洼地，排水不暢。未施工前，放樣較準(zhǔn)確，當(dāng)沖孔樁施工時(shí)，場(chǎng)地將一片狼籍，定位木樁會(huì)受泥漿及樁機(jī)行走的影響而產(chǎn)生位移，又不可能全部埋設(shè)護(hù)簡(jiǎn)。為了確保工程質(zhì)量，我們采用了樁機(jī)未進(jìn)場(chǎng)時(shí)先放樣后灌砼護(hù)筒，復(fù)測(cè)后用砂土回填空孔，從而確保了樁身的定位準(zhǔn)確性。  

    2.防止孔壁坍塌：

    由于沖孔樁主要穿越殘積粘土層，而殘積粘土層遇水就軟化容易坍孔，為此采用措施：

    (1)要有足夠深度的砼護(hù)筒，并不得用清水開孔；

    (2)采用優(yōu)質(zhì)泥漿，并保持泥漿比重在1．30以上；

    (3)池內(nèi)在任何時(shí)候均保持足夠水位；

    (4)在松軟的殘積土層沖擊時(shí)，應(yīng)控制進(jìn)尺速度，不要因松軟，而一下子進(jìn)尺太快而使孔壁失去平衡造成坍塌；

    (5)當(dāng)設(shè)計(jì)樁距小于2．5—3D(D為樁直徑)應(yīng)采用跳打方法施工。

    3.終孔嵌巖措施：

    (1)由于地質(zhì)報(bào)告較為均勻，未有孤巖出現(xiàn)，所以根據(jù)地質(zhì)報(bào)告繪制出各種樁底基巖走向圖，初步確定各樁長(zhǎng)度參考值；

    (2)首先選不定期有地質(zhì)鉆探技術(shù)孔位置的2根樁進(jìn)行沖孔，然后分層對(duì)比、記錄進(jìn)尺深度，至中一微風(fēng)花巖面后進(jìn)尺明顯緩慢，并對(duì)照地質(zhì)報(bào)告，確定深度；

    (3)根據(jù)沖孔泥漿中的沉渣與地質(zhì)鉆探的巖心相比；此殘?jiān)�成�?/span>5mm上的不規(guī)劃立方體或有25mm以上的片狀殘?jiān)�，顏色與巖心一致；

    (4)實(shí)踐證明，當(dāng)錘重為3噸時(shí)，采用高沖程沖擊，每小時(shí)進(jìn)遲約為50mm；

    (5)雙控確定終孔；當(dāng)孔深達(dá)到樁尖參考值時(shí)，而錘擊又符合第4點(diǎn)時(shí)，可認(rèn)為達(dá)到巖面，并測(cè)量深度后，繼續(xù)施工至設(shè)計(jì)深度。

    4.沉渣控制

    樁孔底沉渣是沖孔樁的一項(xiàng)極為重要的質(zhì)量控制指標(biāo)，尤其是嵌巖樁，它直接影響房屋的安全，沉渣未控制好，直接影響基礎(chǔ)的承載力，造成建筑物不均勻下沉，所以沉渣必須有效控制。本工程設(shè)計(jì)要求沉渣不大于50mm，一般的施工方法難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，我們采用了改進(jìn)施工機(jī)械和泥漿技術(shù)，從根本上解決了這一難題，使沉渣得到良好控制，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

    (1)泥漿技術(shù)

    選用海邊百分之百的粉末狀優(yōu)質(zhì)淤泥，做為泥漿添加劑。由于本工程殘積粘土層中礫砂石比重大，在沖孔自體造漿過(guò)程會(huì)帶回大量的礫砂石進(jìn)入泥漿池，又經(jīng)泥漿再進(jìn)入樁孔內(nèi)，造成礫、砂石循環(huán)，形成了沉渣。為此，我們?cè)谀酀{回流至泥漿池時(shí)用S彎道，并在泥漿池前再設(shè)一個(gè)小的過(guò)濾池，用細(xì)鐵絲網(wǎng)做成筐狀放在過(guò)濾池內(nèi)，并專人負(fù)責(zé)，撈取S彎道上累積的礫、砂石和及時(shí)清量鐵絲網(wǎng)筐沉渣礫砂，從而極大地杜絕了沖孔過(guò)程自體造漿中攜帶的礫砂石，以便使沉渣得到控制。

