淤泥地層沖孔灌注樁施工技術

梁志美

摘 要：南沙區中心醫院二期工程基坑，面積大，處于深厚淤泥層中，該文依托該項目支護樁結構施工方法，介紹了沖孔灌注樁在淤泥地層中的施工要點，該施工要點是確保沖孔灌注樁質量的關鍵技術，對大部分軟土地區沖孔灌注樁施工具有借鑒作用。

關鍵詞：淤泥地層 沖孔灌注樁 施工技術

中圖分類號：U44 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0040-02

1 工程簡介

擬建工程位于廣州市南沙區豐澤路，擬建1棟5層醫技樓、13層住院樓，設1層地下室，總建筑面積51690 m2，本工程基坑開挖底相對標高-7.45 m，基坑開挖深度為6.45～7.75 m；電梯井開挖深度為8.60 m；基坑北側壁安全等級為一級，其余為二級。據鉆探揭露，地基土由第四系人工填土層及沖積土層，下伏基巖為下古界花崗混合巖組成。依地層埋藏深度自上而下分別為素填土、沖積土層（粉質粘土、淤泥或淤泥質土、中砂或粗砂）、殘積土層、下古生界基巖。其中淤泥或淤泥質土：深灰色，飽和，流塑，含少量有機質及中細砂，局部含中細砂較多，層厚2.10～26.60 m，平均層厚8.78 m。飽水但不透水，具弱透水性。本基坑北側及西側北段采用雙排沖孔灌注樁的支護結構，前排沖孔灌注樁采用樁徑為1200 mm，樁中心距為1400 mm，后排沖孔灌注樁采用樁徑為1000 mm，樁中心距為2100（2800）mm；基坑其余幾側采用懸臂式沖孔灌注樁的支護結構，沖孔灌注樁采用樁徑為1000 mm，樁中心距為1200 mm。基坑支護樁外設兩排￠550水泥攪拌樁止水帷幕，支護樁樁間掛網噴射混凝土封閉。坑底被動土采用格柵式攪拌樁加固。（見圖1）

2 沖孔灌注樁施工技術原理

沖孔灌注樁是在土方開挖之前，用沖擊式裝置或卷揚機提升樁錘，沖擊成孔，由泥漿懸浮泥渣，使樁錘每次都能沖擊到孔底新土層，待沖至設計深度并清除沉淀下來的泥渣后，把地面上加工好的鋼筋籠用起重機械吊放入充滿泥漿的孔內，用導管向孔內澆筑混凝土。混凝土由孔底開始逐漸向上澆筑，并將泥漿置換出來，待混凝土澆至高出設計標高0.5～0.8 m后，一根沖孔樁即施工完畢。

沖孔灌注樁施工工藝流程：場地平整——樁位放線——開挖漿池、漿溝——護筒埋設——鉆機就位、孔位校正——成孔、泥漿循環、清除廢漿、泥渣——第一次清孔——質量驗收——下鋼筋籠和鋼導管——第二次清孔——澆筑水下混凝土——成樁。

3 淤泥地層沖孔灌注樁施工要點

3.1 大型吊裝設備行走路線設計

基坑圍護結構為沖孔灌注樁+攪拌樁止水帷幕，根據地質勘查報告顯示淤泥層較厚且存在地下軟弱下臥層，因此，通過比選后確定灌注樁成孔采用沖擊式裝置進行施工，但鉆機自重大且施工區域主要為淤泥層，承載力不滿足施工機械直接在表層土行走。鋼筋籠吊裝時，地基承載無法滿足吊車行走。因此，需要設計大型吊裝設備行走路線，并在該路線鋪設鋼板以分散集中應力，間接達到提高地基承載力的目的，確保施工機械能夠正常移動。

3.2 護筒精度保證

護筒有導正鉆具、控制樁位、防止孔口坍塌、抬高孔內靜壓水頭和固定鋼筋籠等作用，施工過程中認真埋設。由于護筒底部為淤泥層，地基承載力較低，無法承受護筒自重以及后續沖樁的施工荷載，護筒定位后，會發生沉降從而影響精度，所以本工程埋設護筒時，在上口加焊吊環，吊環對稱，并在護筒外用黏土分層回填夯實。而且保證護筒埋置深度應比常規埋深深一點，護筒埋深保證在2 m以上。設置護筒內徑比樁直徑大150～300 mm，上口高于地面200～300 mm，并設有排漿口。另外埋設護筒時，保證護筒中心軸線對正樁位中心，其偏差不大于20 mm。

