混凝土灌注樁在濟南車輛段修車庫改造中的應用

【摘 要】本文介紹了濟南車輛段修車庫樁基礎施工過程中，使用了回轉鉆成孔灌注樁施工方法，該工藝具有機具設備簡單，操作方便，護壁效果好，成孔質量可靠，施工無噪音、無振動、無擠壓，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩定，塌孔少，受施工場地限制小，工程樁質量穩定等優點。

【關鍵詞】生產車間；灌注樁；施工技術

1.工程概況

濟南車輛段濟南檢修車間修車庫改造工程位于濟南車輛段院內，由修車庫和邊跨組城，建筑面積6941㎡。修車庫一層，總高度13.75米，門式剛架結構。邊跨兩層，建筑高度為7.6米，鋼框架結構。根據地質條件該工程基礎采用混凝土灌注樁，樁徑500㎜，單樁承載力特征值不小于650KN，樁長8米～9米，持力層置于第6～1層全風化輝長巖層，樁長可根據巖層埋深調整，樁采用C25砼，鋼筋保護層厚度50㎜。該工程共計鋼筋混凝土灌注樁261根，采用回旋轉成孔灌注樁施工工藝。

2.施工工藝流程

場地平整→樁位放線→護筒埋設、泥漿制備→鉆機就位、孔位校正→沖擊造孔→清孔換漿、終孔驗收→下鋼筋籠和鋼導管→灌注混凝土→成樁保護。

3.施工工藝要點

3.1樁位放線

樁基施工前，根據基礎平面圖，由測量人員利用經緯儀、尺子等測量工具將柱基縱橫軸線投測到地面上，根據基礎圖放出柱基位置，確定開挖邊線。在距離開挖邊線1.0米處方向線上打入樁基的定位木樁，用于控制樁基施工時的平面尺寸。技術人員認真核實樁的各項測量數據，填寫《工程定位測量記錄》，數據要準確、清晰，相關人員簽字齊全。

3.2護筒埋設與泥漿制備

護筒埋設：采用6mm的厚鋼板制作護筒，護筒高度2.0m， 直徑80cm，底部設刃腳。在護筒的上、中、下部各焊一道直徑為18mm的加強箍，增加護筒的剛度，防止變形。埋設護筒時，在樁位處挖取土方，直徑為160cm，坑深為1.7米。放置護筒使護筒中心與鉆孔中心位置重合時，用垂球檢查護筒的垂直度，偏差控制在2cm之內。在護筒周圍對稱地、均勻地回填素土分層夯實，防止護筒偏斜。護筒頂面高于作業面30cm以防止雜物進入護筒內。

泥漿制備：在施工場地的適當位置挖深1.5米直徑為2米的泥漿池，泥漿池上支設三角架，上面吊泥漿泵，泥漿泵的排水管直接與鉆錐頭相連，以達到泥漿循環護壁和帶出鉆渣的目的。在護筒與泥漿池之間挖一條深20cm寬30cm的排水溝。在護筒內加入粘土和清水制漿通過鉆頭的旋轉攪拌均勻使溢出的泥漿通過溝槽流入循環池，最后通過泥漿泵壓入井內。

3.3鉆機就位，孔位校正

3.3.1場地平整

平整夯實樁基周圍場地，保證鉆機移動平穩。

3.3.2鉆機調整

按放線預先確定的位置后進行鉆機就位調整，保證鋼絲繩、鉆頭、護筒中心三點一線，確保鉆桿垂直度。

3.3.3設備檢查

鉆孔之前，鉆機運轉部件等關鍵部位進行檢查并進行試運轉，保持設備的良好性能，防止施工過程中發生故障。

3.3.4開鉆前檢查

鉆機鉆孔前，施工單位技術人員第二次對樁位、護樁及護筒逐個進行檢查，合格后方可進行開鉆施工。

3.4鉆孔、成孔和終孔

鉆孔開始時，輕壓力、慢轉速，逐步步入正常。開鉆及整個鉆進過程中，始終保持孔內水位高過護筒底口0.5m以上，以免水位升降波動造成對護筒底口處的沖刷。鉆機鉆進過程中，操作人員定期檢查樁位情況，出現偏差時，及時調整鉆機。

