王竹芳

（安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所(國土資源部合肥礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心)，安徽 合肥 230000）

大量的工程建設(shè)實(shí)踐表明[1]，基礎(chǔ)工程施工時(shí)，科學(xué)應(yīng)用鉆孔混凝土灌注樁技術(shù)，具有施工快速、噪音低、污染輕微、質(zhì)量優(yōu)良等優(yōu)勢特征。但灌注樁在施工期間，在人員、工程地質(zhì)條件與工藝技術(shù)水平等多種因素的作用下，施工期間可能出現(xiàn)沉渣過厚、斷樁、塌孔等多種質(zhì)量問題，影響工程進(jìn)度，增加造價(jià)成本。故而，明確鉆孔混凝土灌注樁基樁的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)，具有很大現(xiàn)實(shí)意義，基于此本文對相關(guān)設(shè)計(jì)與施工方法做出較詳細(xì)探究。

1 工程概況

某某廣場三期工程在建設(shè)期間，基礎(chǔ)擬采用機(jī)械鉆孔混凝土灌注樁，樁端持力層為場地第⑧層（中風(fēng)化閃長巖），采用機(jī)械鉆孔混凝土灌注法施工，樁基施工前，為給設(shè)計(jì)提供承載力參數(shù)，場地靜載試驗(yàn)樁總數(shù)為4根。工程地質(zhì)類型有：雜填土（層厚：0.20～ 5.50Qml）、粉質(zhì)粘土（0.80～ 3.30Q4al）、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土（0.70～8.30Q4al）、粉質(zhì)粘土（0.70～ 8.30Q4al）?，F(xiàn)擬定采用機(jī)械鉆孔混凝土灌注樁施工，樁身直徑為700mm，進(jìn)入樁端持力層＞1.0m，混凝土強(qiáng)度C40。場地試驗(yàn)樁號為SZH1、SZH2、SZH3、SZH4，預(yù)估特征值分別為5650kN、5650kN、5675kN、5675kN，經(jīng)試驗(yàn)檢測，該工程場地條件下機(jī)械鉆孔混凝土灌注樁（指試驗(yàn)樁型：樁長21.20m～25.50m，樁徑700mm，樁端持力層為中風(fēng)化閃長巖）的單樁豎向抗壓承載力特征值為4105kN，未達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期要求。后經(jīng)多方研究分析，主要原因是在灌注樁施工過程中，混凝土灌注不及時(shí)，沉渣未清理干凈，導(dǎo)致靜載試驗(yàn)后期樁頂沉降過大。

2 本次靜載試驗(yàn)單樁豎向抗壓極限承載力的取值原則

根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對于陡降型Q～S曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對應(yīng)的荷載值。

根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征確定：取S～lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯彎曲的前一級荷載。

某級荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h未達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，取前一級荷載。

對于緩變型Q～S曲線可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40mm對應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量；對于直徑大于或等于800mm的樁，可取S=0.05D（D為樁端直徑）對應(yīng)的荷載值。

當(dāng)按照上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)，樁的豎向抗壓承載力應(yīng)取最大試驗(yàn)荷載值。

例如圖1為 SZH2單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)Q～S、S～lgt曲線。從編號SZH2試驗(yàn)樁的單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)Q～S曲線可以看出，當(dāng)荷載加至9040kN后，樁頂沉降量為28.58mm，該級荷載作用下的樁頂沉降量為2.98mm，當(dāng)荷載最大加至10170kN后，樁頂最大沉降量為42.72mm，該級荷載作用下的樁頂沉降量為14.14mm；從卸載回彈情況看，完全卸載后樁頂殘余沉降為24.94mm，最大回彈量為17.78mm，回彈率為41.62%。根據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106-2014)規(guī)范第4.4.2條，該試驗(yàn)樁的單樁豎向抗壓極限承載力應(yīng)取末前級試驗(yàn)荷載值9040kN。

圖1 SZH2單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)Q～S曲線示意圖

3 鉆孔混凝土灌注樁的基樁施工方法要點(diǎn)

