陳 曦，丁忠鋒，鄭 煒，王 寧

(中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都610081)

鉆孔灌注樁技術(shù)最早開始于100多年前的1893年。該工藝由于其機(jī)械化程度高、施工簡(jiǎn)單、速度快而大量在樁基工程中被采用，尤其在20世紀(jì)80年代以后，該工藝經(jīng)過改進(jìn)，加入了成樁后注漿技術(shù)，使得樁身承載力得到大幅度提高。隨著國家對(duì)建筑安全生產(chǎn)的重視，鉆孔灌注樁越來越多成為高層建筑樁基施工首選樁型。普通鉆孔灌注樁樁徑一般在300 mm以上，成樁設(shè)備大，需要與其配合的機(jī)械多，在機(jī)械化程度高的都市高層建筑施工中，其工作效率和安全性均要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他的成樁工藝(如人工挖孔樁)，但在地層情況變化大、地面起伏較大的山區(qū)建筑場(chǎng)地，大型的灌注樁成樁設(shè)備的應(yīng)用將受到地形的制約。中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司聯(lián)合中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所針對(duì)山區(qū)區(qū)縣，擬建場(chǎng)地起伏多變，大型樁基設(shè)備無法進(jìn)場(chǎng)施工的特點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)有的樁基施工經(jīng)驗(yàn)，借鑒較為成熟的抗浮錨桿成孔工藝，開發(fā)出了一種新的樁型——成孔壓漿小直徑樁。通過在成都附近周邊區(qū)縣工程中的實(shí)踐，總結(jié)出該樁型的施工工法以及和普通鉆孔灌注樁相比的優(yōu)越性。

1 成樁工藝介紹

1.1 樁型簡(jiǎn)介

成孔壓漿小直徑樁成樁直徑為250 mm，樁體為直徑φ150 mm的空心鋼管，與20～30 mm豆石通過注漿技術(shù)與水泥漿形成膠結(jié)體。樁身主要是通過樁體樁側(cè)摩阻力與樁端阻力將上部荷載傳遞到地基土中。

1.2 成樁的主要機(jī)械及材料

(1)成樁機(jī)械:該工藝成樁機(jī)械為抗浮錨桿施工中常用的履帶式錨桿鉆機(jī)，鉆具采用偏心潛孔錘。普通的抗浮錨桿潛孔錘成孔直徑為150 mm，不能滿足該成樁工藝的需要，中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所經(jīng)過對(duì)該工藝的研究，研制出滿足該施工工藝的特種潛孔錘鉆具，該鉆具為單偏心潛孔錘，成孔直徑為250 mm(圖1)。

為了防止成孔后孔洞坍塌，鉆進(jìn)時(shí)采用直徑250 mm的地質(zhì)套管跟管鉆進(jìn)。

圖1 偏心潛孔錘

(2)壓漿設(shè)備:采用SK－30型三缸壓漿機(jī)，壓漿機(jī)應(yīng)配置兩個(gè)250 L的制漿桶。

(3)樁體材料:樁體采用φ152 mm壁厚5 mm的無縫鋼管(圖2)，為了便于施工中鋼管的吊裝和搬運(yùn)，每節(jié)鋼管長(zhǎng)度為2 m，兩端為外絲，接頭直徑為φ159 mm，采用內(nèi)絲將無縫鋼管連接(圖3)。

圖2 樁體無縫鋼管

無縫鋼管及周圍填充20～30 mm的豆石，然后通過 φ20 mm的高壓壓漿管將水泥漿壓入小直徑樁內(nèi)，使豆石與無縫鋼管膠結(jié)在一起成為樁體。

(4)動(dòng)力來源:履帶式錨桿鉆機(jī)主要是通過空壓機(jī)提供動(dòng)力，空壓機(jī)向鉆具輸送高壓空氣，鉆具中的活塞運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)偏心潛孔錘鉆頭不斷旋轉(zhuǎn)、錘擊土層，使鉆機(jī)不斷鉆進(jìn)。由于成孔直徑較大，對(duì)壓縮空氣消耗較大，建議使用風(fēng)壓在1.3 MPa以上，風(fēng)量20.0 m3/min的空壓機(jī)設(shè)備。

圖3 樁體接頭

1.3 主要施工方法及措施

(1)鉆孔位置的測(cè)放:該步驟為所有成樁工藝的第一步，與其他成樁工藝相比，成孔壓漿小直徑樁在成孔過程中，由于土渣會(huì)被壓縮空氣不斷的吹出已成鉆孔，造成吹出的土渣將臨近鉆孔的點(diǎn)位破壞，在地下水豐富的場(chǎng)地，這一情況尤為嚴(yán)重。所以鉆孔的測(cè)放一定要做好樁位標(biāo)識(shí)，樁位標(biāo)識(shí)應(yīng)插入土層，并灑上白灰，其上應(yīng)用磚塊覆蓋。

(2)成孔作業(yè):該工藝采用履帶式錨桿鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。鉆孔時(shí)鉆機(jī)應(yīng)保持垂直，其垂直度不應(yīng)大于1%L，且不大于20 mm。每成一段進(jìn)尺(約2 m)應(yīng)上提鉆桿，并用高壓空氣，將孔內(nèi)土渣、地下水吹出后再進(jìn)行鉆孔作業(yè)，直到鉆至設(shè)計(jì)孔深，為了防止塌孔，鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)采用全跟管鉆進(jìn)。

