長螺旋鉆孔后植鋼筋籠灌注樁在伊利乳業云南有限責任公司新建項目中的應用

【摘要】結合工程實例，總結并介紹了長螺旋鉆孔后植鋼筋籠成樁工藝的適用性、施工特點及施工流程，通過對關健工序采取有效控制，使成樁質量滿足要求。

【關鍵詞】長螺旋樁基礎；施工關健點控制；檢測

1. 前言

（1）長螺旋鉆孔后植鋼筋籠成樁工藝是近幾年發展起來的新工藝，其施工過程是先形成素混凝土樁，然后再利用振動器將鋼筋籠沉入樁身混凝土中，由于該工藝具有施工速度快，無泥漿污染等優點，得到廣泛應用。

（2）在伊利乳業云南有限責任公司新建項目中，采用長螺旋鉆孔灌注混凝土樁——后置鋼筋籠施工工藝，完成樁徑400，樁長20～22m，工程樁1047棵，歷時30天（見圖1、圖2）。

圖1

2. 工程概況

擬建場地地位于嵩明縣楊林工業區內的南東側，北側為官軍公路延長線，西側為101省道，南側和東側均農田，交通較為便利，地基土主要巖性及工程水文地質條件如下：

2.1場地內沉積環境相對復雜，地面以下深度范內分布的飽和粉土及砂類土層有：①耕植土，②1粉土、③1粉砂、③3礫砂④1粉砂及④2礫砂。經判定，除② 1粉土為不液化土外，其余粉砂層及礫砂層均為液化土，液化指數ⅠIE=5.27-11.28，地基液化等級以中等液化為主，局部輕微液化。

2.2地下水位在地面以下5.27-11.28m，主要賦存于沖、洪積相和沖、湖積相的粉土和砂類土中，屬松散孔隙水，微具承壓性，地下水主要靠大氣降水及地表水補給。

2.3該工程原設計采用振動沉管灌注樁，樁端持力層進入④層粘土或第④1粉砂層不小于1.50m，樁身配筋8C14，螺旋箍C8@150/200，加勁箍A12@2000，混凝土保護層厚度50mm，強度C25。按照合同約定，在工程樁正式展開前應進行試樁。

圖2

3. 試樁情況

3.1選取了具有一定代表性的包括液態奶車間3棵、倒班樓5棵、污水處理站1棵樁進行試樁，于2013年6月3日下午開始試樁，但在進行液態奶車間試樁時，發生如下情況（見表1）。

表1

樁機選型單位工程試樁施工情況描述地勘報告對應探孔情況

90型液態奶車間1#試樁施工沉管總時間為20分鐘，5分鐘施工至8.6m（含預制樁尖）樁機抬腳15分鐘灌入度為零；進入③1粉砂層

液態奶車間2#試樁施工沉管總時間22分鐘，5分鐘施工至8.4m（含預制樁尖），樁機抬腳17分鐘灌入度為零。進入③1粉砂層

3.2鑒于以上情況，建設、監理及施工單位現場代表協商后，與云南省內樁基技術專家進行了初步技術溝通，采取暫停施工待解決問題后再行施工的處理辦法。

3.32013年6月8日技術專家到達現場進行查看，經綜合分析認為，地表下8m左右為粉砂液化層，且厚度約為2～6m，另外由于該工程施工期間正逢雨季，地下水量增加，加劇了粉砂液化，因振動沉管灌注樁施工過程產生的連續振動，導致粉砂不斷密實，以至樁基施工穿越粉砂層十分困難，難以進入設計要求的④層粘土或④1層粉砂層持力層。即使采用引孔措施，但土體回縮率加大，容易產生斷樁、縮徑等，工程樁質量難以保證。為確保工程樁成樁深度、質量達到設計要求和國家質量驗收標準，建議根據施工工藝特性，將原設計振動沉管砼灌注樁，更改為長螺旋鉆孔灌注砼樁——后置鋼筋籠施工工藝。

