劉曉平

(四川大安建筑工程有限責(zé)任公司，四川成都 610063)

在樁基礎(chǔ)施工新工藝不斷創(chuàng)新的今天，沖孔灌注樁以其獨(dú)特的優(yōu)勢仍在大型建筑物、構(gòu)筑物中被廣泛采用。從房屋建筑到公路橋梁的基礎(chǔ)都大量采用灌注樁，而沖孔灌注樁適用于各種復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造中施工?？纱┩刚承酝痢⑸巴?、碎石、礫石等，軟硬變化大的巖層，地下水位高或低都能施工。

灌注樁單樁承載力大，樁身剛度大，除能承受較大的豎向荷載外，還能承受較大的橫向荷載，增強(qiáng)建筑物的抗震能力，能有效地抗住邊坡滑動作為抗滑樁、基坑開挖的支護(hù)樁，在逆作法施工中作結(jié)構(gòu)柱使用。

由于灌注樁不象預(yù)制樁需搬運(yùn)，需承受打擊或壓樁施工。因而灌注樁的鋼筋配筋率較低，可僅按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求配筋。這樣既確保結(jié)構(gòu)受力的需要又節(jié)約了鋼筋，降低了成本。

沖孔灌注樁的施工設(shè)備簡單、施工成本低可與人工挖孔樁相比擬。但沖孔灌注樁的施工安全性比人工挖孔樁要安全得多。

但沖孔灌注樁的施工環(huán)節(jié)多，影響樁質(zhì)量的人為因素較多。如果缺少施工經(jīng)驗(yàn)或管理不當(dāng)，會發(fā)生縮徑、斷樁、樁身夾泥等問題嚴(yán)重影響樁的承載力。

要確保沖孔灌注樁的施工質(zhì)量應(yīng)抓好各施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理。

1 施工前的準(zhǔn)備工作

1.1 樁位確定

樁位確定既要確定樁的平面位置又要確定樁的高程。應(yīng)在現(xiàn)場視線開闊、不妨礙施工的地方設(shè)控制點(diǎn)并設(shè)置護(hù)樁，既作保護(hù)用又可作為控制點(diǎn)的預(yù)備點(diǎn)，可與主控點(diǎn)相互檢測用。施工中需使用這些控制點(diǎn)時(shí)，首先要檢查這些點(diǎn)是否有移動或下沉。

1.2 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒用厚6～8 mm 鋼板卷成，內(nèi)徑比樁徑大20～30 cm，長1.5～2 m。在樁位處挖比護(hù)筒外徑大80～100 cm 的圓坑。在坑底填筑30～50 cm 的粘土，分層夯實(shí)。護(hù)筒放入坑內(nèi)后可作平面位置和垂直度的調(diào)整。同時(shí)在護(hù)筒周圍用粘土填筑固定和密封護(hù)筒外與地面的縫隙。要求護(hù)筒的位置偏差不大于5 cm，護(hù)筒傾斜不大于1%，護(hù)筒頂面高出地面30 cm，并留有出漿口。

1.3 安置鉆機(jī)

鉆機(jī)應(yīng)安置在樁位處，其底座處的土壤應(yīng)是密實(shí)的，不得直接安置在不密實(shí)的回填土上。不然可能使鉆機(jī)底座不均勻沉降，影響施工質(zhì)量，如果鉆機(jī)底座不均勻沉降嚴(yán)重還有可能引起鉆機(jī)傾翻釀成事故。

鉆機(jī)機(jī)架安裝就位后要精確測平，平面坐標(biāo)位置偏差不大于2 cm。此后的沖孔及孔的位置、垂直度都是以機(jī)架為基準(zhǔn)的。在沖孔過程中應(yīng)經(jīng)常檢查，及時(shí)糾正機(jī)架的傾斜和位移，使沖孔機(jī)頂端的起吊鋼絲繩和樁中心在同一垂線上。

1.4 泥漿制備

泥漿在沖孔灌注樁施工中起著重要的作用。泥漿可在孔壁處形成一層泥皮，因泥漿的密度大于水的密度，形成的壓強(qiáng)差可阻隔孔外地下水的滲入，保護(hù)孔壁不坍塌。同時(shí)因泥漿的密度大，使沖孔產(chǎn)生的渣土、碎石產(chǎn)生的浮力更大，易被流動的泥漿帶出孔外。泥漿還可起到冷卻和潤滑的作用。