    (2)改革施工機(jī)械，不間斷清洗沖孔

    要使泥漿內(nèi)礫、砂百分之百清除，在施工中是難以做到。目前，傳統(tǒng)采用清渣工藝是在利用導(dǎo)管、清渣干凈后，裝上漏斗，并裝上足夠的初灌砼量，再剪球沖注砼。按常規(guī)施工、其清孔干凈至停泵到剪球沖注砼，間歇時(shí)間不少于20～30分鐘。在間歇時(shí)間，循環(huán)泥漿停止，使礫砂石再次沉淀，形成沉渣，受泥漿比重及泥漿中含礫砂石量的比重影響，而使沉渣的厚度各不相同，加上因施工時(shí)間歇因素影響，所以造成二次沉渣的可能性大增，為此留下嚴(yán)重的施工隱患。在本工程中我們進(jìn)行了施工機(jī)械小改革，即在沖孔干凈后卸下導(dǎo)管，裝漏斗之前，先裝上一個(gè)三通，然后將泥漿導(dǎo)管接在三通口上，在上面繼續(xù)安裝漏斗和初灌砼量。此時(shí)，泥漿泵又開始工作，使循環(huán)泥漿又開始清孔，不間斷。在三通上方用鋼片攔住泥漿不往漏斗上冒漿，樁底經(jīng)過(guò)不間斷清洗，從而使沉渣無(wú)二次形成的機(jī)會(huì)，至剪球時(shí)停止泥漿泵工作，抽掉鋼片，實(shí)現(xiàn)清孔泥漿停止與剪球初灌砼之間工序轉(zhuǎn)換不大于二分鐘，使沉渣得到良好控制。

    (3)采用大初灌量(本工程初灌量為3m3)，理論上使直徑800的樁孔可以達(dá)6m，考慮樁砼的充盈系數(shù)及泥頭和導(dǎo)管內(nèi)砼的壓力比，使導(dǎo)管埋初灌量砼中約3．5m。在剪球后初灌量砼塌落度較大，物能轉(zhuǎn)化為快速?zèng)_擊勢(shì)能，沖開可能殘余的少許沉渣，使沉渣得到有效控制，確保工程質(zhì)量。

    5.砼澆筑

    由于沖孔樁砼水下砼，整個(gè)施工過(guò)程在泥中進(jìn)行，無(wú)法能直觀目測(cè)。所以嚴(yán)格控制施工程序是保證施工質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

    (1)嚴(yán)格按砼設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行施工，控制好砼坍落度；

    (2)當(dāng)初灌砼沖下后，倘須繼續(xù)澆灌砼，并觀察孔口返漿情況和計(jì)量澆灌數(shù)量和導(dǎo)管的埋設(shè)深度，導(dǎo)管應(yīng)始終埋在砼之中；

    (3)當(dāng)洞口返漿明顯減少或停止時(shí)，說(shuō)明導(dǎo)管的埋置深度過(guò)深，此時(shí)應(yīng)該將導(dǎo)管拉起并反復(fù)插入，起著振動(dòng)作用，拔出時(shí)應(yīng)緩慢。導(dǎo)管一定要在砼操作，不可拔出砼，否則前功盡棄。

    (4)砼必須連續(xù)施工，不得中途停頓；

    (5)當(dāng)砼灌至設(shè)計(jì)標(biāo)高至繼續(xù)灌注一定的超灌量，保證樁頂強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

    6.工程質(zhì)量

    本工程以上質(zhì)量控制后，沖孔樁質(zhì)量通過(guò)了3根靜載及30根動(dòng)測(cè)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所以嚴(yán)格控制沖孔樁施工質(zhì)量，是保證工程建設(shè)的重大因素之一。

五、結(jié)束語(yǔ)

    沖孔灌樁的施工質(zhì)量主要有放樣定位，孔壁坍塌，終孔嵌巖，砼質(zhì)量及沉渣而引起的，特別沉渣厚度，不得超過(guò)規(guī)范要求，因此，改進(jìn)施工機(jī)械和泥漿技術(shù)將有效控制沉渣厚度，確保工程質(zhì)量。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)