3.4經相關各方溝通討論，本工程設計單位，中國輕工業武漢設計工程有限責任公司同意將工程樁改為長螺旋鉆孔灌注樁，對長螺旋鉆孔灌注樁要求如下：

（1）樁徑400mm，單樁承載力、標高等參數詳圖紙S12027-SG-0103和S12027-SG-0104。

（2）根據地勘報告提供數據在施工過程中應防止縮徑或斷樁。

圖3

圖4

4. 鉆孔灌注樁施工方案設計

4.1施工設備選型及工藝流程。

采用JZL-90型長螺旋鉆機鉆進成孔，泵送混凝土，后植鋼筋籠成樁。

4.2施工起點及流向：從南向北，先施工液態奶車間、倒班房再進行污水處理站樁基施工。

4.3施工工藝流程如下（見圖3）。

4.4施工關健點控制。

4.4.1鋼筋籠制作（見圖4、圖5）。

為減少樁端阻力，保證鋼筋籠到位率，將鋼筋籠底部300～600mm進行收口成錐臺形（見圖4、圖5），并根據樁端阻力情況在收口外側加箍圈與主鋼筋焊接牢固。

4.4.2場地平整：先平整壓實至設計樁頂標高以上0.5m左右時，再鋪墊1.0m左右的磚渣平整壓實，保證樁機行走安全。

4.4.3測量放線：根據建設方提供的控制點，使用全站儀進行定位放線，并作好引測點保護。

在每個樁位中心打一根長約30～40cm的木楔或竹片，進行醒目標識。與圖紙復核、自檢合格后，報請監理方驗收。

圖5

4.4.4鉆機就位，校正水平，確保施工中不發生傾斜、移動、沉陷。鉆機就位后，重新進行樁位復核，確保鉆機就位準確無誤。

4.4.5垂直度控制：鉆機就位后調平后，鉆桿自由垂體對準樁位，使用吊線錘前后、左右校正鉆機垂直度，偏差應符合規范≤1%的標準。在機架或鉆桿上設置標尺，以便控制和記錄孔深。

4.4.6鉆進成孔：啟動卷揚機下放鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動鉆機動力頭，使鉆桿旋轉下沉至設計標高。鉆進過程中，操作人員要注意力集中。觀察鉆進情況，若出現鉆進困難及其它異常情況，應停機檢查，分析原因，不得野蠻施工。

4.4.7灌注砼、提升：當鉆機鉆至設計深度標高時，開動輸送泵灌送混凝土，嚴禁先提鉆后泵送，以防出現斷樁和縮徑。根據地勘報告及施工經驗確定該工程成樁的提拔、泵送速度須控制在2～3m/min左右。提拔導管時，應保證鉆桿芯管混凝土的漿液面高于鉆桿底面出料面，并確保灌注樁混凝土充盈系數≥1.10。

4.4.8標高測定：當鉆桿提升完成素砼樁后，先使用挖掘機將旁邊泥土清除完后，安裝鋼護筒，找出成樁中心點；使用水準儀測定現場地面標高，準確計算出鋼筋籠頂標高，在導管上面標示送入深度，使用導管將鋼筋籠送至設計標高。

4.4.9鋼筋籠放置：完成樁身混凝土灌注后，立即進行鋼筋籠植入作業，使用50T吊車起吊鋼筋籠，起吊點位置設置在籠兩端1/4處，以防止鋼筋籠起吊變形過大。起吊時，首先芯管穿入鋼筋籠內部，自由垂直對中成樁中心點，然后將鋼絲繩與吊點鋼筋環相連，以便在起吊過程中能保持設備與鋼筋籠同步起吊。在下放過程中使用吊線錘觀測鋼筋籠垂直度，發現傾斜時停止下放，校正后符合要求后才繼續作業施工，確保鋼筋籠100%的植入到設計深度要求。

4.4.10污水處理站工程樁施工：污水處理站工程樁樁樁

頂標高-8.00m，設計樁長22.0m，因樁數不多，占地面積不大，根據現場實際情況及樁機施工要求，增加塔架高度至26m，方可滿足施工。

5. 樁基檢測

工程完工后，由云南瑞博工程檢測有限公司進行了樁身完整性及單樁豎向靜荷載承載力試驗，試驗結果如下：

選取了13棵工程樁進行單樁豎向靜荷載承載力試驗，試驗結果，單樁豎向承載力極限值達到設計要求1100KN，對應沉降值為18.01～24.67mm.對場地內406棵工程樁進行樁身低應變動力檢測，檢測結果，Ⅰ、Ⅱ類樁合計達到100%。

6. 結語