何歡軍（浙江賢升建設(shè)有限公司,浙江 紹興 312000）

沖擊成孔灌注樁某工程中的應(yīng)用

何歡軍
（浙江賢升建設(shè)有限公司,浙江 紹興 312000）

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁成孔的方式有多種，本工程根據(jù)的實(shí)際工程地質(zhì)情況，采用了沖擊成孔灌注樁，本文詳細(xì)介紹了沖擊成孔灌注樁的施工工藝過程，并結(jié)合作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)提出了相關(guān)的改進(jìn)措施，并對全程采用沖擊成孔灌注樁施工工藝的優(yōu)越進(jìn)行了分析。

沖擊成孔;施工工藝;泥漿護(hù)壁

1 工程概況

本工程建筑面積約為6萬多m2，工程范圍內(nèi)為8棟學(xué)生宿舍，建筑高度為29.6米，結(jié)構(gòu)類型為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑使用年限為50年。工程采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為800，混凝土強(qiáng)度等級采用C40水下混凝土。根據(jù)地質(zhì)勘測報(bào)告及施工現(xiàn)場實(shí)際情況，場地地表為大粒徑塊石回填，厚度8~10米，且粒徑較大，部分達(dá)1.5米及以上，塊石以下原為灘涂，淤泥層較厚，呈流塑狀態(tài)，易造成縮頸甚至因反復(fù)坍塌而無法成孔。樁端⑩3層為中等風(fēng)化石英正長斑巖，設(shè)計(jì)要求樁端入巖大于等于4.5米。

2 鉆孔方案的確定

本工程采用鉆孔灌注樁（泥漿護(hù)壁）。鉆孔樁根據(jù)鉆進(jìn)成孔形式可分為沖擊鉆進(jìn)成孔、回旋鉆進(jìn)成孔、旋挖成孔等幾類，施工單位根據(jù)業(yè)主當(dāng)時(shí)提供的招標(biāo)提供的工程量清單，上部10米厚回填層采用沖擊鉆機(jī)成孔，以下再采用回旋鉆機(jī)成孔施工，采用沖擊鉆進(jìn)與回旋鉆進(jìn)成孔相結(jié)合的施工工藝。故施工單位對該方案試樁，結(jié)果樁在用沖擊鉆進(jìn)樁機(jī)擊穿回填礦渣層后，更換成回旋樁機(jī)進(jìn)入淤泥層時(shí)，發(fā)生上部礦渣回填下坍現(xiàn)象，導(dǎo)致無法鉆進(jìn)。經(jīng)多方努力，提升鉆頭，移離樁機(jī)，重新回填后用沖擊樁機(jī)鉆進(jìn)成孔，最終耗時(shí)7天完成。針對這情況會同建設(shè)單位現(xiàn)場工程師及監(jiān)理單位，對鄰近同為灘涂回填層的多個(gè)工地進(jìn)行走訪調(diào)查，了解到該地區(qū)類似地質(zhì)情況基本采用沖擊成孔施工工藝。

3 沖擊成孔鉆孔灌注樁施工工藝

3.1 測量定位

（1）樁位放樣前，對基點(diǎn)進(jìn)行閉合測量符合允許偏差后，再測設(shè)樁位。

（2）挖埋護(hù)筒前測設(shè)樁位一次，埋設(shè)護(hù)筒后復(fù)測使護(hù)筒中心與樁位偏差小于50mm，并用水準(zhǔn)儀測量護(hù)筒標(biāo)高，鉆機(jī)就位后復(fù)測并檢查錘中是否對準(zhǔn)樁中心。

3.2 埋設(shè)護(hù)筒

采用鋼制護(hù)筒，內(nèi)徑大于樁徑10～20cm， 上端設(shè)排漿口，并高出地表20cm左右，護(hù)筒中心與樁中心重合，外周用粘性土回填、夯實(shí)，做到不漏泥漿。

3.3 泥漿管理

（1）泥漿采用粘性土，粘度宜為20-35S，含砂率4-8%，膠體化率大于96%，錘擊礦渣層和沙礫層時(shí)，比重宜為1.25-1.4，。軟土層沖進(jìn)時(shí)，比重宜為1.10-1.25。