3.3 泥漿指標控制

由于地層淤泥層較厚，沖孔過程中為增大孔壁護壁穩定性，需選用優質泥漿，同時需適當加大泥漿比重。在施工第一根樁時，泥漿比重按常規進行配置，泥漿比重選取為1.10～1.15左右，結果由于泥漿比重較小無法穩定孔壁，導致第一根樁出現塌孔。后續灌注樁施工時，借鑒前面施工經驗，適當的加大泥漿比重，泥漿比重控制在1.3左右，施工過程中做到經常量測泥漿比重，再無出現塌孔現象。

泥漿處理系統采用黑旋風泥漿處理系統，黑旋風泥漿處理能力為250 m/h。進漿和出漿循環管道沿沖樁區域布置。黑旋風泥漿處理系統，加工了新的泥漿分離設備，通過改變振動篩篩網結構和增設旋流器分離，提高較大顆粒泥沙、垃圾和細微砂粒的分離效率。運用黑旋風泥處理系統后，大大提高了沖孔灌注樁施工進度。

3.4 成孔質量保證

為避免相鄰樁間發生擾動，本工程沖孔灌注樁采取隔樁施工，待相鄰樁澆注混凝土達到70%強度后方可成孔施工。另在沖孔灌注樁成孔前進行了攪拌樁止水帷幕施工，這樣能夠較好的控制成樁的擴孔系數。沖孔灌注樁成孔時，通過沖孔樁機上垂直儀，隨時控制樁的垂直度，垂直度需小于3‰。同時利用測繩，檢查成孔深度，防止超鉆。

成孔完成后，進行清孔。采用空氣吸泥反循環清孔，第一次清孔后，檢查泥漿各項指標，孔底以上0.2～1 m處的泥漿比重應小于1.15，含砂率不大于5%，粘度20～28 s，孔底沉碴厚度不大于100 mm。若不滿足要求，進行二次清孔。

3.5 鋼筋籠制作與吊裝

鋼筋籠制作及安裝：縱向鋼筋的接長，采用機械連接或焊接，縱橫鋼筋交接處均采用焊接；鋼筋籠外側需設混凝土墊塊或采用其他有效措施，以確保鋼筋保護層的厚度。鋼筋籠長度允許偏差±50 mm，直徑允許偏差±10 mm。所使用鋼筋等原料必須經檢驗合格后才能使用。鋼筋籠加工前，主管施工員必須填寫鋼筋下料單，畫出鋼筋成型后的圖形尺寸，然后對工人進行詳細的技術交底。鋼筋籠的制作必須嚴格執行有關驗收規范和按圖施工。制作完成后必須進行隱蔽工程驗收，經驗收合格后進行吊裝。鋼筋吊裝時，要防止由于淤泥層承載力不足導致吊機傾覆。

3.6 沖孔灌注樁擴孔系數控制

沖孔灌注樁的擴孔系數是指單根樁混凝土實際澆灌量與理論澆灌量的比值，通常情況在1.05～1.10之間，如果在軟土地層中擴孔系數的實際值要稍大一些。擴孔系數過小的話說明存在縮頸，過大說明存在孔壁坍塌情況。擴孔系數是衡量成孔質量的一個比較重要的指標。

前期施工的幾根沖孔灌注樁由于鋼筋籠制作速度跟不上成孔速度，導致成孔后4 h內，鋼筋籠無法下孔，孔壁出現局部小范圍塌孔，因而擴孔系數較大。

后續沖孔灌注樁施工過程中，大型設備盡量遠離正在成孔樁位行走，防止對孔壁產生擾動，造成局部范圍塌孔，同時施工過程中加大泥漿比重，最大限度的發揮泥漿作用，施工時嚴格控制單樁成孔施工時間，要求成孔后混凝土澆筑時間間隔不超過2個小時。調整施工工藝后，沖孔灌注樁擴孔系數有所降低。

4 結論

（1）在淤泥地層需加大泥漿粘度、比重，確保泥漿在軟弱地層中具有足夠的護壁能力，防止孔壁坍塌。（2）鋼筋籠吊裝時，吊機行走在淤泥層中需考慮地基承載力，防止由于淤泥層承載力不足導致吊機傾覆。（3）混凝土澆筑時，需保持導管底距孔底部約30～40 cm，防止淤泥侵入到樁心，造成夾泥或斷樁等。同時需嚴格控制單樁成孔時間，成孔后澆筑混凝土時間間隔不宜過長。（4）在淤泥層地質條件下，作為止水帷幕的攪拌樁，應在沖孔灌注樁施工前完成，便于和沖孔灌注樁密切結合達到止水目的。

參考文獻

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[3] 高大釗.深基坑工程[M].2版.北京：機械工業出版社，2009.endprint