張婧嫻 劉文鋒

山東水文水環(huán)境科技有限公司

1 沖孔灌注樁的原理與優(yōu)缺點(diǎn)

沖孔灌注樁是樁基礎(chǔ)施工的一種常見(jiàn)形式。它的基本工作原理是：控制錘鉆進(jìn)行工作，吊錘反復(fù)上下移動(dòng)，錘頭在自重的作用下撞擊堅(jiān)硬的地面或巖石層，使其破碎，然后利用循環(huán)的泥漿液體將沉積物排入孔中，形成鉆頭。最后，將管子送入孔中，并澆注混凝土以形成原位混凝土樁。沖孔灌注樁通常用于淤泥、填土、沙子、礫石和其他類型的地層中。該施工方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、孔壁穩(wěn)定、能耗低以及支撐單極桿等優(yōu)點(diǎn)，具有強(qiáng)度大、環(huán)境友好的特點(diǎn)，并且更易于控制孔的直徑和深度?？椎闹睆酵ǔ?00mm~2500mm，孔的深度大于300m，因此廣泛用于支撐基坑。但是，沖孔混凝土樁也有一些缺點(diǎn)，例如：復(fù)雜的成孔過(guò)程、對(duì)施工過(guò)程的更高要求、更長(zhǎng)的技術(shù)間隔以及冬季施工中的困難。

2 沖孔灌注樁施工過(guò)程

沖孔樁支撐基坑的施工過(guò)程主要涉及基坑的形成、孔的清理、混凝土的檢查和澆筑。圖1顯示了沖孔混凝土樁的施工過(guò)程。其中，沖擊孔的形成、鋼籠的吊裝、管道的鋪設(shè)、水下混凝土的澆筑都作為工程質(zhì)量控制的要點(diǎn)。例如，如果在沖擊孔形成過(guò)程中不能很好地控制孔的位置、樁孔的直徑、孔的形狀、孔壁的穩(wěn)定性等，則沖孔樁的質(zhì)量將不合格，甚至?xí)霈F(xiàn)廢孔。

圖1 工藝流程圖

3 沖孔混凝土樁時(shí)施工技術(shù)的最重要要點(diǎn)

某水利項(xiàng)目遍布盆地的南部和東南邊緣，與河流形成了一個(gè)分水嶺。最高峰是大峰山，海拔1706m。C1投標(biāo)人路堤總長(zhǎng)度為441.8m，具體任務(wù)編號(hào)為：BHZ0+000~BHZ0+441.8。

3.1 測(cè)量布局

根據(jù)澆筑的樁平面布置圖測(cè)量并放樣，以竹樁為澆筑的樁的中心，用十字準(zhǔn)線拉出保護(hù)樁并做標(biāo)記。

3.2 平整施工現(xiàn)場(chǎng)并修路

場(chǎng)地平整需要根據(jù)樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)高度和地面的自然高度使用機(jī)械和人工方法。鉆機(jī)的建造、混凝土的運(yùn)輸以及通往鉆機(jī)的通道必須根據(jù)鉆探區(qū)域進(jìn)行安排。場(chǎng)地面積必須能夠滿足安裝鉆機(jī)、挖泥池和沉淀池的要求。

3.3 檢查樁位

對(duì)于沖孔樁，必須根據(jù)施工圖指定中心樁。復(fù)查沒(méi)有問(wèn)題并且監(jiān)督技術(shù)人員批準(zhǔn)它后，必須以表格的形式將其傳達(dá)給鉆井團(tuán)隊(duì)，以確保有效保護(hù)堆放位置。

3.4 埋設(shè)保護(hù)管，污泥池和沉淀池的開(kāi)挖

嵌入保護(hù)管要求樁力學(xué)遵循測(cè)量的中心樁孔位置。具體步驟如下：為保護(hù)管開(kāi)挖預(yù)留樁位，保護(hù)管的高度必須比地面高約0.3m。保護(hù)管的內(nèi)徑必須大于樁直徑的300mm。護(hù)管的安裝：根據(jù)中心樁的高度和樁位置的護(hù)管，應(yīng)將護(hù)管裝滿黏土，并固定在護(hù)管的邊緣。用小線畫(huà)出十字，孔的位置反映在保護(hù)管上。在中間挖土。該場(chǎng)地位于距樁軸5m處，并且挖掘機(jī)用于挖掘污泥池和沉淀池。使用泥漿溝有效地連接保護(hù)管和泥漿池之間的間隙。

3.5 打樁機(jī)就位

在打樁機(jī)就位之后，錘子的尖端必須與孔的中心精確對(duì)齊。特殊的工作方法是連接一條細(xì)線以在保護(hù)圓柱體的凹口上形成一個(gè)十字，并使錘頭的中心與該細(xì)線的交點(diǎn)對(duì)齊。