（2）施工過程中應(yīng)做好泥漿管理，定期對泥漿池進(jìn)行清理，每小時(shí)對泥漿比重、粘度、含砂率和膠體化率等進(jìn)行測定，及時(shí)調(diào)整，確保成孔優(yōu)質(zhì)安全。

3.4 樁機(jī)就位及成孔

（1）樁機(jī)下鋪設(shè)枕木和臺板，保持穩(wěn)固、水平。樁機(jī)就位后，做好樁位對中工作，錘頭與樁心偏差不應(yīng)大于15mm，施工中經(jīng)常檢測孔徑、孔形和垂直度。

（2）開鉆前檢查沖錘直徑，確保樁徑在偏差容許范圍。

（3）采取地層造漿和制備泥漿相結(jié)合的辦法制造泥漿，定期檢查泥漿性能。

（4）正常成孔時(shí)，每一小時(shí)做一次進(jìn)尺記錄。 進(jìn)入持力層時(shí)，要留取巖樣；如遇地質(zhì)資料與地質(zhì)情況不符，立即通知勘察、設(shè)計(jì)及有關(guān)人員進(jìn)行處理。

3.5 灌注樁成孔

（1）開鉆前先檢查樁機(jī)的操作性能，向孔內(nèi)投粘土，并加入適量清水，同時(shí)低錘輕擊，使粘土擠入孔壁，以達(dá)到不漏漿為原則，起護(hù)壁作用。

（2）沖孔過程中，在鋼絲繩上設(shè)置標(biāo)記，提升落錘高度要適宜。一般情況下，礦渣層以沖程1.5—2米為宜，淤泥層以1—1.2米為宜，如有吸錘現(xiàn)象可向孔內(nèi)加塊石。在砂層沖程以2—2.5米為宜，進(jìn)入中風(fēng)化巖層沖程不應(yīng)大于2.5米。

（3）采用反循環(huán)法、吸渣法、掏渣法相結(jié)合的形式排渣，使用樁機(jī)上副鋼絲繩掏渣，每次撈渣后及時(shí)往孔內(nèi)補(bǔ)給和調(diào)整泥漿，以防塌孔。

（4）每工作班要2—3次將沖錘提出孔口清洗檢查，檢查錘頭、鋼絲繩、大螺桿、大彈簧等，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)報(bào)告并進(jìn)行處理。每工作班至少測孔深三次，進(jìn)入基巖要及時(shí)取樣，并通知現(xiàn)場監(jiān)理工程師確認(rèn)，每次取出的巖樣做好詳細(xì)記錄并保留作為工程驗(yàn)收依據(jù)。沖孔過程中由操作人員做好各項(xiàng)原始記錄，一般每兩小時(shí)記錄一次，遇特殊情況每半小時(shí)記錄一次，終孔后將原始記錄交給資料員保留作為工程竣工資料。

（5）沖孔中，如遇孔內(nèi)突出孤石，應(yīng)向孔內(nèi)填塊石至高出探頭石1米處，然后沖錘沖孔，開始沖程要適當(dāng)降低，待塊石沖實(shí)后，沖錘沖時(shí)受力均勻，再提高沖程，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。如遇到卡錘情況，應(yīng)立即采取措施進(jìn)行處理，處理方法有以下幾種：1）用樁機(jī)2#鋼絲繩栓住打撈鉤，放入孔內(nèi)鉤住錘體保護(hù)鋼箍，用主鋼絲繩與2#繩同時(shí)一松一緊，拉錘將錘拔出。2）采用在樁機(jī)底盤前方栓上定滑輪，主鋼絲繩通過滑輪改變受力方向，與2#鋼絲繩同時(shí)緊拉拔錘，定滑輪可在底盤正前方及左右兩邊多個(gè)角度安放，以便得到最佳拔錘位置。3）利用現(xiàn)場挖機(jī)或汽車吊配合樁機(jī)同時(shí)拔錘。

