■孔憲金

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司北京102600）

復(fù)雜地質(zhì)條件下超長(zhǎng)灌注樁施工難點(diǎn)及措施

■孔憲金

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司北京102600）

本文以某人行天橋新建工程為例，介紹了在復(fù)雜地質(zhì)條件下66m超長(zhǎng)鉆孔灌注樁施工時(shí)的施工難點(diǎn)，并針對(duì)這些難點(diǎn)制定了相關(guān)的施工措施，確保了鉆孔灌注樁的成孔和成樁質(zhì)量，說(shuō)明采取的措施效果較好，值得推廣應(yīng)用。

鉆孔灌注樁砂質(zhì)土層孔壁穩(wěn)定性樁端后注漿

1 工程概況

本工程鉆孔灌注樁樁徑為主橋850mm，樁頂標(biāo)高以下20米范圍內(nèi)擴(kuò)徑至1200mm，有效樁長(zhǎng)66米。引橋樁樁徑為為600mm，有效樁長(zhǎng)33米，采用1臺(tái)GPS-15型鉆機(jī)施工主橋樁、1臺(tái)GPS-10型鉆機(jī)施工引橋樁，利用人工造漿，正循環(huán)成孔、清孔。本工地85.0m深度范圍內(nèi)地層均為第四系松散沉積物，主要由飽和黏性土、粉性土及砂土組成，本區(qū)段位于平原地區(qū)，土層為①層雜填土；②1層灰黃色黏質(zhì)粉土；第③、④層為淤泥質(zhì)黏性土；第⑤層灰色黏性土；⑥暗綠-灰綠色粉質(zhì)黏土；⑦1層灰綠-草黃色粉質(zhì)砂土；⑦2層灰色粉砂；⑧1層灰色粉質(zhì)黏土；⑧2層灰色粉質(zhì)黏土夾砂質(zhì)粉土；⑨層灰色粉砂。施工時(shí)對(duì)流沙層多加防范。

2 砂質(zhì)土層內(nèi)鉆孔灌注樁施工難度大

2.1 難點(diǎn)

本工程鉆孔灌注樁直徑主橋?yàn)棣?50上部擴(kuò)徑至1200鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)66m；引橋?yàn)棣?00鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)33m。主橋樁型為細(xì)長(zhǎng)型的超深鉆孔樁，細(xì)長(zhǎng)鉆孔灌注樁技術(shù)控制要求高。且樁端持力層均為⑨層粉砂，鉆進(jìn)速度較緩慢，鉆孔施工時(shí)間長(zhǎng)，其樁身的垂直度的控制，樁底的沉渣厚度不得大于8cm，都有一定的難度。

2.2 針對(duì)性措施

2.2.1 鉆機(jī)的選擇

由于本工程成孔深度較深，施工工藝要求較高，要確保鉆孔樁垂直度要求及控制量，一般性扭矩較小的鉆機(jī)的機(jī)械性能很難達(dá)到施工要求，其配套鉆桿由于抗扭性能不強(qiáng)，常會(huì)發(fā)生鉆桿斷裂、掉鉆事故。根據(jù)本工程的實(shí)際情況及我公司以往的施工經(jīng)驗(yàn)，在工程施工中選擇扭矩為20KN?M的GPS-15型號(hào)鉆機(jī)施工主橋。

2.2.2 鉆頭的選擇

根據(jù)本工程地層特點(diǎn)，選用針對(duì)性較強(qiáng)的防斜梳齒鉆頭，可有效地提高鉆頭工作穩(wěn)定性和鉆孔的垂直精度，從而確保試樁的垂直度在可控范圍內(nèi)，該鉆頭可用于鉆進(jìn)標(biāo)貫擊數(shù)100以上的較硬硬土層、礫石砂土層。

2.3 導(dǎo)管與砼儲(chǔ)料斗的選擇

導(dǎo)管是水下灌注的主要機(jī)具，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的密封性。由于本工程成孔空度較深，所以對(duì)導(dǎo)管要求較高，導(dǎo)管參數(shù)如下：

（1）內(nèi)徑Φ250mm，壁厚不小于5mm、節(jié)長(zhǎng)2.5m；

（2）導(dǎo)管須平直，定長(zhǎng)偏差不超過(guò)管長(zhǎng)的1%，內(nèi)壁光滑平整、不變形；

（3）導(dǎo)管采用絲扣密封連接，連接偏差應(yīng)符合定長(zhǎng)偏差的要求，導(dǎo)管初次使用前進(jìn)行氣密性試驗(yàn)不漏氣后方可吊放入孔。

2.4 成孔工藝的選擇

本工程根據(jù)地質(zhì)資料及近年來(lái)在附近區(qū)域的施工經(jīng)驗(yàn)，本鉆孔樁采用正循環(huán)鉆孔、慢速持續(xù)鉆進(jìn)施工工藝成孔。

2.5 鋼筋籠的吊裝、下放

鋼筋籠預(yù)先在地面加工平臺(tái)加工成型，因鋼筋籠較重，擬采用汽車(chē)吊起吊；過(guò)程中減少鋼筋籠下籠過(guò)程中拼接時(shí)間，避免因空置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起塌孔、沉渣加厚等不利因素。

3 深灌注樁成孔垂直度控制要求高

3.1 重點(diǎn)

