張建斌

（福州志順建設工程監(jiān)理有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

地基與基礎作為建筑工程極為重要的分部工程，其施工質量直接決定建筑工程的結構安全和使用功能，因此必須嚴格控制地基與基礎工程的施工質量。福州市平潭縣北厝鎮(zhèn)如意路與天大山路交叉口三盛國際海岸（一期）C區(qū)工程地基與基礎采用沖孔灌注樁基礎形式，沖孔灌注樁是樁基工程中應用較為廣泛的樁型。沖孔灌注樁施工采用泥漿護壁成孔技術，施工過程中可能會出現塌孔、孔斜、斷樁、浮籠等問題，因此對施工工藝技術水平要求高。本文通過高層建筑樁基工程實例深入分析沖孔灌注樁施工技術，各環(huán)節(jié)采用成熟、可靠的施工工藝技術，嚴格控制樁基工程施工質量，為建筑工程的結構安全和使用功能奠定堅實基礎[1，2]。

1 工程概況

（1）基本情況：三盛國際海岸（一期）C區(qū)工程交通便利、周邊環(huán)境良好。該工程擬建物由5幢24~33層住宅樓及一個滿堂地下室等組成。該工程采用鋼筋混凝土沖擊成孔灌注樁，共656根樁，其中有240根Φ1000樁、160根Φ900樁、256根Φ800樁，設計要求樁端持力層均進入中風化花崗巖，樁身混凝土強度設計等級為水下商品混凝土C35。

（2）施工總平面布置：依據現場場地條件及周邊環(huán)境，統(tǒng)籌安排辦公區(qū)、生活區(qū)、生產區(qū)、材料堆放區(qū)和鋼筋加工區(qū)等位置以及水電線路的有序布設，合理規(guī)劃場內施工臨時道路和泥漿池位置，全局統(tǒng)籌部署力求合理、適用、美觀。

（3）樁基施工走位[3]：為保證該工程按原定工期順利完成，樁基施工現場布置25臺沖孔樁機同時開始施工。每幢樓規(guī)劃5臺沖孔樁機搶工，每臺沖孔樁機具體的擺放位置及施工走位順序根據現場實際情況靈活部署。

2 場地工程地層分布及性質[4]

根據地質勘察報告，場地巖土層自上而下分布情況如下：

素填土①：松散、濕～飽和，層厚為6.50m；

填石①-1：濕～飽和，中密～密實，層厚為3.72m；

淤泥②：流塑，飽和，成分以淤泥為主，層厚為8.43m；

含泥碎石③：松散～中密，飽和，層厚為1.51m；

粉質黏土③-1；飽和，可塑，層厚為2.41m；

全風化花崗巖④：風化不均勻、散體狀構造形式、巖體極破碎，層厚為2.84m；

砂土狀強風化花崗巖⑤：狀態(tài)飽和、巖體極破碎，故屬于極軟巖，層厚為5.38m；

碎塊狀強風化花崗巖⑥：巖體極破碎，故屬于軟巖，層厚為2.12m；

中風化花崗巖⑦：巖體為較破碎～較完整狀態(tài)，巖石堅硬程度屬于較硬巖-堅硬巖。

從地質結構分布情況來看，場地巖土層主要由第四紀覆蓋的土層以及風化程度有一定差異的基巖組成，從巖土層空間分布特征分析，各巖土層分布的均勻性比較差；從巖土體性質均勻性看，各巖土體的力學強度、性狀特征（顏色、狀態(tài)、硬雜質、包含物等）均存在一定的差異，因此綜合評價該工程項目地基為不均勻地基。

