張順玲

(攀枝花攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司，四川攀枝花 617000)

沖孔樁在目前樁基施工中常用，能穿越地下水位上下的各類(lèi)復(fù)雜地層，能形成較大的單樁承載力，成樁質(zhì)量較好，適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模的建筑物[1]，所以被廣泛應(yīng)用。

1　實(shí)例工程概況

高爐渣提鈦?lái)?xiàng)目場(chǎng)地穩(wěn)定性勘察報(bào)告表明，持力層為玄武巖⑥，要求樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)qpk≥2 800 kPa；樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值：熱熔爐渣①，qsk≥120 kPa；黏土巖粉砂巖互層④，qsk≥70 kPa；玄武巖⑥，qsk≥100 kPa；樁基進(jìn)入持力層必須大于2d。場(chǎng)內(nèi)土層情況：場(chǎng)地內(nèi)雜填土① 3層物質(zhì)成分復(fù)雜，均勻性差，不能作為持力層。其余人工填土膠結(jié)爐渣①層、碎石填土①1層、素填土①2層用作持力層時(shí)，需進(jìn)行有效的地基處理。荷載較大，對(duì)沉降比較敏感的建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)，以樁基礎(chǔ)為主，本工程 A ～ D 軸線及電爐基礎(chǔ)采用樁基，共43根樁基采用沖孔灌注樁。

2　沖孔樁主要施工方法

2.1　施工順序

工程樁基主要分布在主廠房區(qū)域內(nèi)，在施工過(guò)程中先施工碳化爐基礎(chǔ)下的樁，在施工過(guò)程中按自編號(hào)1～5、7、6、8、10、12、15、16、19、20、18、17、14、13、11、9、32、30、25、24、21～23、26、28、29、43、42、39～41、38、35～37、34、33的順序進(jìn)行(圖1)。

圖1　樁位布置圖及自編號(hào)

2.2　施工準(zhǔn)備

了解場(chǎng)地情況，做好施工組織設(shè)計(jì)，根據(jù)總工期安排樁基的施工工期及所配備的機(jī)械設(shè)備所需消耗的水、電、料，制訂網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、繪制總平面圖。

2.3　施工工藝流程

場(chǎng)地平整→樁位放線、開(kāi)挖漿池→樁機(jī)就位→護(hù)筒埋設(shè)、孔位校正→沖擊成孔、泥漿循環(huán)→清孔→成孔驗(yàn)收→吊放鋼筋籠、導(dǎo)管→灌注混凝土→成樁養(yǎng)護(hù)→樁基檢測(cè)。

2.4　樁位測(cè)量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)所提供的控制點(diǎn)，采用全站儀現(xiàn)場(chǎng)布置控制網(wǎng)并復(fù)核。依據(jù)樁基中心軸線坐標(biāo)值，用坐標(biāo)法放樣樁基中心線、樁基中心點(diǎn)等，并打入標(biāo)樁，中心線的放樣誤差控制在2 cm范圍內(nèi)，并設(shè)置十字形控制樁，便于校核，樁上標(biāo)明樁號(hào)。

2.5　場(chǎng)地平整與就位

沖機(jī)就位時(shí)與平面最大傾角不超過(guò)4°，現(xiàn)場(chǎng)地面承載能力大于250 kN/m2。沖機(jī)平臺(tái)處必須碾壓密實(shí)。進(jìn)行樁位放樣，將沖機(jī)行駛到施工的孔位，調(diào)整桅桿角度，操作卷?yè)P(yáng)機(jī)，將沖頭中心與沖孔中心對(duì)準(zhǔn)，并放入孔內(nèi)，調(diào)整沖機(jī)垂直度參數(shù)，使沖桿垂直，同時(shí)稍微提升沖具，確保沖頭自由浮動(dòng)孔內(nèi)。

2.6　護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒用8 mm的鋼板制作，護(hù)筒內(nèi)徑為設(shè)計(jì)樁經(jīng)+20 cm，高度2 m，上部開(kāi)設(shè)2個(gè)溢漿孔。為增加剛度防止變形，在護(hù)筒上、下端口和中部外側(cè)各焊一道加勁肋，并在上部焊上吊環(huán)便于吊運(yùn)。