3.1 鉆孔

在灌注樁施工鉆孔工序結(jié)束后，應(yīng)精確測量鉆孔深度，需保證鉆孔深度略大于施工設(shè)計(jì)的孔深來控制，這主要是因?yàn)殂@機(jī)設(shè)備鉆孔工序結(jié)束后，在成孔的最下端，一般通常會存有比設(shè)計(jì)要求的孔徑小一段結(jié)構(gòu)（約為30㎝），故而鉆機(jī)鉆孔工序中一定要保證其比施工設(shè)計(jì)孔洞要深20～40㎝，進(jìn)而滿足工程設(shè)計(jì)要求的孔洞規(guī)格。鉆孔施工結(jié)束后，應(yīng)對成孔尺寸、深度及孔壁結(jié)構(gòu)完整性等指標(biāo)全面檢查，保證其均和工程設(shè)計(jì)相符后，快速進(jìn)入到清孔工序，以防間隔時(shí)間過長造成孔底沉淀物增多，一方面會延長清孔作業(yè)時(shí)間，另一方面清孔作業(yè)時(shí)間若延長，也會增加塌孔事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。在鉆孔過程中，需加強(qiáng)對鉆機(jī)速度的控制，在孔深4.0m的范疇中，鉆入速度應(yīng)＜2m/h，在后續(xù)鉆進(jìn)過程中速度應(yīng)≤3m/h。在覆蓋層始終要維持減壓鉆進(jìn)，且需保證鉆入速度和泥漿排放量之間的適宜性[2]。本工程地下水位埋深2～3m，泥漿壓力＞水壓力，即滿足施工規(guī)范要求。

3.2 清孔

清孔為混凝土灌注樁施工期間的關(guān)鍵一環(huán)，其目的是清除成孔孔底的沉渣，以保證鉆孔符合相關(guān)規(guī)范與工程設(shè)計(jì)要求。但多數(shù)施工單位在基樁建設(shè)期間，未能予以清孔作業(yè)一定重視，甚至認(rèn)為鉆孔結(jié)束后若能及時(shí)開展混凝土灌注工序，漏斗灌注混凝土?xí)r，若首次封底順利通常不會形成較嚴(yán)重問題，且部分施工單位為減縮工期，而采取減縮沖孔時(shí)間的方法，以上操作行為均是未重視清孔在基樁施工期間意義的表現(xiàn)，若直接開展混凝土灌注工序，則很可能導(dǎo)致灌注樁樁底承載性能不斷降低，進(jìn)而影響基樁施工質(zhì)量。在清孔工序結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)灌注混凝土，以防等待時(shí)間過長，造成長孔底有新沉渣形成，需再次清孔，增加基樁施工時(shí)間。在對地基孔洞清理時(shí)，施工人員要對孔底沉渣厚度進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，使其＜5.0cm[3]。此外，清孔過程中應(yīng)維持鉆孔內(nèi)泥漿面高于地下水位1.5～2.0m，以防出現(xiàn)塌孔事故。

3.3 混凝土澆筑[4]

在基樁施工期間，在每罐混凝土灌注工序完成后，均需及時(shí)進(jìn)行測量已澆筑混凝土頂面的標(biāo)高與導(dǎo)管在已澆筑混凝土中敷設(shè)的深度，以精確把控導(dǎo)管應(yīng)拔升的長度并實(shí)現(xiàn)對塌孔情況的科學(xué)預(yù)測。在混凝土中，導(dǎo)管的敷設(shè)深度通常是2～3m，以促進(jìn)混凝土澆筑作業(yè)的有序開展，針對拔出后的導(dǎo)管，應(yīng)及時(shí)沖洗，以防出現(xiàn)銹蝕而影響使用壽命。混凝土灌注期間需盡量保證混凝土澆筑作業(yè)的連續(xù)性、快速性，若施工期間混凝土澆筑中斷時(shí)間＞30min，則建議要上下活動導(dǎo)管，以保證混凝土流動性的優(yōu)良性，而降低導(dǎo)管拔升過程的難度。加強(qiáng)對孔底與導(dǎo)管間距離的控制，通常約為40 cm，敷設(shè)深度在2～6 cm取值為宜。加強(qiáng)對基樁混凝土澆筑時(shí)間的管理，通常≤4～5h。

4 結(jié)語

本文結(jié)合具體工程案例，對鉆孔混凝土灌注樁基樁的承載力取值與施工要點(diǎn)進(jìn)行較詳細(xì)探究，認(rèn)為在具體施工作業(yè)期間，應(yīng)全面考慮周邊環(huán)境、水文土質(zhì)等各個(gè)因素，加強(qiáng)對樁基施工各個(gè)參數(shù)的調(diào)控，以全面提升樁基的承載力與穩(wěn)定性。實(shí)踐表明，加強(qiáng)鉆孔混凝土灌注樁的基樁施工方法和施工工藝的過程控制的研究，有利于提升工程樁基施工的質(zhì)量，為工程后續(xù)施工創(chuàng)造較優(yōu)良的條件。