3 沖孔灌注樁施工工藝流程

該工程采用Ф800、Ф900、Ф1000沖孔灌注樁樁基礎形式，現場遵循隔樁跳打法施工原則，待已成樁樁身混凝土齡期達到48h后方可進行相鄰樁沖孔作業(yè)。

沖孔灌注樁工藝流程：平整場地→測量定位樁位線→埋置鋼護筒→沖孔樁機就位→沖擊作業(yè)成孔→一次清孔作業(yè)→鋼筋籠預制、拼焊、吊放→組裝吊放鋼導管→二次清孔作業(yè)→水下混凝土灌注施工→成樁→沖孔樁機移位→拔移鋼護筒→機械回填樁孔→泥漿外運、場地整型。

4 沖孔灌注樁施工工藝技術要求

4.1 測量定位樁位線

應嚴格按照設計圖紙要求測量定位樁位線，測量儀器采用全站儀、鋼卷直尺定位放樣，測量放樣步驟如下：

（1）嚴格按照設計圖紙要求，放出樁基施工場地控制軸線，由各軸線引出樁位線并標記。

（2）在精準定位樁位中心坐標點處用小木樁或者鋼筋進行明顯標記，以標記點作為圓中心，以樁半徑長作為半徑畫圓，得到樁位控制圓。

（3）標記的樁位軸線和樁位坐標點需時常檢查校核，出現標記破壞、缺失情況及時復測補充。

（4）每次測量放樣的樁位軸線和樁位坐標點都需要及時進行復核。

4.2 埋置鋼護筒

測量定位好樁位線后，首先需要在樁位控制圓外側彈出樁位十字線便于準確控制樁位，然后對破碎場地硬化的混凝土進行開挖埋置護筒（見圖1）。

圖1 埋置鋼護筒

采用的鋼護筒直徑要比設計樁徑至少大100mm，該工程項目沖孔灌注樁設計樁徑依次為Φ800mm、Φ900mm、Φ1000mm,因此采用的鋼護筒直徑依次為Φ900mm、Φ1000mm、Φ1100mm，鋼護筒采用8mm厚鋼板卷制而成。

現場埋置鋼護筒時，護筒中心軸線應與樁位中心軸線重合，偏差應小于2cm，護筒底口埋置深度控制在1.5m左右。護筒口頂面高出原地面0.2~0.3m。護筒埋置完畢及時復核校正護筒中心偏差。護筒與坑壁的間隙采用黏土夯壓填實，防止沖孔作業(yè)時漏漿。

4.3 沖孔樁機就位

現場沖孔樁機部署就位時（見圖2），樁機底座采用水平尺進行水平校核，保證底座放置水平、穩(wěn)定、堅實，目的為保證避免沖孔作業(yè)時機臺傾斜或移位；樁機沖錘中心軸線應和樁位中心軸線重合（允許偏差不大于20mm），在沖錘的四個方向分別設置護樁，校核成孔的垂直度允許偏差不大于1%。

圖2 樁機就位

4.4 沖擊作業(yè)成孔

（1）沖孔灌注樁采用泥漿護壁成孔，泥漿配制用原土造漿最經濟，原土不適宜造漿時應購選高塑性黏土或膨潤土配漿。

（2）該工程樁機沖孔作業(yè)選用的沖錘直徑是通過地質勘查報告結合現場試樁獲得的成孔數據來確定。Φ800的樁沖錘直徑為750mm，Φ900的樁沖錘直徑為850mm，Φ1000的樁沖錘直徑為950mm。

（3）沖錘沖擊速度控制要點：開始沖孔時需遵循小水量灌入、慢速度沖擊孔口原則，目的為防止擴徑過大；護筒底腳周圍須慢速沖進，確保護筒底腳形成一圈泥漿泥膜，同時放緩沖錘沖擊頻率防止坍孔。

（4）樁基施打順序應遵循相鄰樁間距不小于4D、鄰樁成樁齡期大于48h、隔樁跳打法施工原則。當出現相鄰樁間距小于4D的情況時，樁基沖孔作業(yè)必須采用隔樁跳打法，避免出現串漿和連孔問題；或者待鄰樁成樁齡期大于48h，方可進行相鄰孔位的沖孔作業(yè)。