2.7　泥漿的制備及循環(huán)凈化

泥漿造漿材料選用優(yōu)質(zhì)黏土或膨潤(rùn)土，必要時(shí)再摻入適量CMC羧基纖維素或Na2CO3純堿等外加劑，保證泥漿自始至終達(dá)到性能穩(wěn)定、沉淀極少、護(hù)壁效果好和成孔質(zhì)量高的要求，泥漿性能指標(biāo)相對(duì)密度(表1)。

2.8　沖孔

待沖機(jī)就位準(zhǔn)確后開(kāi)始沖進(jìn)，初始沖進(jìn)時(shí)，先在孔內(nèi)注水，加黏土，小沖程制漿，進(jìn)尺適當(dāng)控制，在護(hù)筒刃腳處小沖程、高頻率反復(fù)沖砸，使刃腳處有堅(jiān)實(shí)的泥漿護(hù)壁，沖至刃腳下1m后正常沖進(jìn)。沖孔作業(yè)時(shí)，注意地質(zhì)變化，在變化處取渣樣，編號(hào)保存[2]。

表1　制備泥漿的性能指標(biāo)

在砂黏土地層沖進(jìn)時(shí)，泥漿相對(duì)密度控制在1.05～1.15之間；在易塌地層中沖進(jìn)時(shí)，泥漿相對(duì)密度提高到1.2左右，適當(dāng)降低成孔沖速，必要時(shí)添加外加劑如CMC、純堿等，以確?？妆诜€(wěn)定。

2.9　渣樣留存和地質(zhì)記錄

施工過(guò)程中及時(shí)與設(shè)計(jì)地質(zhì)情況進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)地質(zhì)情況出入較大者，及時(shí)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位聯(lián)系，采取措施。

2.10　成孔檢查

成孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)孔深、孔徑、孔壁、垂直度等進(jìn)行檢查，不合格時(shí)采取措施處理。成孔檢查方法根據(jù)孔徑的情況來(lái)定，當(dāng)沖孔為干孔時(shí)，可用重錘將孔內(nèi)的虛土夯實(shí)，采用測(cè)繩及測(cè)孔器測(cè)。

2.11　清孔測(cè)沉渣

2.11.1清孔

將沉淀物清出孔位。澆筑混凝土前孔底沉渣厚度，端承樁不大于5 cm，在灌注混凝土前，用高壓水吹底翻渣，進(jìn)一步減少樁底沉碴厚度。

清孔主要方法為撈渣清孔，清孔過(guò)程應(yīng)邊撈渣邊向孔內(nèi)注水，并保持孔內(nèi)水頭高度1.5～2.0 m，并應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)孔底沉渣厚度和觀測(cè)沖洗液含渣量，當(dāng)沖洗液含渣量小于4 %時(shí)，孔底沉渣符合規(guī)定即可停止清孔。

2.11.2測(cè)沉渣

(1)測(cè)沉渣使用的工具：測(cè)錘(直徑130～150 mm，高度180～200 mm，質(zhì)量3～5 kg)，水文測(cè)繩；

(2)測(cè)沉渣方法：沉渣厚度以鉆頭或圓錐底部中點(diǎn)標(biāo)高為測(cè)量起點(diǎn)。

2.12　鋼筋籠的制安

2.12.1鋼筋籠的制作

(1)根據(jù)配筋圖制作鋼筋籠，按樁孔深度分三段制作，第一、二節(jié)為定長(zhǎng)鋼筋籠，第三節(jié)由樁實(shí)際深度確定制作長(zhǎng)度。要確保鋼筋的位置、間距及根數(shù)符合圖紙的規(guī)定和規(guī)范要求。