(3)放入無縫鋼管:通過履帶式錨桿鉆機(jī)前端的卷揚(yáng)機(jī)，將無縫鋼管吊起放入孔內(nèi)，無縫鋼管間利用接頭相連。放入無縫鋼管時(shí)，應(yīng)在無縫鋼管內(nèi)側(cè)兩側(cè)分別綁扎高壓壓漿管。無縫鋼管中心軸應(yīng)與孔口中心軸重合，保證注漿后，無縫鋼管有足夠的保護(hù)層。

(4)投入豆石:豆石的粒徑選擇尤為重要，粒徑過大可能造成樁體豆石填充不密實(shí)，部分樁體無骨料，降低樁體強(qiáng)度;粒徑過小，可能使得水泥漿滲透不均勻，造成部分豆石無法膠結(jié)。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，豆石應(yīng)選擇20～30 mm的卵石，投放前應(yīng)根據(jù)鉆孔深度計(jì)算理論投放量，如果實(shí)際投放量與計(jì)算結(jié)果相差較大，應(yīng)立即查找原因。豆石投放應(yīng)以填滿整個(gè)樁體為止，若產(chǎn)生豆石下沉的情況，應(yīng)多次補(bǔ)充豆石，直至孔口豆石不再下沉。

(5)拔出套管:在填充完豆石后，利用履帶式錨桿鉆機(jī)自身的起吊能力，將套管依次拔出，以便重復(fù)使用，拔管后，由于套管管壁所占據(jù)的空間被釋放，管口豆石可能再次出現(xiàn)下沉情況，此時(shí)應(yīng)繼續(xù)填充豆石，保證豆石填充的密實(shí)度。

(6)高壓壓漿:壓漿設(shè)備為SK－30型3缸壓漿機(jī)，水泥應(yīng)采用大廠42.5R早強(qiáng)型水泥，壓漿時(shí)2個(gè)制漿桶交替制漿，以保證壓漿的連續(xù)性。壓漿分為第一次壓漿和高壓補(bǔ)漿兩個(gè)階段，第一次壓漿，壓力應(yīng)保持在0.2～0.4 MPa，直至孔口返漿為止。壓漿后間隔45 min，應(yīng)進(jìn)行高壓補(bǔ)漿作業(yè)，高壓補(bǔ)漿應(yīng)使壓漿機(jī)壓力表所示壓力衡定在2～2.5 MPa，漿液無法繼續(xù)壓入孔內(nèi)為止。

(7)養(yǎng)護(hù)與檢測(cè):成樁后，為了保證樁身質(zhì)量，其樁身養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)不小于28 d。養(yǎng)護(hù)后，應(yīng)對(duì)樁身強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)手段主要是采用靜力載荷試驗(yàn)，檢測(cè)比例應(yīng)不小于樁體數(shù)量的3%，且應(yīng)大于6根。

2 總結(jié)

成孔壓漿小直徑樁作為一種新樁型，具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)。

首先，其成孔工藝是對(duì)現(xiàn)有的鉆孔灌注樁的一種改進(jìn)，這使得成孔壓漿小直徑樁同樣具有施工機(jī)械化程度高、成樁速度快、安全性高等特點(diǎn)。

其次，成樁設(shè)備小型化，使得其在山區(qū)場(chǎng)地施工時(shí)，當(dāng)建筑場(chǎng)地起伏較大或場(chǎng)地狹小，其優(yōu)越性更勝于普通的鉆孔灌注樁設(shè)備。

綜合對(duì)比成孔壓漿小直徑樁和鉆孔灌注大直徑樁可以發(fā)現(xiàn)兩者實(shí)際上是優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)的樁型。在類似成都平原這樣的建設(shè)場(chǎng)地，地形較為平坦，大型樁基設(shè)備可以自由進(jìn)出的場(chǎng)地，使用鉆孔灌注大直徑樁能以較低的成樁成本來完成施工任務(wù)。在類似于甘孜、阿壩這種山區(qū)場(chǎng)地，原始地貌起伏較大，地層較為復(fù)雜，采用成孔壓漿小直徑樁，可以靈活的安排施工機(jī)械，提高工程效率。

成孔壓漿小直徑樁作為一種新樁型、新工藝，也有自身的一些不足，需要進(jìn)一步完善，例如:潛孔錘未批量生產(chǎn)，存在造價(jià)高、經(jīng)濟(jì)性差等缺點(diǎn)。相信在以后的工程實(shí)踐中，經(jīng)過對(duì)該樁型施作工法不斷地完善，成孔壓漿小直徑樁的優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。

［1］劉金礪.樁基工程技術(shù)［M］.北京:中國建材工業(yè)出版社，1996:1－7

［2］西南交通大學(xué)巖土所.鉆孔樁壓力灌漿的工藝及機(jī)理研究專題報(bào)告［R］.成都:西南交通大學(xué)，1994

［3］于志強(qiáng)，王旭，傅旭東.壓力灌漿樁的施工工藝［D］.成都:西南交通大學(xué)，1994