周鵬

【關鍵詞】錘擊沉管夯擴灌注樁；工藝分析；質量

從20 世紀80 年代開始，錘擊沉管夯擴灌注樁在我國開始使用，當時只有φ350 mm和φ400 mm兩種樁徑，單樁承載力特征值要求一般不大于600 kN。如今錘擊沉管夯擴灌注樁工藝已經(jīng)比較成熟，并形成了一套系統(tǒng)的理論。2001 年12 月1 日，住建部正式頒布JGJ/T 135—2001《復合載體夯擴設計規(guī)程》，從此，夯擴樁技術有了明確的標準要求。

1 錘擊沉管夯擴灌注樁的施工工藝

1.1 施工準備

審閱樁基設計圖紙，掌握設計參數(shù)。檢查圖紙是否齊全，樁基設計圖紙是否存在錯誤，圖紙設計內(nèi)容和現(xiàn)場實際施工情況是否相符，各施工隊之間的銜接是否合理等。另外要弄清楚相關設計要求，根據(jù)地勘報告計算出持力層不同位置的樁長；了解地下水、氣象要求等資料；提前對主要原材料進行取樣送檢，保證其質量達標；接通施工用水、施工用電，接通施工場地內(nèi)外交通道路、排水渠道等基礎設施。

1.2 場地平整

樁基工程施工前，根據(jù)項目的地質勘察報告，檢查基坑范圍內(nèi)有沒有枯井、流沙、防空洞、電線、電纜等障礙物，如果有障礙物應拆、改或進行加固處理；通過挖高填低，將原始地面改造成滿足樁基機械行走的場地平面，同時保證場地平面滿足設計標高，保證施工隊伍可以進場正常施工。

1.3 測量放線定位

工程測量人員通過對總平面圖和樁基平面布置圖的學習，了解工程總體規(guī)劃、樁基特點、周邊環(huán)境、樁基位置及坐標，熟悉現(xiàn)場測量坐標與樁基之間的關系，水準點的位置和高程。根據(jù)業(yè)主方給定的坐標點和高程控制點建立軸線控制網(wǎng)，進行樁位放樣。

1.4 移機就位

打樁機移機就位后，必須保持水平并且穩(wěn)定，要保證在沉管施工中不發(fā)生傾覆、位移，并在打樁機上設置控制深度的標記，以便在施工時通過標記判斷沉管深度。

1.5 試樁施工

對圖紙設計等級為甲級、乙級的樁基工程，地質條件復雜、樁施工質量可靠性低和本地區(qū)采用的新樁型或新工藝的情況下必須進行試樁。試樁的數(shù)量一般占樁總數(shù)量的3%，且不小于3 根。應根據(jù)地質報告、當?shù)亟?jīng)驗和設計圖紙選擇具有代表性的位置進行試樁，另外要選擇具有代表性的樁徑、樁長進行試樁。通過試樁可以確定所選樁型的可行性，避免在所有樁機都進場后發(fā)現(xiàn)設計的樁型并不適合在本場地施工或發(fā)現(xiàn)樁承載力不符合圖紙要求，這時再調整樁型會拖延總工期并且增加施工成本。另外依據(jù)試樁檢測報告可以確定單樁豎向承載力特征值及明確施工控制參數(shù)。

1.6 工程樁施工步驟

1）把樁基移到已經(jīng)放樣好的樁位上；2）將內(nèi)外雙套管中心點對準樁位；3）通過柴油錘或振動錘將內(nèi)外套管同時打入地基中至設計標高；4）慢慢拔出內(nèi)夯管；5）向外管中投入一定量的干硬性混凝土；6）把內(nèi)管慢慢放入外管內(nèi)，并且壓在混凝土面上，準備錘擊；7）通過柴油錘和內(nèi)夯管夯擊外管里面的干硬性混凝土；8）繼續(xù)夯擊外管內(nèi)的混凝土直至外管底端深度略小于設計樁底深度，此過程為一次夯擴，如需二次夯擴則重復4）～8）的步驟。這時，不僅通過夯擊在樁端形成了擴大頭，同時也夯實了持力層。但是，要特別注意的是當夯擴體十擊貫入度的投料量大于1.8 m3，或夯擊后地面隆起大于50 mm，或相鄰樁的豎向位移值大于20 mm時，應調整樁長或改變施工參數(shù)；9）拔出內(nèi)管，下鋼筋籠；10）用吊斗向外管里面加注混凝土；11）將內(nèi)管壓在外管內(nèi)混凝土面上，邊壓邊一級一級地拔起外管，要特別注意拔管的速度不宜過快；12）將內(nèi)外管同時拔出地面，則成樁過程結束。

