陳昌寧

中交（廈門(mén)）投資有限公司（361000）

沖孔灌注樁的施工技術(shù)研究

陳昌寧

中交（廈門(mén)）投資有限公司（361000）

隨著高層建筑的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，基礎(chǔ)工程中復(fù)雜的地質(zhì)條件的情況越來(lái)越多，沖孔灌注樁的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。沖孔灌注樁是現(xiàn)代建筑基礎(chǔ)施工中常用的施工工藝，具有適用范圍廣、施工便捷、承載能力高等特點(diǎn)，能夠在風(fēng)化巖層、碎石土、填土、砂土、黏性土等眾多復(fù)雜地層中使用。這里以某高層建筑沖孔灌注樁施工為例，結(jié)合二次清孔，介紹了沖孔灌注樁在復(fù)雜地層中的施工內(nèi)容。

施工技術(shù)；沖孔灌注樁；氣舉反循環(huán)；清孔成樁

1 工程概況

某A2子地塊工程地下室1層，上部建筑為32層框剪結(jié)構(gòu)，總建筑面積7萬(wàn)m2，高層部分基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁，別墅區(qū)及地下室部分采用PHC管樁，該場(chǎng)地地質(zhì)概況如表1所示?；鶐r在地層深度分布變化很大，深淺不一，存在斷層破碎帶，且其中分布有孤石,給樁基施工帶來(lái)許多不可預(yù)測(cè)的因素，也加大了施工難度。

2 施工技術(shù)

2.1 沖孔及成樁

2.1.1 施工工序

沖孔灌注樁施工工序:

測(cè)量放線(xiàn)→開(kāi)孔及埋設(shè)護(hù)筒→樁機(jī)就位→沖孔至設(shè)計(jì)持力層→驗(yàn)孔→清孔→安放鋼筋籠→下導(dǎo)管→下風(fēng)管→氣舉反循環(huán)清孔→灌注混凝土→成樁。

2.1.2 沖孔技術(shù)措施

1）遇“探頭石”的處理

沖孔時(shí)遇孔內(nèi)一邊有大塊石伸進(jìn)孔內(nèi)，其余孔邊是細(xì)小塊石、砂層或土層時(shí)(俗稱(chēng)遇“探頭石”)，往下沖孔時(shí)會(huì)發(fā)生偏孔現(xiàn)象，應(yīng)向孔內(nèi)填入塊石至高出探頭石1.0～1.5 m處，然后沖錘沖孔。開(kāi)始沖程要適當(dāng)降低，待塊石沖實(shí)后，沖錘沖時(shí)受力均勻。然后換用較高沖程，將探頭石及塊石一起擊碎。若此后還有偏孔，重復(fù)上述方法繼續(xù)修正。

2）漏漿處理

沖孔過(guò)程中必須注意補(bǔ)充水量(泥漿)，維持護(hù)筒內(nèi)應(yīng)有的水頭高度，防止孔壁坍塌。如發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)象，護(hù)筒內(nèi)水位緩慢下降，針對(duì)漏水原因可進(jìn)行如下處理:屬于護(hù)筒漏水時(shí)，應(yīng)用黏土在護(hù)筒周?chē)钔良庸?，漏水?yán)重時(shí)應(yīng)返工重埋護(hù)筒；如在沖孔時(shí)發(fā)生孔內(nèi)水位驟降,很可能是遇到溶洞，向孔內(nèi)拋填塊石,隨著沖孔過(guò)程向孔內(nèi)不斷投入黏土、片石、水泥，用沖錘擠壓空隙堵塞漏洞。

表1 分層巖土的物理力學(xué)指標(biāo)

3）卡錘預(yù)防措施

沖孔時(shí)如不注意很容易出現(xiàn)卡錘，預(yù)防措施如下:①定期檢查錘齒磨損情況，嚴(yán)禁使用蒜頭錘，入巖后提錘不能太低，防止出現(xiàn)梅花形孔，偏心過(guò)大或不圓的錘不能使用；②錘頂彈應(yīng)靈活，損壞要及時(shí)更換，注意新?lián)Q錘的直徑變化情況，開(kāi)始沖程不宜過(guò)大。

4）確認(rèn)全面入巖

沖孔樁質(zhì)量控制的關(guān)鍵是要確認(rèn)全面入巖，盡管有超前鉆探以及設(shè)計(jì)人員根據(jù)超前鉆探確定的樁底標(biāo)高，但畢竟超前鉆探的鉆孔很小，反映的情況有限,可能超前鉆探的鉆孔處入了巖，而旁邊的地方卻沒(méi)有入巖。因此，當(dāng)沖孔施工沖至巖層面時(shí)，要用線(xiàn)錘沿樁孔的四周吊吊,看是否都是同樣的巖石，即全面入巖。本工程沖孔深度為樁端全斷面至少進(jìn)入持力層(中風(fēng)化花崗巖)內(nèi)1 m，如遇到孤石、斷層要穿過(guò)孤石及斷層，樁端必須進(jìn)入設(shè)計(jì)持力層，并滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2.1.3 清孔成樁