(2)鋼筋籠的螺旋箍筋或加勁筋的接頭采用焊接，加勁筋與主筋連接采用點(diǎn)焊，螺旋箍與主筋連接采用綁扎。

(3)為防止運(yùn)輸和吊裝時(shí)鋼筋籠變形，必須對(duì)吊點(diǎn)位進(jìn)行加強(qiáng)處理，必要時(shí)加密加勁筋。

(4)為保證鋼筋籠的保護(hù)層厚度，在鋼筋籠外側(cè)事先以等距離焊接保護(hù)層支架，支架采用HPB級(jí)φ6.5鋼筋制作，沿樁長(zhǎng)的間距為2 m，橫向圓周不少于4處。

2.12.2鋼筋籠吊裝

在加工現(xiàn)場(chǎng)分段制作完成并驗(yàn)收合格后的鋼筋籠，運(yùn)至孔口吊放入孔內(nèi)，兩段鋼筋籠在孔口連接，采用單面焊，焊接長(zhǎng)度為10d，焊縫高度不小于0.3d，焊縫寬度不小于0.7d。

2.12.3允許誤差

(1)鋼筋籠允許誤差(表2)，搬運(yùn)和吊裝時(shí)，要防止變形，安放要對(duì)準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠頂達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)立即固定，以免澆注混凝土?xí)r鋼筋籠上浮。

表2　鋼筋籠允許誤差

(2)鋼筋籠主筋的保護(hù)層允許偏差為±20 mm。

2.13　下放導(dǎo)管及二次清孔

鋼筋籠下放到位固定后，立即安放導(dǎo)管[3]。導(dǎo)管采用鋼管制成，接頭為法蘭接頭。導(dǎo)管使用前做水密承壓及接頭抗拉試驗(yàn)，試壓壓力不低于孔底壓力的1.5倍，導(dǎo)管下端距孔底的距離為300～500 mm。

混凝土導(dǎo)管安放完后，若孔底沉碴厚度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，使沉碴厚度、孔內(nèi)泥漿等指標(biāo)滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，樁底沉碴厚度不大于5 cm。清孔時(shí)及時(shí)向護(hù)筒內(nèi)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，確保護(hù)筒內(nèi)水頭，并取樣檢測(cè)，經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后，立即拆除吸泥彎頭，開(kāi)始澆注混凝土。

2.14　混凝土澆注

(1)混凝土原材料。該樁基工程混凝土采用商品混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。

(2)澆注方法。該樁基工程采用泥漿下直升導(dǎo)管法灌注混凝土。

(3)首盤(pán)澆注。開(kāi)澆采用隔水膠球法。

(4)澆注過(guò)程控制。灌注混凝土一旦開(kāi)始后，連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。

澆注過(guò)程中，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得小于2.0 m，亦不宜大于6 m，以便起拔并嚴(yán)禁將導(dǎo)管拔出混凝土面。

每隔10 min測(cè)量一次樁孔內(nèi)混凝土面深度。當(dāng)澆注混凝土量與混凝土頂面位置不相符時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析原因，找出問(wèn)題所在，及時(shí)處理。

澆注過(guò)程中，密切注意孔口情況，若發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮，應(yīng)稍作停澆，同時(shí)，在鋼筋籠上面加壓重物，在不超過(guò)規(guī)定的中斷時(shí)間內(nèi)繼續(xù)澆注。

3　結(jié)束語(yǔ)

沖孔樁是直接在施工現(xiàn)場(chǎng)樁位上成孔,然后放入鋼筋籠再灌注混凝土而成，沖孔樁施工沖孔機(jī)沖擊成孔，泥漿護(hù)壁。優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)鄰近建筑物及周?chē)h(huán)境的有害影響?。粯堕L(zhǎng)和直徑可按設(shè)計(jì)要求變化自如；樁端可進(jìn)入持力層或嵌入巖層；單樁承載力大等。缺點(diǎn)是：灌注樁成孔工藝較復(fù)雜，操作要求較嚴(yán)，易發(fā)生質(zhì)量事故，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，不能立即承受荷載，冬季施工困難較多。在沖孔施工中對(duì)沖孔樁的施工工藝要熟悉，這樣才能保證成樁質(zhì)量，節(jié)約工程成本。