（5）成孔深度不得小于設計要求孔深，孔深出現超打時不大于300mm。

（6）成孔的垂直度偏差要求按不大于1%來控制。

（7）沖孔作業(yè)泥漿的配制要點：根據施工場地土層的地質條件調配出適合沖孔作業(yè)的泥漿，是成孔作業(yè)成敗的關鍵因素。沖孔作業(yè)全過程中，根據土層地質條件的變化選配不同性能的泥漿護壁。

4.5 一次清孔作業(yè)

當孔底標高沖孔至設計標高時，立即停止沖孔作業(yè)，及時采用漿液置換法進行一次清孔作業(yè)。工藝流程：沖孔至設計標高后即可開始一次清孔，清孔作業(yè)時首先將沖錘提升至距孔底100～200mm高度，泥漿需不間斷循環(huán)作業(yè)，并頻繁上下串動沖錘來提升一次清孔作業(yè)效率。要靈活調整一次清孔時間，根據現場沖錘回落試驗檢測沉渣厚度和檢測返漿比重來確定清孔結束時間。按設計要求控制一次清孔泥漿比重指標：進漿比重指標<1.15、返漿比重指標<1.30，沉渣檢測厚度設計要求應<50mm，一次清孔作業(yè)方可結束。

4.6 鋼筋籠施工

4.6.1 鋼筋籠預制

（1）進場的鋼筋原材料應出具質量證明文件和試驗檢測報告單，并送檢復試合格后方可投入使用。

（2）鋼筋籠的制作標準應符合設計及規(guī)范要求。該工程采用履帶吊起吊鋼筋籠入孔，因此鋼筋籠可直接按整根樁來通長預制，鋼筋籠的試拼、焊接作業(yè)全部在預制場內完成。鋼筋連接方式采用電弧焊接的方法，焊接方式分單、雙面搭接焊，單或雙面搭接焊焊縫有效長度分別>10D或5D（D為鋼筋直徑）。相鄰焊接接頭應互相錯開，確保同一截面內鋼筋接頭數量不超過接頭總數的50%，相鄰接頭的錯開間距不<45D（D為鋼筋直徑）。

（3）鋼筋籠箍筋按設計要求采用螺旋箍，主筋間距制作要均勻一致。主筋保護層設計厚度50mm，現場制作鋼筋籠時采取設置定位環(huán)或墊塊的措施來保證主筋保護層厚度。

（4）鋼筋籠制作工藝允許偏差標準：主筋間距為±10mm；箍筋間距為±20mm（加強筋）；鋼筋籠直徑為±10mm；鋼筋籠長度為±50mm。

（5）鋼筋籠預制注意事項:主筋凈距應大于混凝土粗骨料粒徑的3倍以上；加筋箍宜設置于主筋的內側；鋼筋籠內徑應大于澆筑所用導管接頭處外徑100mm以上。

（6）成品鋼筋籠存放及吊運過程需采取防扭轉、彎曲、變形措施。

4.6.2 鋼筋籠吊放

（1）一次清孔到位后，將樁機沖錘提升放置孔外，采用事先預制的探孔器核驗其成孔垂直度及孔徑，保證成孔垂直度及孔徑符合設計要求，及時做好書面記錄。

（2）現場履帶吊吊放鋼筋籠時需正對孔位、吊直扶正、緩慢吊放、避免擾動孔壁（見圖3）。

圖3 鋼筋籠吊放

（3）鋼筋籠吊放至設計標高后必須采取固定措施，防止混凝土灌注時籠體出現偏移及上浮情況，并及時復核鋼筋籠頂端高程（允許偏差：±20mm）。

4.7 導管安裝及二次清孔作業(yè)