1.7 樁基檢測

1.7.1 檢測方法

樁基檢測常用的方法有：1）單樁水平靜載試驗可以檢測出單樁豎向抗壓、水平或抗拔承載力；2）低應變反射法是樁基檢測應用最多的一種檢測方法，也叫瞬態(tài)動法、錘擊法等。這種方法使用的儀器設備小巧且便于攜帶，操作簡單，檢測數(shù)據(jù)較直觀。它可以檢測出單樁的樁身完整性、樁身缺陷情況、樁長等；3）高應變法檢測常用幾十到幾百千牛的重錘打擊樁頂，利用波動理論，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進行檢測；4）鉆芯取樣法是用鉆機在樁體上鉆取芯樣來檢測樁身缺陷，混凝土強度、密實性和連續(xù)性的方法；5）聲波透射法是利用預埋聲測管作為聲波發(fā)射和接收的介質，通過對波進行分析，來判斷單樁的完整性及存在缺陷的類別、位置、程度和范圍。對夯擴灌注樁常用的檢測方法是單樁水平靜載試驗和低應變反射法。

1.7.2 檢測的目的

為了保證樁基的質量，在工程樁施工結束后必須進行樁基的質量檢測。夯擴樁檢測目的主要是驗證樁基的豎向承載力和樁身的完整性，樁身缺陷的嚴重程度及所在位置，有效樁長，樁身混凝土強度等。

1.7.3 檢測數(shù)量和受檢類型

在進行樁基質量檢測時應首先選擇以下六類情況進行檢測：1）對施工質量存疑的樁；2）設計單位或其他主體責任單位認為應該檢測或比較重要的樁；3）實際地質條件出現(xiàn)和地勘報告不太吻合的樁；4）施工時采用了不同工藝的樁；5）在完整性檢測時被判定為二類或三類的樁；6）如果沒有上述情況就按照同類型樁均勻隨機分布的原則進行檢測。

沉管灌注夯擴樁在確定其完整性檢測數(shù)量時一般按照以下要求進行：1）單位工程檢測的樁數(shù)不應少于總數(shù)的50%，且單項工程不能小于10 根；2）墻下單排布樁、柱下3 樁承臺和3樁以下布樁的情況應全部檢測；3）承載力檢測時檢測數(shù)量不能小于總數(shù)的1%，同時不小于3 根，當總樁數(shù)小于50 根時，一般不能小于2 根。

2 錘擊沉管夯擴灌注樁常見質量問題及控制方法

2.1 管內(nèi)進水或泥漿

遇到局部地下水或淤泥層時，會出現(xiàn)管內(nèi)進水或進泥漿現(xiàn)象，這主要是由于封底不牢。解決方法如下：采用麻繩纏繞封管，或拔出內(nèi)管，在外管中投入一定量的水泥或石灰，對周圍的水分進行吸收后繼續(xù)沉管；也可以采用加快沉管速度的方式。如果以上兩種都不見效可以選擇將成孔回填后重新沉管施工。

2.2 地面隆起

原因分析：1）樁的間距偏??；2）樁徑大樁的長度過短；3）地下土層中孔隙水的壓力不容易消散。應對辦法：1）調整樁間距，減少樁數(shù)量；2）調整設計樁徑和樁長；3）施工前先采取降水或排水措施。

2.3 鋼筋籠上浮

原因分析：1）鋼筋籠箍筋間距不規(guī)律，局部過密；2）混凝土坍落度過大；3）混凝土粗骨料粒徑過大；4）套管內(nèi)壁不夠粗糙不光滑；5）中途拔管過快或過慢。應對辦法：1）要求鋼筋工嚴格按照圖紙加工鋼筋籠，確保箍筋間距規(guī)律；2）嚴格控制混凝土坍落度在（180±20）mm范圍內(nèi)；3）控制混凝土粗骨料粒徑在40 mm以內(nèi)，尤其要避免個別粒徑過大的粗骨料進入孔中，可以在入料口設置一個孔徑為50 mm的過濾篩；4）在套管的焊接部位內(nèi)壁會出現(xiàn)焊包、夾渣等情況，導致局部不光滑，鋼筋籠很容易掛到這個地方，一般情況下要選擇技術過硬的焊工，在焊接結束后使用角磨機對焊接部位進行打磨；5）勻速拔管，勿過快或過慢。