3.6 沖孔施工

當(dāng)使用錘鉆來(lái)建造鉆機(jī)時(shí)，應(yīng)精確控制鋼絲繩中的松弛量，并應(yīng)精確控制鋼絲繩中的松弛量，并應(yīng)謹(jǐn)慎地控制鋼絲繩中的松弛量?？刂票M可能避免空錘，避免對(duì)撞針造成損壞。在使用吊車(chē)進(jìn)行施工時(shí)，需要標(biāo)記鋼絲繩并控制吊車(chē)。撞擊到末端后，應(yīng)收起繩索，并及時(shí)抬起錘鉆，以防止錘鉆被鋼絲繩纏住或扭曲滑輪。

打開(kāi)孔時(shí)，保護(hù)缸內(nèi)部必須充滿泥漿。如果地層疏松，則可以在孔中適當(dāng)放置一些黏土和礫石，并進(jìn)行短行程（不超過(guò)1m），選擇頻繁的打擊方式作為鉆孔方法。在松散的沙質(zhì)土壤或沙礫層中，可以直接使用渣缸進(jìn)行沖擊鉆孔。對(duì)于黏土層，將錘鉆行程安排在1m~2m之內(nèi)，以避免黏性鉆具和帶有鉆頭的泥包。錘擊淤泥時(shí)，必須適當(dāng)增加碎石和黏土的量。在短行程0.75m~1.5m的幫助下，將壓載物和黏土壓入多孔壁，以確保多孔壁的穩(wěn)定與安全。

對(duì)于錘鉆作業(yè)中的礫石層，必須盡可能減少拋石量，盡可能增加黏土的進(jìn)入，加強(qiáng)墻體保護(hù)以避免泄漏問(wèn)題，并將行程增加到2m~2.5m。對(duì)于漂石層，要在沖擊鉆機(jī)中填充的材料應(yīng)由硬度與漂石相似的礫石組成。為避免傾斜或孔洞黏連，建議使用長(zhǎng)沖程或長(zhǎng)短沖程替代沖擊。對(duì)于基巖，建議在進(jìn)行沖擊鉆時(shí)選擇較長(zhǎng)的行程并增加沖擊的頻率，這樣可以有效地增加沖擊的動(dòng)能。行程控制在2.5m~3.5m，沖擊頻率設(shè)置為每分鐘8~12次。鉆頭必須連續(xù)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)對(duì)鉆頭的調(diào)整實(shí)現(xiàn)沖擊位置的控制，避免因?yàn)椴划?dāng)?shù)臎_擊造成的孔底質(zhì)量問(wèn)題。每次清除爐渣后，或者如果停止鉆孔，然后由于其他原因需要繼續(xù)鉆孔，先進(jìn)行短行程，然后逐漸增加正常行程以避免卡死。沖擊鉆由于其快速磨損而需要頻繁的維護(hù)和修理焊接。

如果發(fā)生質(zhì)量事故，例如斜孔、梅花孔等，必須立即停止鉆孔，測(cè)量事故孔的深度。回填時(shí)，必須使用黏土和礫石以及事故洞上方的回填。選擇小于1m的短距離和10次/分鐘~16次/分鐘的沖擊頻率以傾斜并重新應(yīng)用孔。使用沖擊鉆時(shí)，必須穩(wěn)定舉升，并且必須嘗試避免對(duì)保護(hù)管和穿孔壁的沖擊。為了避免鉆孔工具對(duì)人體的沖擊，禁止在進(jìn)出孔時(shí)站在開(kāi)口附近。停止鉆孔過(guò)程后，應(yīng)將孔蓋好以進(jìn)行保護(hù)，禁止將鉆頭留在孔中。

3.7 清孔

對(duì)于清潔污泥，必須將相對(duì)密度調(diào)節(jié)至1.1~1.25，黏度調(diào)節(jié)至22s~26s，砂含量低于6%。為了清潔孔，必須選擇泵吸入或氣舉反向循環(huán)方法，并且孔底部的沉積物必須符合規(guī)定的要求?？浊鍧嵉馁|(zhì)量要求：孔底部的沉積物厚度不得超過(guò)30cm，并應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量繩檢查沉積物厚度。如果將該管用作抽吸泵的抽吸管，則鉆孔中的水位應(yīng)高于地下水位1.5m~2.0m，避免出現(xiàn)塌陷的問(wèn)題，清潔后污泥密度1.03~1.10，黏度17Pa·s~20Pa·s，含沙量<2%，膠體比>98%。進(jìn)行下一步施工前，孔底部的沉積物厚度應(yīng)≤50cm。

3.8 放置鋼籠

(1）綁扎鋼筋籠時(shí)，必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求將鋼筋拉直、切割、彎曲和綁扎。綁好鋼籠的形狀后，必須用專用的運(yùn)輸工具運(yùn)輸。鋼筋籠的存放位置必須平坦，避免損壞鋼制保持架。