鉆孔深度達到設計標高后，施工單位技術人員進行對鉆孔樁樁長、樁徑及傾斜度進行檢驗，如不合格根據情況由現場技術人員提出處理方案處理后再次進行檢驗，樁孔質量符合驗收標準后進入下一道工序。

成孔檢查后用換漿法進行清孔，采用新制備的泥漿將孔內鉆渣和密度較大的泥漿換出。清孔后沉淀層厚度不大于50mm。終孔后由土建主管工程師組織，監理人員參加，共同對孔徑、孔深進行檢查驗證。檢查合格后進入到下放鋼筋籠的工序。

3.5鋼筋籠制作與安裝

3.5.1鋼筋選用及進場驗收

為保證施工質量，本工程從材料源頭進行了控制，選用了濟南鋼鐵公司生產的優質鋼材。每批鋼筋進場前，對品種、規格、外觀、尺寸等進行驗收，驗收合格后由監理工程師進行見證取樣試驗，取得合格實驗數據后方可使用。

3.5.2鋼筋籠質量標準

在車輛段檢修車間鋼筋加工棚內加工鋼筋籠。鋼筋籠的加工與制作嚴格按照設計圖紙在鋼筋加工場地進行，縱筋接頭全部采用焊接并保證在同一斷面內接頭不超過鋼筋總量的百分之五十，鋼筋接頭錯開距離不小于35d即560mm（鋼筋直徑為16mm），加勁箍、螺旋箍與主筋采用點焊連接。鋼筋骨架的制作的允許偏差為：主筋間距±10mm，箍筋間距±20mm，骨架外徑±10mm，長度為±100mm。鋼筋籠加工完成后，施工單位自檢合格后報監理工程師進行驗收。

3.5.3保護層控制塊的安裝

從樁頭向下20cm位置沿鋼筋籠長度間距3.5米在相鄰主筋之間安裝控制保護層的導向砼預制件，距離下端部不得大于2m。每斷面設置3個圓環形預制件，直徑為100mm。以切實保證灌注樁鋼筋籠保護層厚度。

3.5.4鋼筋籠運輸

鋼筋籠在從加工廠運送至樁基現場時，嚴禁高起高落，不得在地上拖拽鋼筋籠，防止鋼筋污染、鋼筋籠變形、焊點開焊、損害控制保護層厚度的預制塊等。

3.6鋼筋籠吊放、下導管

3.6.1鋼筋籠吊放

用吊車將鋼筋籠吊至樁位上方，對準樁孔后緩緩放入。下放時應輕提輕放，遇有放不下去的部位應立即將鋼筋籠提出，及時分析問題發生的原因，制定有效措施，及時進行整治。鋼筋籠入孔至設計標高后，采取調整、校核等手段使鋼筋籠中心與樁基中心重合，利用護筒、定位圈等固定。

3.6.2下導管

選用壁厚為3mm，直徑為25cm，每節長度為2.5米長的導管。導管使用前進行試拼裝，以水壓力1.0MPa進行試驗。導管距離鋼筋保持100mm的距離。

3.7混凝土灌注

3.7.1二次清孔

為及時清除鋼筋籠及導管過程中產生的的少量鉆渣沉淀，在灌注混凝土之前須進行第二次清孔，利用導管采用正循環法進行清孔，清孔后泥漿密度不大于1.2T/m3，沉渣層厚度不大于50mm。

3.7.2混凝土選用及進場檢驗

本工程樁基選用濟南市金鑾牌成品混凝土，采用中粗砂，粗骨料最大粒徑不大于40mm，水泥用量為378kg/m3，塌落度為180-220mm。用汽車泵灌注混凝土。混凝土進場后，由試驗人員檢查混凝土的和易性、均勻性和坍落度，做好試驗記錄是否符合要求，不符合要求的不得用于工程中。