3.6 清孔

清孔質(zhì)量直接影響水下混凝土灌注施工、樁身質(zhì)量與承載力的大小。第一次清孔可采用渣桶清孔，可向孔內(nèi)加入粘土或膨潤土，樁錘在孔底上下拉動(dòng)定漿，測量錘在孔內(nèi)上下拉動(dòng)無阻力感，而且泥漿比重等各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求時(shí)，即為清孔完成，清孔完畢立即測量孔深并做好記錄。在下好鋼筋籠和導(dǎo)管后進(jìn)行第二次清孔，二次清孔采用反循環(huán)法，用循環(huán)泥漿泵從導(dǎo)管向孔底灌注泥漿，起到泥漿循環(huán)，將沉渣帶出孔外，要求孔底沉渣小于50mm，清孔后的泥漿比重在1.1～1.2之內(nèi)，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理確認(rèn)后方可進(jìn)行灌混凝土作業(yè)。

3.7 鋼筋籠制作與安裝

（1）根據(jù)籠的整體長度、起重設(shè)備（鉆架高度）等因素合理確定分段長度進(jìn)行制作。鋼筋籠制作前，對進(jìn)場的鋼材按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收、復(fù)驗(yàn)與工藝性能試驗(yàn)，確認(rèn)合格后方可用于鋼籠制作。鋼材表面有污垢，銹蝕時(shí)應(yīng)予清除。工人必須持證上崗，并在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行焊接操作，勞保保護(hù)品齊全，嚴(yán)防燒傷、觸電及火災(zāi)事故的發(fā)生。先制作加強(qiáng)筋，按設(shè)計(jì)規(guī)格下料，在操作臺上彎曲成型，并焊好閉合點(diǎn)，將加強(qiáng)筋與主筋在制作支架上點(diǎn)焊牢，然后按鋼筋籠焊接質(zhì)量要求焊接成型，再纏繞箍筋，每間隔2.0米加一道加勁箍，以保證成型鋼筋籠主盤直，誤差小，箍筋圓，直觀效果好，并與主筋焊牢。同一平面（截面）的主筋接頭數(shù)量不能超過主筋根數(shù)的50%，接點(diǎn)應(yīng)間隔錯(cuò)開，相鄰兩個(gè)套接接頭中心的長度為不小于1000mm，每段鋼筋籠的同一根主筋不得多于兩個(gè)接頭。加強(qiáng)箍筋與主筋的連接點(diǎn)采用點(diǎn)焊連接，螺箍筋與主筋可采用直接點(diǎn)焊固定。為了保證鋼筋主筋不產(chǎn)生露筋現(xiàn)象，在鋼筋上每間隔4米設(shè)置一道保護(hù)墊塊。

（2）鋼筋籠安放前，質(zhì)檢員自檢合格后會同監(jiān)理驗(yàn)收，并填寫隱蔽工程驗(yàn)收單及有關(guān)質(zhì)量記錄。起吊安裝時(shí)，要確保鋼籠的垂直，不變形，鋼籠中心應(yīng)與孔中心在同一直線上。鋼筋籠在運(yùn)輸、起吊和安裝中應(yīng)防止變形，并不得有焊接開焊和松脫。鋼筋籠安放入孔時(shí)，應(yīng)保持垂直狀態(tài)，對準(zhǔn)孔位徐徐輕放，避免碰撞孔壁。下籠時(shí)若遇阻礙，應(yīng)查明原因，酌情處理后再繼續(xù)下籠。鋼筋籠在焊接時(shí)，下節(jié)籠上端出操作平臺高度宜1米左右；上、下節(jié)主筋位置應(yīng)校直對正，且上、下節(jié)籠呈垂直狀態(tài)時(shí)方可焊接。焊接時(shí)宜兩邊對稱焊接。焊接質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求。每節(jié)籠焊接完畢后，應(yīng)補(bǔ)充焊接部位的螺旋箍筋后，方可繼續(xù)下籠進(jìn)行下一節(jié)籠的安裝。鋼筋籠安裝長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠全部安裝入孔后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高計(jì)算吊筋長度并將鋼筋籠固定，以使鋼筋籠準(zhǔn)確定位，并做好鋼筋籠的固定工作。

3.8 下導(dǎo)管

澆注混凝土采用內(nèi)徑25厘米的鋼導(dǎo)管，每節(jié)1—3米，采用法蘭接頭或拆管口連接，吊裝前導(dǎo)管必須嚴(yán)格檢查，有變形、破裂等的導(dǎo)管嚴(yán)禁使用，管內(nèi)不得留有殘?jiān)?，法蘭接頭處不能使用已斷裂的橡皮墊圈，接頭的螺栓要均勻打緊，吊機(jī)起吊對準(zhǔn)樁孔垂直放入，防止碰撞孔壁將泥土帶進(jìn)孔低。按照實(shí)際成孔深度配置導(dǎo)管，導(dǎo)管頭部距離孔低30—50厘米。