（2）鋼筋籠的加固：在吊點(diǎn)的位置即開(kāi)始加固，在運(yùn)輸?shù)绞┕み^(guò)程中，最受應(yīng)力的部分是提升點(diǎn)處的箍筋，這個(gè)位置需要加強(qiáng)。加固方法是焊接頂部支架和垂直肋。為了增加焊接面積，可以將垂直肋條綁在一起并焊接箍筋以承受它們。

（3）確保保護(hù)層厚度的方法：每2m將環(huán)對(duì)稱點(diǎn)焊到鋼籠的主鋼筋上。

（4）確保鋼籠可以放置在最準(zhǔn)確的位置。在放置鋼籠時(shí)，必須嚴(yán)格控制高度。特殊的方法是計(jì)算鋼籠頂部相對(duì)于保護(hù)管頂部的長(zhǎng)度，直至到達(dá)保護(hù)管上部開(kāi)口的高度。工作時(shí)，使用紅色油漆進(jìn)行標(biāo)記控制，并且工字梁、圓形鋼和其他橫臂固定在保護(hù)管的上部開(kāi)口處，以達(dá)到支撐鋼制保持架的效果。檢查中心位置，并在通過(guò)測(cè)試后將其固定。

3.9 澆筑混凝土

澆筑混凝土以控制混凝土坍落度18cm~22cm。管道的埋深設(shè)置為2m，將地面密封混凝土注入孔中所需的時(shí)間應(yīng)控制在8s~10s，并且時(shí)間不能太長(zhǎng)。澆筑混凝土的時(shí)間設(shè)置為30min，澆筑速度必須設(shè)置為每小時(shí)5m~20m。為避免鋼筋上升，建議采取以下措施：選擇增加橫梁重量和增加橫梁的方法。為了在提升管道時(shí)將對(duì)鋼保持架的影響保持在盡可能低的水平，在管道法蘭連接和管道壁上選擇了對(duì)三角鐵的焊接處理。澆筑混凝土?xí)r，必須始終拉扯和拆除管道，并且必須確保將管道埋在混凝土表面以下至少2m處。澆筑混凝土的高度應(yīng)高于樁頂50cm~100cm，以確保樁頂?shù)馁|(zhì)量。對(duì)于樁頂設(shè)計(jì)高度低于2m的混凝土，在澆筑時(shí)必須選擇插入式振動(dòng)方法，以有效地提高樁頭混凝土的密度。施工時(shí)，管道埋入混凝土的深度應(yīng)調(diào)整4m~6m。樁基混凝土的抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，每樁應(yīng)保留3組樣品。

3.10 基坑開(kāi)挖

為了縮短處理間隔時(shí)間，計(jì)劃使用樁基養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行開(kāi)挖。

3.10.1 基坑施工原理

開(kāi)挖順序是自上而下和由內(nèi)而外?；佑克畱?yīng)在開(kāi)挖過(guò)程中適當(dāng)排出。隨著開(kāi)挖高度的逐漸減小，有必要及時(shí)測(cè)量和檢查斜坡表面，避免偏離預(yù)期的開(kāi)挖路線，并避免在開(kāi)始處理之前形成高斜坡。選擇機(jī)械開(kāi)挖時(shí)，應(yīng)按照預(yù)先標(biāo)記的面積線進(jìn)行操作，以免擾亂樁基。機(jī)械開(kāi)挖的范圍控制在樁基軸線之外且在保護(hù)層上方（厚度300mm）1.4m，樁基上部高于實(shí)際澆筑高度，其余部分全部手動(dòng)開(kāi)挖。

3.10.2 開(kāi)挖技術(shù)

該水利項(xiàng)目主要使用PC200挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘和裝載，使用8噸和15噸自卸車(chē)搬運(yùn)土壤。必須將無(wú)法使用的材料(表土、棄渣等)運(yùn)輸?shù)奖O(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的渣場(chǎng)進(jìn)行處置。現(xiàn)場(chǎng)的有用材料必須存放在附近機(jī)器支架附近的指定位置。在開(kāi)挖工作中，在完成地面清潔工作后，根據(jù)計(jì)劃的工作區(qū)域布置工程機(jī)械和其他設(shè)施。

3.10.3 爐渣

從基坑挖出的爐渣由自卸車(chē)運(yùn)輸?shù)剿姓咧付ǖ奶幹脠?chǎng)所，用于回填的爐渣堆放在不影響后續(xù)工藝集結(jié)的地方。

4 結(jié)束語(yǔ)

總體而言，隨著水利項(xiàng)目技術(shù)水平的提高，對(duì)于其工程質(zhì)量的控制要求越來(lái)越嚴(yán)格。現(xiàn)場(chǎng)澆筑的沖孔樁由于其自身的優(yōu)勢(shì)而經(jīng)常用于水利工程，這直接對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生更大的影響。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)沖孔樁施工的技術(shù)控制，以充分保證施工質(zhì)量。