嚴格控制沖孔灌注樁的施工質量

章巧怡  陳玉順

(福建省九建建筑工程有限公司  352100)

    隨著高層建筑的發展，傳統的天然淺地基已不能滿足日新月異的建筑要求，于是各類樁基便應運而生。在眾多的樁基礎中沖孔以單樁大口徑，承載能力高，超深能力強、適用性廣而著稱。但在施工中它是其工程質量的一種樁基，由于傳統的施工方法和使用機械，造成樁底沉渣難以控制，使工程留下不少隱患，增加補強費用，加大了工程造價。因此，嚴格控制沖孔樁施工質量，減少返工補強率是極為重要的。

一、工程概況

    寧德榮宏商貿城區B#樓工程，主樓l3層，地下室一層，框架結構、基礎為沖孔灌注樁。單樁承載力為5000kN，樁徑為700—800cm，樁長約40m，設計要求樁底沉渣控制在50mm以內。

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.全風化花崗巖：灰白、灰黃密稍濕層厚l4.9—20.2m；

    4.強風化花崗巖(砂土狀)灰白、灰黃色密實、濕，遇水易軟化，層厚12—13m；

    5.強風化花崗巖(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、堅礙、層厚3.O5—5.4m。

    設計要求樁尖在中一微風化巖上，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。

    由表上可知當沖孔樁穿過殘積砂粘土層時，該層上礫、砂石粒級直徑較大，加上強風化的花崗巖的碎石、砂粒、很容易引起沉渣，處理沉渣問題將成為樁身質量的首要問題。

三、沖孔樁常規施工工藝(見圖l)

四、影響沖孔樁施工質量及采取的措施

    從以上常規施工工藝進行分析及施工中，筆者發現影響工程沖孔樁施工質量有如下因素：

    1.放樣定位：

    由于本工程面臨大街，施工采用封閉式，而場地平整后成為一塊洼地，排水不暢。未施工前，放樣較準確，當沖孔樁施工時，場地將一片狼籍，定位木樁會受泥漿及樁機行走的影響而產生位移，又不可能全部埋設護簡。為了確保工程質量，我們采用了樁機未進場時先放樣后灌砼護筒，復測后用砂土回填空孔，從而確保了樁身的定位準確性。  

    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筒，并不得用清水開孔；

    (2)采用優質泥漿，并保持泥漿比重在1．30以上；

    (3)池內在任何時候均保持足夠水位；

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

    (5)當設計樁距小于2．5—3D(D為樁直徑)應采用跳打方法施工。

    3.終孔嵌巖措施：

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

    (2)首先選不定期有地質鉆探技術孔位置的2根樁進行沖孔，然后分層對比、記錄進尺深度，至中一微風花巖面后進尺明顯緩慢，并對照地質報告，確定深度；

    (3)根據沖孔泥漿中的沉渣與地質鉆探的巖心相比；此殘渣成為5mm上的不規劃立方體或有25mm以上的片狀殘渣，顏色與巖心一致；

    (4)實踐證明，當錘重為3噸時，采用高沖程沖擊，每小時進遲約為50mm；

    (5)雙控確定終孔；當孔深達到樁尖參考值時，而錘擊又符合第4點時，可認為達到巖面，并測量深度后，繼續施工至設計深度。

    4.沉渣控制

    樁孔底沉渣是沖孔樁的一項極為重要的質量控制指標，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。本工程設計要求沉渣不大于50mm，一般的施工方法難以達到設計要求，我們采用了改進施工機械和泥漿技術，從根本上解決了這一難題，使沉渣得到良好控制，達到設計要求。

    (1)泥漿技術

    選用海邊百分之百的粉末狀優質淤泥，做為泥漿添加劑。由于本工程殘積粘土層中礫砂石比重大，在沖孔自體造漿過程會帶回大量的礫砂石進入泥漿池，又經泥漿再進入樁孔內，造成礫、砂石循環，形成了沉渣。為此，我們在泥漿回流至泥漿池時用S彎道，并在泥漿池前再設一個小的過濾池，用細鐵絲網做成筐狀放在過濾池內，并專人負責，撈取S彎道上累積的礫、砂石和及時清量鐵絲網筐沉渣礫砂，從而極大地杜絕了沖孔過程自體造漿中攜帶的礫砂石，以便使沉渣得到控制。

    (2)改革施工機械，不間斷清洗沖孔

    要使泥漿內礫、砂百分之百清除，在施工中是難以做到。目前，傳統采用清渣工藝是在利用導管、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。按常規施工、其清孔干凈至停泵到剪球沖注砼，間歇時間不少于20～30分鐘。在間歇時間，循環泥漿停止，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，為此留下嚴重的施工隱患。在本工程中我們進行了施工機械小改革，即在沖孔干凈后卸下導管，裝漏斗之前，先裝上一個三通，然后將泥漿導管接在三通口上，在上面繼續安裝漏斗和初灌砼量。此時，泥漿泵又開始工作，使循環泥漿又開始清孔，不間斷。在三通上方用鋼片攔住泥漿不往漏斗上冒漿，樁底經過不間斷清洗，從而使沉渣無二次形成的機會，至剪球時停止泥漿泵工作，抽掉鋼片，實現清孔泥漿停止與剪球初灌砼之間工序轉換不大于二分鐘，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6m，考慮樁砼的充盈系數及泥頭和導管內砼的壓力比，使導管埋初灌量砼中約3．5m。在剪球后初灌量砼塌落度較大，物能轉化為快速沖擊勢能，沖開可能殘余的少許沉渣，使沉渣得到有效控制，確保工程質量。

    5.砼澆筑

    由于沖孔樁砼水下砼，整個施工過程在泥中進行，無法能直觀目測。所以嚴格控制施工程序是保證施工質量的一個重要因素。

    (1)嚴格按砼設計配合比進行施工，控制好砼坍落度；

    (2)當初灌砼沖下后，倘須繼續澆灌砼，并觀察孔口返漿情況和計量澆灌數量和導管的埋設深度，導管應始終埋在砼之中；

    (3)當洞口返漿明顯減少或停止時，說明導管的埋置深度過深，此時應該將導管拉起并反復插入，起著振動作用，拔出時應緩慢。導管一定要在砼操作，不可拔出砼，否則前功盡棄。

    (4)砼必須連續施工，不得中途停頓；

    (5)當砼灌至設計標高至繼續灌注一定的超灌量，保證樁頂強度達到設計要求。

    6.工程質量

    本工程以上質量控制后，沖孔樁質量通過了3根靜載及30根動測試驗。試驗結果，均達到設計要求，所以嚴格控制沖孔樁施工質量，是保證工程建設的重大因素之一。

五、結束語

    沖孔灌樁的施工質量主要有放樣定位，孔壁坍塌，終孔嵌巖，砼質量及沉渣而引起的，特別沉渣厚度，不得超過規范要求，因此，改進施工機械和泥漿技術將有效控制沉渣厚度，確保工程質量。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)