沖孔后采用二次氣舉反循環(huán)清孔。樁孔到達(dá)設(shè)計(jì)深度后，將沖頭提高10～15 cm，用換漿法進(jìn)行首次清孔。先下放鋼筋籠，鋼筋籠外周隔一定距離設(shè)混凝土墊或鋼筋“耳朵”，以確保鋼筋保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠安放時(shí)應(yīng)到位，保持“正、直、中”。鋼筋籠分段制作,主筋搭接采納應(yīng)用滿(mǎn)焊搭接。再下灌注導(dǎo)管,利用灌注導(dǎo)管進(jìn)行二次氣舉反循環(huán)清孔。開(kāi)始送風(fēng)時(shí)應(yīng)先往導(dǎo)管內(nèi)補(bǔ)漿，停止清孔時(shí)應(yīng)先關(guān)氣后斷漿。在清孔的過(guò)程中特別要注意往護(hù)筒內(nèi)補(bǔ)充泥漿，嚴(yán)防因補(bǔ)漿不足而造成塌孔，確?？椎壮猎怀^(guò)30 mm。反循環(huán)清孔完成后，馬上進(jìn)行水下混凝土澆筑。樁身采用C35混凝土澆筑，導(dǎo)管下孔長(zhǎng)度依照孔深調(diào)配，滿(mǎn)足導(dǎo)管底端至孔底300～500 mm。澆筑混凝土應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，澆筑前作好設(shè)備工具檢修,盡量避免各種意外事故的發(fā)生，導(dǎo)管隨樁身混凝土澆筑深度上升不停提拔、拆卸。提拔時(shí)嚴(yán)禁將底管口拔出混凝土面，且滿(mǎn)足導(dǎo)管底端埋入混凝土面2～6 m，且應(yīng)控制好最后一斗混凝土的灌注量。為了保證灌注混凝土質(zhì)量，混凝土的充盈系數(shù)≥1.1且超灌高度應(yīng)≥0.8 m。

2.2 后注漿技術(shù)

由于沖孔灌注樁的施工工藝特點(diǎn)，深孔孔底沉渣不易徹底清除，會(huì)影響樁端承載。在成孔中為避免塌孔必須采用泥漿護(hù)壁，泥漿護(hù)壁所形成的泥皮也會(huì)影響樁側(cè)摩阻力；因此采用樁底和樁側(cè)后注漿技術(shù)，其主要目的是減輕或消除孔底沉渣和樁側(cè)泥漿護(hù)壁對(duì)單樁極限承載力的影響，提高單樁承載力。

本工程設(shè)計(jì)為端承樁，所以采用樁底后注漿技術(shù)。在成樁2 d后從預(yù)留的注漿管開(kāi)始進(jìn)行注漿，注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點(diǎn)的距離應(yīng)大于8 m，每根樁注漿時(shí)間為1～2 h，以水壓試驗(yàn)的穩(wěn)定壓力1.5 MPa為初始注漿壓力，以終壓漿壓力大于3 MPa和注漿量為1 000 kg水泥量作為施工的控制指標(biāo)。對(duì)個(gè)別樁注漿壓力低于3 MPa，灌入量較大的樁，當(dāng)?shù)孛嫖闯霈F(xiàn)冒漿時(shí)，可適當(dāng)增加水泥的注入量，注入量一般控制在2 000 kg左右。對(duì)注漿壓力高于5 MPa、可注性差的樁，現(xiàn)場(chǎng)采用濃漿慢速灌注及注注停停間歇注漿的辦法，其終止時(shí)間以注漿壓力控制，最大注漿壓力不高于7 MPa，且水泥量不少于800 kg。每根樁注漿完畢，立即將注漿管擰上堵頭，以防回漿，影響注漿效果。在樁基工程完成后，委托第三方選取在最不利條件下施工的沖孔灌注樁基分別采用試樁靜載、鉆芯法及動(dòng)測(cè)進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)。其結(jié)果分別為:

1）選取6根試樁作為單樁豎向抗壓極限承載力試驗(yàn)，極限承載力下樁頂最大沉降為13.6 mm，最小沉降為7.6 mm，遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的40 mm。

2）鉆芯檢測(cè)樁數(shù)10根，各受檢樁樁身完整性、混凝土強(qiáng)度代表值、樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度以及持力層性狀均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3）動(dòng)測(cè)樁數(shù)130根，其中I類(lèi)樁123根，占94.6%；II類(lèi)樁7根，占5.4%。對(duì)比其他相似工程未進(jìn)行注漿技術(shù)情況下,樁長(zhǎng)在50 m左右單樁豎向極限承載力試驗(yàn)下樁頂最大沉降量普遍在20～30 mm，有的甚至還超出規(guī)范要求的40 mm。

可以得出，樁底后注漿技術(shù)對(duì)彌補(bǔ)沖孔灌注樁的深孔清渣難的不足起到較好的效果，并且提高了端承樁的單樁承載力。

3 結(jié)語(yǔ)

從本工程沖孔灌注樁的施工中總結(jié)以下兩點(diǎn):

1）采用二次氣舉反循環(huán)清孔工藝，可加快清孔速度提高清孔質(zhì)量。