3.7.3混凝土灌注

用罐車運輸首批灌注混凝土的數量應滿足導管首次埋置深度≥1.0m的要求。混凝土灌注要連續進行，速度不能太快以防止鋼筋骨架上浮或偏移。同時隨時測算算灌注方量與灌注高度判斷灌注是否正常。砼灌注過程中要不斷提升和拆除導管利用測繩測量混凝土面距導管頂距離。導管埋入砼深度不小于2米，在灌注過程中對混凝土按照規范要求進行取樣。澆筑過程中當導管內混凝土不滿含有空氣時，后續混凝土要徐徐灌入以免在導管內形成高壓氣囊擠出管節間的橡皮墊致使導管漏水。灌注中上下抖動導管加快混凝土下落速度時，提升導管不宜過猛以免拉斷導管，提升的距離也不宜過大，防止將導管下口提出混凝土面而進入泥漿形成斷樁。澆注混凝土時溢出的泥漿應流至泥漿池內以防污染周圍環境。在樁頂設計標高以上加灌60cm高度的混凝土，以便鑿除樁頭后保證設計樁頂混凝土面的質量。

在灌注將近結束時，由于導管內混凝土的落差減小，壓力降低而導致混凝土頂升困難，在孔內加水稀釋泥漿并掏出部分沉渣土或提高漏斗使灌注工作順利進行。

灌注樁施工過程中，監理人員實行旁站，施工單位指定專人填寫好施工記錄，詳實記錄灌注時間、混凝土面的深度、導管埋設、導管拆除過程以及發生的異常現象等。當砼澆筑完成24小時后，及時拆卸護筒。為方便拆卸，預先在鋼護筒內側涂刷脫模劑。

3.8成樁保護措施

已完成的樁，不允許車輛或鉆機從鄰近經過，以免造成斷樁或樁位偏移現象；嚴禁機械碰撞樁頭。

4.驗收檢測

4.1樁位偏差情況

逐樁進行量測，樁基垂直于中心線方向的最大偏差為79mm，沿中心線方向的樁位偏差為106mm，符合《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202-2002）要求。

4.2單樁豎向抗壓靜載試驗

項目管理單位委托了具有相應資質的山東省魯建基礎工程監測中心進行單軸豎向抗壓承載力和樁身完整性進行驗收性檢測。高應變法測試了3根樁，試驗最大加載值為1323KN，累計沉降分別為13.86mm、12.82mm、15.81mm。按照《建筑樁基檢測技術規范》JGJ106-2003的規定，對樁數為3根或3根以下的柱下承臺，單樁豎向抗壓極限承載力統計值應取低值。本次試驗檢測數據滿足以上規定，確定該工程同一條件下的單樁豎向抗壓極限承載力統計值不小于1323KN，單樁豎向抗壓承載力特征值不小于662KN，滿足設計要求。

4.3樁身質量檢驗

本工程共完成低應變檢測79根，抽樣數量滿足規范要求，所測的79根樁，Ⅰ類樁54根，Ⅱ類樁25根。檢測結果滿足設計要求。

5.結語

回轉鉆成孔灌注樁施工方法，具有機具設備簡單，操作方便，護壁效果好，成孔質量可靠，施工無噪音、無振動、無擠壓，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩定，塌孔少，受施工場地限制小，廣泛的應用于工程施工過程中。車輛段車間采用該工藝進行了樁基施工，經過3年的沉降觀測，沉降區域穩定，累計沉降量為5.0mm，取得了良好的施工效果。

【參考文獻】

[1]建筑施工手冊（第四版）.

[2]建筑基樁檢測技術規范（JGJ106-2003）.

[3]建筑地基基礎工程施工質量驗收規范（GB50202-2002）.