文/孫磊 中國(guó)電建集團(tuán)山東電力建設(shè)第一工程有限公司 山東濟(jì)南 250102

1、緒論

高壓水成孔灌注樁，是一種新型的摩擦型灌注樁形式，主要適用于粘土土質(zhì)，不受地下水位影響。該技術(shù)項(xiàng)目主要針對(duì)深樁基施工，項(xiàng)目以提高施工效率、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)為出發(fā)點(diǎn)，從樁基成孔到混凝土澆筑都做了創(chuàng)新性改進(jìn)。

根據(jù)以往的樁基施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出：該項(xiàng)技術(shù)成果成孔速度快，可達(dá)2m/min；同時(shí)，筒內(nèi)吊裝和加壓澆筑提高了樁基的施工質(zhì)量和成樁率，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

2、工藝原理

該技術(shù)成果通過(guò)鉆筒與高壓水的配合成孔。鉆筒每1m一節(jié)，由邊緣呈鋸齒狀的鉆筒充當(dāng)鉆頭。在鉆筒上部連接有高壓水管，在鉆孔過(guò)程中通過(guò)向鉆筒內(nèi)通入高壓水將泥土沖散并沿鉆筒外側(cè)排出鉆孔。成孔后將鋼筋籠直接吊裝進(jìn)鉆筒內(nèi)，插入布料導(dǎo)管澆筑超流態(tài)混凝土，在澆筑末尾安裝加壓密封蓋通過(guò)施加壓力完成澆筑，拔出鉆管完成樁身。

鉆孔過(guò)程中分次添加粘性沉淀劑，利用沉淀劑的電中和性和吸附作用，促進(jìn)鉆筒內(nèi)泥土的沉淀和排出。

3、工藝流程及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→高壓水成孔→鋼筋吊裝→加壓澆筑→成樁。

3.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

3.2.1 高壓水成孔的首次應(yīng)用

利用高壓水在鉆筒的沖刷作用，將泥土沖散并沿鉆筒外側(cè)排出鉆孔。這種成孔技術(shù)是國(guó)內(nèi)樁基施工中未曾使用過(guò)的，具有成孔速度快的優(yōu)點(diǎn)。

3.2.2 加壓澆筑

鑒于深樁基在澆筑過(guò)程中無(wú)法振搗的問(wèn)題，我們采用了加壓法澆筑。通過(guò)在澆筑末尾向鉆筒內(nèi)施加壓力，使樁身更加密實(shí)。該項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)在國(guó)內(nèi)也是首創(chuàng)。

3.2.3 粘性沉淀劑的應(yīng)用

利用粘性沉淀劑的電中和性和吸附作用促進(jìn)鉆筒內(nèi)泥土的沉淀和排出，進(jìn)一步提高成孔效率。同時(shí)，粘性沉淀劑的應(yīng)用有利于施工用水的循環(huán)使用。

4、施工操作要點(diǎn)

4.1 場(chǎng)地準(zhǔn)備

合理規(guī)劃蓄水池和泥漿沉淀池的位置，水池開挖儲(chǔ)水量分別為45m3和30m3。兩水池間距1-2m，水池之間通過(guò)直徑20cm的PVC管聯(lián)通。PVC管坡度傾向蓄水池，距離池底高度1.3m。開挖排水溝連接樁基和泥漿沉淀池，溝深40cm，寬度100cm。

4.2 成孔

鉆孔初始，先安裝兩節(jié)鉆筒，啟動(dòng)機(jī)械直接將第一節(jié)鉆筒鉆入地下。第一節(jié)鉆入后，安裝第三節(jié)鉆筒，啟動(dòng)機(jī)械并開始接通高壓水，高壓水由多級(jí)泵提供，泥漿在鉆筒和高壓水的共同作用下開始沿鉆筒外壁泛出。在第二節(jié)鉆入后上下提動(dòng)鉆筒并保持鉆筒的旋轉(zhuǎn)，排盡鉆筒內(nèi)的積土后停止高壓水和機(jī)械，安裝下一節(jié)鉆筒，并通水施工。接下來(lái)的鉆筒安裝無(wú)需再上下提動(dòng)鉆筒，按上述順序依次施工達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。該技術(shù)成果的平均鉆進(jìn)速度為2min/m，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁平均18min/m。