3.9 水下混凝土灌注

本工程采用商品混凝土，清孔開始之前應(yīng)做好澆筑混凝土的各種準(zhǔn)備工作。灌注前先將儲料斗放滿，再將封堵鋼板拉起，澆注應(yīng)連續(xù)不斷。在澆注過程中導(dǎo)管埋深應(yīng)控制在2—6米為宜，最淺不得小于1.5米，最深不要大于8米，每次拆管時(shí)間要快，一般在15分鐘內(nèi)完成。澆注混凝土過程安排專人做好記錄，每澆注一車應(yīng)測量孔內(nèi)混凝土面標(biāo)高，提拔導(dǎo)管時(shí)要準(zhǔn)確測算埋管深度，混凝土澆注工作接近完成時(shí)，要加強(qiáng)樁頂標(biāo)高的測定，澆注高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高一米。

現(xiàn)場隨機(jī)取樣，每樁一組試塊，采用150×150×150標(biāo)準(zhǔn)試模，隔日拆模和現(xiàn)場水中養(yǎng)護(hù)，定期送試驗(yàn)室，做好抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)，并及時(shí)做好試驗(yàn)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)評定工作。

4 提高施工質(zhì)量的相關(guān)技術(shù)措施

本工程根據(jù)沖擊成孔鉆孔灌注樁工藝特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況、地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)文件，提出以下幾個(gè)技術(shù)方面的措施。

（1）采用低沖程沖擊：在錘頭進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化前將錘頭限高釋放，如果沖孔錘沖程過高，就會擾動(dòng)孔壁而引起塌孔、擴(kuò)孔，所以提升錘頭時(shí)速度均勻、平穩(wěn)，防止因碰撞護(hù)筒和孔壁而形成擴(kuò)孔。

（2）配置合適的泥漿比重和泥漿粘度：在深厚淤泥層施工時(shí)，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，控制好泥漿比重，當(dāng)泥漿粘性很大時(shí)邊沖孔邊向孔內(nèi)投入適當(dāng)?shù)拇稚?、石塊用于加固孔壁，當(dāng)孔內(nèi)泥漿粘度過大，比重過高時(shí)，掏渣的同時(shí)向孔內(nèi)泵入稀釋的泥漿進(jìn)行置換。

（3）為了控制因回填引起的塌孔，護(hù)筒加長到4.5米以上，護(hù)筒下部施工時(shí)，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度。

（4）樁身砼澆筑到淤泥層時(shí)放慢澆筑速度，適當(dāng)增加上部混凝土澆筑過程中的凝結(jié)時(shí)間，利于控制擴(kuò)孔。

5 結(jié)束語

本工程全程采用沖擊成孔施工工藝，同采用沖擊鉆進(jìn)與回旋鉆進(jìn)成孔相結(jié)合的施工工藝相比，具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)越性。第一避免樁機(jī)二次定位就位過程中觸碰上部已成孔引起坍塌，同時(shí)在一定程度上縮短了成樁時(shí)間；第二采用沖擊成孔工藝進(jìn)入淤泥層時(shí)，將沖錘底部石塊擠入孔壁，對孔壁起到了很好的加固作用；第三對回填的大粒徑塊石（部分粒徑達(dá)到1.5米左右）、地層中的漂石及樁端⑩3層入巖達(dá)4.5米及以上部分采用沖擊鉆進(jìn)施工工藝也較為有利。第四入巖施工是沖擊鉆進(jìn)成孔樁機(jī)施工的優(yōu)勢，彌補(bǔ)了回旋鉆進(jìn)成孔樁機(jī)入巖相對困難的缺陷。 總之,沖擊鉆機(jī)成孔施工可使樁體一次性完成施工，簡化了復(fù)雜的施工過程，加快成樁時(shí)間，降低塌孔、縮徑等風(fēng)險(xiǎn)，保證了樁體質(zhì)量。

[1]JGJ94-94建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]《樁基工程手冊》編委會.樁基工程手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1995.

何歡軍(1977-)，助理工程師，一直從事施工現(xiàn)場管理工作。