要求用優(yōu)質(zhì)黃泥制作泥漿，如能用膨潤土則更好。泥漿的密度以1.15～1.20 含砂率少于3%為好。

如果工地地表素土質(zhì)量較好，也可用原土造漿，即在護(hù)筒內(nèi)注入清水，直接投入粘土，用沖擊錐以小沖程反復(fù)沖擊造漿。

2 沖孔灌注樁施工

2.1 沖孔

一般選用平底鉆頭，沖孔時(shí)沖程的大小和泥漿的密度與通過的土層情況有關(guān)。開始時(shí)采用小沖程，并加大泥漿密度，反復(fù)沖擊使孔壁堅(jiān)實(shí)，進(jìn)尺速度不大于0.5 m/h。在通過堅(jiān)巖層時(shí)采用4～5 m 大沖程，使巖層破碎。在任何情況下最大沖程不宜超過6 m，以防卡鉆及沖壞孔壁或使孔徑不圓。在易坍塌或易滲漏地層如粉砂層采用小沖程，進(jìn)尺速度在0.3 m/h，并提高泥漿密度，確保形成穩(wěn)定的孔壁，避免漏漿和塌孔。

如果基巖面傾斜大或高低不平時(shí)應(yīng)回填片石碎石至偏孔以上0.3～0.5 m 處，低錘快打，造成一個(gè)平臺后，再轉(zhuǎn)入正常沖孔。

在沖孔施工過程中，每進(jìn)尺2～3 m 應(yīng)檢查孔直徑及圓度和垂直度。并檢查沖擊錐的磨損情況及時(shí)修理補(bǔ)焊。

如果在沖孔施工中發(fā)現(xiàn)有塌孔現(xiàn)象應(yīng)立即提起沖擊錐，向孔內(nèi)拋填片石、碎石、粘土并補(bǔ)充泥漿。同時(shí)應(yīng)將人員、設(shè)備撤離工作面至安全的位置。如果情況嚴(yán)重可向塌孔內(nèi)灌入低標(biāo)號的混凝土。待孔內(nèi)情況穩(wěn)定后再按正常程序重新開始沖孔施工。

2.2 清孔

沖孔施工時(shí)大部分渣土、碎石等隨著沖洗泥漿被帶出樁孔。清孔就是要清除殘存于孔底的沉淀物。

2.2.1 正循環(huán)清孔

正循環(huán)清孔一般適用于淤泥層、砂土層、基巖層，施工的樁孔直徑不宜大于800 mm，否則清孔效果較差?？蓪_擊錐提離孔底80～100 mm，輸入密度1.05～1.08 的新泥漿，清洗孔底把樁孔內(nèi)有大量渣土、碎石的泥漿置換出來?？變?nèi)泥漿的上返流速應(yīng)不小于0.25 m/s。

2.2.2 反循環(huán)清孔

一般用泵吸反循環(huán)清孔，適用于孔徑大于600 mm 的樁孔。清孔時(shí)送入孔內(nèi)的泥漿密度不宜大于1.05，不得少于砂石泵的排量。

還可用壓風(fēng)機(jī)清孔，空氣吸泥機(jī)清孔、吸泥泵導(dǎo)管清孔、砂漿置換等清孔方式。

2.3 鋼筋籠的保護(hù)與沉放

2.3.1 鋼筋籠的保護(hù)

(1)在易變形的位置增設(shè)架立筋，并與主筋綁扎牢固，提高鋼筋籠的剛度。

(2)在鋼筋籠內(nèi)縱向安設(shè)臨時(shí)支撐或立柱，在當(dāng)鋼筋籠插入樁孔時(shí)再拆除，可循環(huán)使用。

2.3.2 鋼筋籠的沉放與連接

受鋼筋的可使用長度及起重機(jī)械起重能力及防止起吊時(shí)鋼筋籠變形的限制。單個(gè)鋼筋籠的長度是受到一定的限制的。

先插入樁孔內(nèi)鋼筋籠可用型鋼穿過鋼筋籠固定在護(hù)筒上，此時(shí)應(yīng)調(diào)整鋼筋籠的位置。在制作鋼筋籠時(shí)應(yīng)每隔1 m在箍筋的圓周上穿好滾動式混凝土墊塊以確保混凝土保護(hù)層的厚度。

此時(shí)再將上部鋼筋籠吊起與下部鋼筋按規(guī)定要求焊接后即可將鋼筋籠全部插入樁孔內(nèi)。

待鋼筋籠安裝完畢后，檢測鋼筋籠的高度確認(rèn)鋼筋籠是否沉入樁孔底部。如未全部沉入樁孔底部，不得用強(qiáng)力施壓或敲擊鋼筋籠，應(yīng)撥出鋼筋籠找明原因后重新插入。

在灌注混凝土前應(yīng)再次清孔，測定沉渣厚度，固定鋼筋籠防止上浮。

2.4 灌注水下混凝土

2.4.1 導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行拼接、密封、過球、承壓、接頭抗拉的檢查

在導(dǎo)管外表面用紅色油漆標(biāo)注好長度，可每50 cm 標(biāo)注一處，以便施工中控制導(dǎo)管埋置深度。

導(dǎo)管固定于樁孔中間應(yīng)垂直，底端離樁孔底30～40 cm以利混凝土的流動。

2.4.2 開導(dǎo)管首批混凝土用量計(jì)算

水下灌注混凝土開導(dǎo)管時(shí)，漏斗和貯料斗內(nèi)必須儲備一定量的混凝土，以保證能完全排除導(dǎo)管內(nèi)水或泥漿，并使管口埋于至少0.8 m 深的流態(tài)混凝土中。