（1）該工程樁基水下混凝土灌注施工采用直徑Φ250mm導管，灌注作業(yè)前應準確測量計算導管總長度。

（2）導管投入使用前先進行水密性試驗，檢測導管的管身、接頭及密封圈的密封防滲性能。

（3）履帶吊吊放鋼筋籠到位后，抓緊吊裝導管，導管安裝完成開始第二次清孔作業(yè)。吊放導管時，導管中軸線應對準孔位中心，導管下放穩(wěn)步順直，避免出現刮蹭鋼筋籠和擾動孔壁情況。導管吊裝完成，在導管頂口安裝圓形漏斗，底口距離孔底高度為300~500mm。開啟泥漿泵，循環(huán)泥漿進行二次清孔，按設計要求控制二次清孔泥漿比重指標：進漿比重指標應<1.10、返漿比重指標應<1.15，沉渣厚度設計要求應<50mm，清孔時間視現場情況靈活調整。

（4）二次清孔作業(yè)結束后，經檢測沉渣厚度和返漿比重都符合設計要求時，及時開始水下混凝土的灌注工作。

4.8 水下混凝土灌注

灌注混凝土作業(yè)流程見圖4。

圖4 灌注混凝土作業(yè)流程

（1）首斗混凝土的初灌量必須保證導管底口埋置混凝土深度不<1m，因此漏斗容積需要通過現場計算確定。該工程選用的漏斗容積不<2m3，現場實際作業(yè)中，先投放隔水球膽，再安裝漏斗錐塞。當漏斗灌滿混凝土時應迅速拔起漏斗錐塞，同時持續(xù)向漏斗內灌注補充混凝土，保證混凝土澆筑作業(yè)連續(xù)不間斷。

（2）樁基混凝土灌注作業(yè)通過導管輸送混凝土，現場采用履帶吊起吊穩(wěn)定導管。灌注作業(yè)全過程必須連續(xù)不間斷進行。現場灌注作業(yè)間歇時間和拆除導管消耗時間都要嚴格把控，嚴禁中途停工；混凝土灌注作業(yè)過程中，及時復核計算混凝土面高度，根據現場數據及時拆除、提升導管。

（3）樁基混凝土灌注作業(yè)過程中，設專職人員測算混凝土面標高和混凝土灌注量，計算埋管深度及拆除導管節(jié)數。導管底口埋置混凝土面以下深度應不<2~6m，每次起管拆管后的導管底口埋深不宜<4m。兩部罐車運混凝土間隔時間不宜>0.5h，如果出現短時間間歇情況，及時小幅度上下竄提導管，保持混凝土的流動性。

（4）混凝土灌注作業(yè)結束前，需采用尺桿反復插入孔口混凝土面來復核混凝土面標高，保證最終混凝土面標高符合設計要求。按照設計要求混凝土灌注高度應超灌出設計樁頂標高500mm，以保證樁頂混凝土質量。

（5）混凝土灌注作業(yè)結束后，待樁基混凝土達到初凝狀態(tài)，現場即可移除樁機、拔起護筒、回填孔口、整型場地，及時做好現場泥漿外運工作，保證現場安全文明施工。

（6）混凝土試塊留置要求：項目設置專職人員負責混凝土試塊留置工作，每根樁至少留置混凝土試塊不少于1組（3塊/組），試塊需注明樁編號、混凝土強度、留置日期等。嚴格做好試塊的標養(yǎng)工作，達到齡期及時安排送檢[5]。

5 結束語

三盛國際海岸（一期）C區(qū)樁基工程共656根沖孔灌注樁，歷時90d施工完成，嚴格按照已審批的檢測方案采取樁基靜載試驗，高、低應變法、超聲波透射法、鉆孔取芯法等方法對樁基質量進行了全面檢測，包括樁基豎向抗壓承載力、樁身完整性、有效樁長、樁身混凝土強度和樁底沉渣厚度等，所有參檢樁基各個檢測項目數據全部符合設計及規(guī)范要求。如今5幢24~33層高層住宅樓已全部封頂，主體沉降觀測數據合格且穩(wěn)定。