2.4 鋼筋籠下沉和籠頂?shù)陀谠O計標高

原因分析：1）對設計要求鋼筋籠不通長，不需要放到底的情況，未在樁頭設置定位卡進行有效固定；2）鋼筋籠預留長度不足；3）混凝土沒有進行超灌或超出的混凝土量不夠；4）施工用混凝土坍落度較大。應對辦法：1）在鋼筋籠頂端及時設置定位卡，防止鋼筋籠下沉；2）認真做好試樁工作，根據(jù)試樁施工參數(shù)，積累施工經(jīng)驗，準確掌握混凝土的超灌數(shù)量；3）掌握好混凝土到達現(xiàn)場時的坍落度。

2.5 樁身縮徑

原因分析：1）外管拔管過快；2）樁間距過??；3）混凝土坍落度不符合要求；4）局部有膨脹土；5）拔管后周邊土層失去了外管的支撐，在壓力的作用下壓縮剛澆灌的新混凝土造成縮頸；6）混凝土的坍落度太小。應對辦法：1）拔管速度過快，混凝土尚未流出樁管外，樁管周圍的土在壓力的作用下迅速回縮，這時應控制好拔外管的速度，在套管內(nèi)加入混凝土后，要勻速拔管，對普通土層一般應控制在1～2 m/min，對軟弱土層及軟硬土層與其他土層的交界處一般控制在0.6～0.8 m/min；2）適當調整樁間距或采用跳打作業(yè)；3）控制好混凝土的坍落度；4）對局部有膨脹土的情況可以根據(jù)膨脹土的膨脹率適當調大樁徑；5）灌樁時要盡量多灌并澆筑密實；6）對混凝土的坍落度太小的問題，可以通過降低拔管速度或調整混凝土坍落度為（180±20）mm來處理。

2.6 斷樁

原因分析：1）樁間距過??；2）混凝土初凝后，在樁附近放置重物或行走車輛；3）混凝土坍落度太小導致脫空；4）突然停電、暴雨等原因導致混凝土澆筑間隔時間大于混凝土的初凝時間（一般為45 min），甚至大于終凝時間（10 h）。應對辦法：1）采用跳打的施工順序或適當調整樁間距，控制各樁間距不小于樁直徑的350%；另外采用退打的方式，從中間向兩端對稱進行，對飽和土中樁和密集型樁宜采用隔排或隔樁跳打，跳打間歇時間應根據(jù)孔隙水壓力觀測結果和樁身強度確定，間歇時間不應小于8 h，不要24 h 連續(xù)作業(yè)；2）加強管理，防止混凝土初凝前在樁基2 m范圍內(nèi)有外力作用；3）控制混凝土的質量，嚴格按照試樁時混凝土的坍落度進行配置，一般為180mm；4）合理組織施工，在現(xiàn)場配備臨時發(fā)電機等設備防止出現(xiàn)混凝土澆筑中斷的情況發(fā)生。

2.7 擴大頭體積不足

原因分析：1）擴大頭填料不足；2）夯擊次數(shù)不夠；3）混凝土坍落度過大；4）實際地質情況和地質勘察報告不符。應對辦法：1）擴大頭的填料量應該嚴格按照試樁時確定的工藝參數(shù)執(zhí)行，用十擊貫入度控制投料量；2）要嚴格按照夯擊次數(shù)進行，做好夯擊記錄；3）擴大頭應采用干硬性混凝土，其坍落度一般為20～40 mm為宜；4）當出現(xiàn)實際地質情況與地質勘察報告不符時，應嚴格按照十擊貫入度調整投料量。

2.8 樁身出現(xiàn)離析、夾泥或夾砂

原因分析：1）混凝土質量不符合要求，含泥量過大或有離析和泌水現(xiàn)象；2）拔管速度不均勻或過快；3）局部土層含水量過大。應對辦法：1）由于國家對環(huán)保要求的提高，現(xiàn)在市場上的粗骨料和細骨料質量出現(xiàn)了一些波動，我們應選擇質量可靠、含泥量符合要求的粗、細骨料，另外要嚴格控制混凝土的配合比以及和易性；2）拔管速度突然過快是導致夾泥的直接原因，要嚴格按照確定的工藝參數(shù)施工；3）樁基施工前先進行降水或排水處理，打一些降水井或泄壓井用來減輕土層中的水壓力，沉管施工前做好樁端的密封措施，以防沉管過程中進水、進泥，如果沉管后發(fā)現(xiàn)管內(nèi)有少量進水，可先加入一些干水泥進行吸水，然后再進行下一步施工。