例如某工程已知灌注樁直徑1.5 m，樁孔深35 m，擴(kuò)孔率取8%，導(dǎo)管內(nèi)徑0.3 m，要求埋于混凝土中深度不小于1 m，導(dǎo)管底端距樁孔底0.3 m，混凝土重度為24 kN/m3，泥漿重度為12 kN/m3。

(1)開導(dǎo)管時(shí)首批混凝土量V。

(2)導(dǎo)管上料漏斗應(yīng)距樁頂?shù)母叨萮c。

取實(shí)際落注混凝土樁頂距設(shè)計(jì)樁頂高0.5 m，取超壓強(qiáng)為75 kN/m2。

式中:HC為首批混凝土要求澆灌深度(m);

HD為管底到樁孔底的高度，一般為0.3～0.4 m;

HE為導(dǎo)管的埋設(shè)深度，一般為0.8～1.2 m;

h1為樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到HC時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱與導(dǎo)管外水壓平衡所需高度(m);

HW為樁孔內(nèi)泥漿深度;

γw為樁孔內(nèi)泥漿的重度，取11～12 kN/m3;

γC為混凝土重度，取24 kN/m3。

(3)混凝土灌注過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。同時(shí)注意觀察管內(nèi)混凝土下降和樁孔內(nèi)泥漿升降情況。如發(fā)現(xiàn)混凝土堵在導(dǎo)管內(nèi)流動不暢或不流動，可輕輕上下抖動導(dǎo)管，但不能將導(dǎo)管提得過高。

為防止鋼筋籠上浮，除了將鋼筋籠固定在護(hù)筒處的措施，在灌注混凝土?xí)r，當(dāng)混凝土頂面高出鋼筋籠底部2～3 m時(shí)應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提升，導(dǎo)管埋入深度為2～6 m，及時(shí)拆除多余的導(dǎo)管，要防止導(dǎo)管零件、工具掉入樁孔，拆下的導(dǎo)管及時(shí)洗干凈。

為確保樁頂混凝土質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)超灌0.5～1 m。在拔出最后一段導(dǎo)管時(shí)，速度要緩慢，防止樁頂沉淀的泥漿進(jìn)入樁頂。

混凝土灌注完畢后不要急于清理孔口表面的泥漿等，應(yīng)在8 h 后樁身混凝土已凝結(jié)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再清理。

3 灌注混凝土?xí)r的常見故障

3.1 隔水栓卡在導(dǎo)管內(nèi)

隔水栓卡在導(dǎo)管內(nèi)可能是隔水栓翻轉(zhuǎn)或膠墊過大被卡住;導(dǎo)管不直或變形也易被卡住，可用長桿沖搗，否則只能拆下導(dǎo)管處理。按筆者經(jīng)驗(yàn)如用球膽作隔水栓從未發(fā)生過被卡的問題。

3.2 導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)泥漿

導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)泥漿一般是導(dǎo)管連接處密封不好，或首批混凝土量不足未能封住導(dǎo)管口。

只能撥出導(dǎo)管清除已灌入混凝土，重新灌注。

3.3 斷樁

斷樁的原因一是混凝土面測量不準(zhǔn)導(dǎo)管提升過高，致使泥漿進(jìn)入。二是樁孔上部發(fā)生坍塌或孔底沉渣過多，在混凝土的沖擊下進(jìn)入樁內(nèi)。三是導(dǎo)管密封不好，漏入泥漿。

3.4 導(dǎo)管堵塞

導(dǎo)管堵塞的原因一是導(dǎo)管變形或內(nèi)壁有混凝土硬結(jié)。二是混凝土的質(zhì)量差產(chǎn)生離析粗骨科卡入隔水栓或在隔水栓上形成架橋現(xiàn)象。三是導(dǎo)管漏泥漿，改變了混凝土的性能。如果不能用長桿插搗或抖動導(dǎo)管解決，則只能撥出導(dǎo)管處理。

4 結(jié)束語

沖孔灌注樁雖然有很多缺點(diǎn)如噪聲大、泥漿排放污染環(huán)境等。但沖孔灌注樁的設(shè)備簡單、成本低、施工安全、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)，得到廣大建筑設(shè)計(jì)、建筑施工人員的垂青。盡管目前樁基施工的新工藝、新技術(shù)、新材料不斷涌現(xiàn)，沖孔灌注樁仍有強(qiáng)大的生命力。但要確保沖孔灌注樁的質(zhì)量，不僅應(yīng)做好本文提出的各點(diǎn)。還有很多工作需做，如樁孔坐標(biāo)、垂直度、沉渣、孔壁情況的檢測，水下混凝土既要流動性好又要強(qiáng)度高還要粘聚性好等，這些問題需不斷地研究提高。