在成孔過(guò)程中，分次向鉆筒內(nèi)添加PH值為8.7，布氏粘度為50cps的粘性沉淀劑，平均每施工10m加入一次，每次加入數(shù)量不宜多于1.5升。為保持施工用水的清潔度，可向蓄水池和泥漿池中加入沉淀劑，同時(shí)減少鉆筒內(nèi)的加入量。

4.3 鋼筋吊裝

鋼筋籠借助30t汽車吊進(jìn)行吊裝。吊裝過(guò)程中避免鋼筋過(guò)大變形，若鋼筋未完全沉入鉆筒內(nèi)或出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，需再次啟動(dòng)鉆機(jī)，沖刷鉆筒內(nèi)淤泥，直至鋼筋完全落入鉆筒內(nèi)。

4.4 加壓澆筑

混凝土使用超流態(tài)混凝土，塌落度要求20-24cm。布料導(dǎo)管使用DN100鋼導(dǎo)管，導(dǎo)管每2m一節(jié)，通過(guò)套絲連接。鋼筋吊裝完成后將布料導(dǎo)管插入鉆筒底部，在導(dǎo)管接觸底部后上提30-50cm，由下到上澆筑。澆筑高度完成大約7m后將導(dǎo)管上提，并保證導(dǎo)管埋深不小于2m，釋放導(dǎo)管的壓力后繼續(xù)澆筑。當(dāng)澆筑進(jìn)行大約二十分鐘后，暫停澆筑，拔出并卸下三節(jié)鉆筒，然后繼續(xù)澆筑。澆筑過(guò)程中做好混凝土取樣和澆筑記錄。

當(dāng)鉆筒內(nèi)的積水全部排出，鉆筒內(nèi)開始外溢混凝土?xí)r，開始加壓。安裝帶有壓力表的密封蓋，接通壓力泵進(jìn)行加壓，在壓力達(dá)到2MPa時(shí)停止加壓，壓力 維持一分鐘。打開卸力閥卸去壓力，拆去密封蓋，補(bǔ)充落漿。最后拔出鉆筒完成樁基施工。

圖4.4 加壓密封蓋

5、質(zhì)量控制措施

樁身直徑允許偏差±50mm，垂直度要求偏差小于1%，樁位允許偏差不大于50mm。

布料導(dǎo)管完全插入鉆孔底部，在接觸到鉆孔底部后上提30～50cm。

混凝土選用超流態(tài)細(xì)石混凝土，塌落度控制在20～24cm，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

加壓前密封鉆筒上部，密封蓋安裝緊密不漏氣。為提高樁身的密實(shí)程度，加壓維持時(shí)間不少于1分鐘。

6、總結(jié)、結(jié)論與展望

本技術(shù)施工工序簡(jiǎn)單，整個(gè)成孔過(guò)程無(wú)需泥漿護(hù)壁和清孔。成孔速度快，施工速度由傳統(tǒng)的18min/m提高到2min/m。澆筑末尾通過(guò)施加壓力密實(shí)樁身，提高樁身質(zhì)量，成樁率可達(dá)99%。大大提高了施工效率，節(jié)約了施工成本。

隨著樁基市場(chǎng)的不斷豐富和施工工藝的不斷創(chuàng)新，該施工方法也將逐漸被推廣應(yīng)用。新型的成孔和密實(shí)技術(shù)以及高效的施工效率是該工法的主要特點(diǎn)，也是主要的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)，在當(dāng)前追求施工效益的狀況下，該技術(shù)具有很大的市場(chǎng)推廣前景。