本樁基工程中主橋樁成孔深度達(dá)66m左右，設(shè)計(jì)要求成孔垂直度達(dá)到1/300。

3.2 措施

（1）由于成孔深度深、地層土質(zhì)結(jié)構(gòu)變化大，將對(duì)成孔的垂直度帶來(lái)困難，這就要求選用底盤(pán)較為穩(wěn)定的鉆孔機(jī)具，并且成孔時(shí)采用控制鉆速、減壓鉆進(jìn)的施工工藝，以達(dá)到垂直度的要求。因此針對(duì)性選擇扭距大、鉆機(jī)穩(wěn)、功率大的GPS-15型回旋鉆機(jī)。并采用防斜梳齒鉆頭，除增加鉆頭工作的穩(wěn)定性和剛度，也增加其鉆頭耐磨性能。鉆頭上面直接裝置配重塊，既保證鉆頭壓力，又提高鉆頭工作穩(wěn)定性和鉆孔的垂直精度。

（2）成孔過(guò)程中塔架頭部滑輪組，回轉(zhuǎn)器與鉆頭始終保持在同一鉛垂線上。并保證鉆頭在吊緊的狀態(tài)下鉆進(jìn)（減壓鉆進(jìn)），過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查機(jī)架平整度及調(diào)整其水平。

4 超深灌注樁孔壁穩(wěn)定要求高

4.1 重點(diǎn)

由于樁長(zhǎng)達(dá)66m，孔徑達(dá)1.2m（0.85m），所以較之常規(guī)鉆孔灌注樁其成孔結(jié)束至混凝土澆灌時(shí)間間隔長(zhǎng)（其中過(guò)程有提鉆、下鋼筋籠、下導(dǎo)管、清孔等），經(jīng)計(jì)算，上述過(guò)程總時(shí)間約為10小時(shí)，這就對(duì)孔壁穩(wěn)定性提出了更高的要求。

4.2 措施

在施工過(guò)程中根據(jù)試成孔中取得相應(yīng)的施工參數(shù)，結(jié)合不小于24小時(shí)樁孔孔徑檢測(cè)曲線（每六小時(shí)一次）來(lái)確定各地層中鉆速、鉆壓要求、泥漿比重、黏度等參數(shù)。

5 樁底注漿施工技術(shù)要求高

5.1 重點(diǎn)

本工程主橋樁需要進(jìn)行樁底后注漿施工，而后注漿對(duì)工程樁的承載力影響是十分大的，為此要保證樁底注漿的效果，對(duì)施工技術(shù)要求非常高。

5.2 措施

（1）在成樁過(guò)程中，隨鋼筋籠箍筋內(nèi)側(cè)均勻預(yù)埋兩根注漿管至樁底以下500mm。注漿管頂部延伸至地面，采用封蓋進(jìn)行封堵，底部注漿器采用單向閥式注漿器；樁身強(qiáng)度超過(guò)70%后，通過(guò)預(yù)制鋼筋籠中的注漿管及注漿器向樁底注入水泥漿液，充填膠結(jié)底部沉渣，并擠密、劈裂加固持力層土體。

（2）注漿管采用無(wú)縫鋼管，樁端注漿管內(nèi)徑為25mm,實(shí)際壁厚不小于3.2mm的一寸管，原材料要符合國(guó)標(biāo)要求。

（3）注漿管上方均設(shè)有管螺紋、接頭及絲堵或球閥，外接注漿高壓管；下端連接注漿器，注漿管的連接采用螺紋、接頭、生料帶，必要時(shí)部分采用套管焊接，焊接必須連續(xù)密閉，焊縫飽滿均勻，不得有孔隙、砂眼；注漿管與鋼筋籠固定采用16號(hào)鉛絲十字綁扎固定方法，綁扎應(yīng)牢固，綁扎點(diǎn)應(yīng)均勻，2根注漿管均勻綁扎于螺旋箍筋內(nèi)側(cè)，綁扎點(diǎn)間距為1.5m。

（4）注漿器連接于注漿管底部，插入沉渣層中，管壁徑向間隔5~10cm，設(shè)置兩至三排注漿孔，孔徑6~8mm，外壁上包裹高壓防水膠布和橡膠皮套，底部用螺紋、生料帶、接頭及絲堵，或用鋼板封堵。

（5）樁端注漿終止標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)實(shí)行注漿量和注漿壓力雙控原則，以注漿量（水泥用量）控制為主，注漿壓力控制為輔，當(dāng)注漿總量達(dá)到實(shí)際要求100%停止注漿，當(dāng)注漿總量沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求100%，注漿壓力大于2 MPa，并持續(xù)3分鐘，且注漿總量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的80%時(shí)，可終止注漿，否則需采取補(bǔ)救措施。

（6）成樁灌注完成后12小時(shí)左右用少量清水劈裂、疏通注漿管和注漿器。

（7）樁側(cè)注漿速度宜采用30～60L/min。

（8）每根樁有2根注漿管，盡量將每根注漿管都打通。承壓樁樁底每根注漿管各注1.5t水泥，若有一根注漿管沒(méi)有打通，就通過(guò)另外一根注漿管注入3t水泥。

6 結(jié)語(yǔ)

通根據(jù)同濟(jì)檢測(cè)站和眾合檢測(cè)單位的檢測(cè)速報(bào)，本工程施工的樁均為Ⅰ類(lèi)樁，樁基垂直度，樁位偏差、樁基檢測(cè)（聲測(cè)、靜載、小應(yīng)變）等各技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，說(shuō)明采取的措施是有效的。

[1]高岳,鄭懷剛.鉆孔灌注樁質(zhì)量控制及常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題防治措施 [J].南水北調(diào)與水利科技,2010,(第A1期).

[2]錢(qián)爽.鉆孔灌注樁質(zhì)量控制防治措施 [J].商品混凝土,2013,(第7期).

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-486-1