淺析沖孔灌注樁施工技術

■李志勤 ■福州建工(集團)總公司，福建 福州 350000

1 工程概況

福州廣播電視臺高清頻道演播樓工程位于福州市晉安區遠洋路，總建筑面積2667m2，用地面積為529.25m2，建筑層數為4 層，總高度為23.6m，結構形式為框架結構。樁基礎采用沖孔灌注樁，樁徑為800mm，樁長為52 -57m，總樁數共33 根。設計持力層為第卵石層，樁端全截面進入卵石層≥5m。樁身混凝土強度等級為C30，采用正循環成孔，反循環清孔的施工工藝，設計單樁豎向抗壓承載力特征值3000KN，單樁豎向抗壓極限承載力特征值6000KN。

2 工程地質情況及施工難點

2.1 工程地質情況

由福州市建筑設計院所提供的工程地質勘探報告顯示，本項目場地土由上往下揭示為:(1)雜填土，主要以粘性土為主，層厚為3.4 -5.6m;(2)粉質粘土，層厚為1.2 -1.5;(3)淤泥夾砂，主要以淤泥為主，夾帶少量的石英砂，層厚12.2 -14.8m;(4)中(粗)砂，主要以石英中砂為主，夾帶少量粗砂，層厚8.4 -10.9m;(5)淤泥質土，由淤泥夾砂和淤泥質土組成，性質為高壓縮性軟弱土，層厚13.3 -17m;(6)中(粗)砂，以石英中砂為主，層厚4.70 -8.50m，(7)卵石層，卵石含量為59% -86%，巖性為火成巖類，含砂量為5% -24%，含泥量為2% -16%，層厚為8.1 -13.2m;(8)全風化花崗巖，呈砂土狀，層厚3.80m;(9)砂土狀強風化花崗巖，巖體破碎，層厚3.40m;(10)碎塊狀強風化花崗巖，巖體破碎，層厚1.2m。

2.2 工程施工難點

(1)本工程施工場地狹小，場地東側距離既有建筑物僅有2m，周邊管線布置較為復雜，施工工期緊張;(2)地質情況較為復雜，地層中含有中粗砂層、淤泥質土和卵石層，沖孔灌注樁在成孔過程較為容易出現塌孔現象;(3)樁長最短為52m，卵石層最高含砂量為24%，最高含泥量為16%，樁長較長，樁底沉渣較難清孔干凈。(4)淤泥層較厚，水下混凝土的充盈系數較大，混凝土用量較難控制。

3 施工技術

3.1 施工工藝

測量放線一護筒埋設一沖擊成孔一清孔一鋼筋籠制作與安裝一二次清孔一水下混凝土灌注一成樁

3.2 測量放線

根據樁位圖與坐標點，采用全站儀對樁位進行測量放線，在樁心位置插一根短鋼筋，并用水泥砂漿固定，并在樁位四周引測出控制樁。

3.3 護筒埋設

護筒采用鋼板厚度為8mm 的鋼護筒，其高度為1.5m，內徑為1000mm，在護筒上部設置1 個溢漿孔，護筒中心與樁位中線偏差≤50mm。護筒周邊用粘性土回填并夯實，護筒露出地坪高度為300mm。

3.4 沖擊成孔

鋼護筒埋設完成后，移機就位，對準樁位進行沖擊施工。剛開始時應低錘密擊，錘高為0.4 -0.6m，采用原位造漿，對于較為軟弱地層根據情況添加片石，以達到擠密孔壁的目的;在護筒邊上堆放一些膨潤土，用來調節泥漿的比重;當沖擊至護筒以下2m 時，錘高可以調整為2-3m，泥漿比重控制在1.2 -1.5，在淤泥層沖擊時，若發現偏孔，應回填片石超過偏孔處500mm 以上再進行沖擊，沖擊過程中泥渣不斷從溢漿孔排放到泥漿池，應及時對泥漿池進行撈渣，并控制泥漿的比重，淤泥層泥漿比重控制在1.4 左右;當沖擊到卵石層，錘高可以調整為3 -4m，泥漿比重控制在1.3 左右，直至進入卵石層5m 以上。每沖擊4 -5m 應驗孔一次，孔位垂直度＜1%，隨時檢查樁錘的鋼絲繩與樁位是否重合，發現孔壁傾斜或者坍塌等異常現象，應及時停機檢查，確定方案后方可繼續施工;隨時檢查渣樣，與地勘報告進行對比，如發現地質情況不一致，應及時上報;當沖擊至持力層時，應通知監理工程師到現場對巖面進行確定，可以采取巖樣強度和顏色比對進行確定，應全截面進入持力層方可確定為巖面，當進入巖面5m 時經監理工程師驗收后方可終孔。

3.5 清孔

當沖擊深度達到設計標高時，應對持力層情況、孔深、孔徑、入巖深度等進行檢查，符合設計要求后進行清孔。清孔采用反循環清孔工藝，將泥漿泵放入孔底，孔底沉渣通過泥漿泵排放到泥漿池，泥漿經過過濾后再由孔口流入孔內，反復循環將泥渣清理干凈。清孔后泥漿比重控制為1.25 左右，含砂率≤8%，黏度≤28s，注意保持好孔內漿面的高度。

3.6 鋼筋籠的制作與安裝

本工程場地狹小，鋼筋籠的制作在場外預制場內進行;鋼筋籠嚴格按照設計圖紙進行下料加工，主筋與箍筋的連接采用點焊形式;兩節鋼筋籠的接長采用單面焊形式，搭接長度為10d，鋼筋接頭錯開間距≥35d 且≥500mm，同一水平面上鋼筋接頭數≤50%;鋼筋籠每隔2m 焊接1 道加勁箍，鋼筋籠底端應做成錐形，主筋保護層厚度為50mm，每隔2m 在加勁箍位置的主筋上等距離焊接4C12 的耳形定位環，以確保鋼筋的保護層厚度滿足設計要求;為防止鋼筋籠在運輸與吊放過程中出現變形，在鋼筋籠加勁箍位置焊接十字形支撐，一般每隔2 個加勁箍焊接1 個，鋼筋籠可采用特制的簡易車進行運輸。鋼筋籠采用吊車進行吊放，吊放時應對準孔位，徐徐垂直下放，鋼筋接長位置應采取加密箍筋加強，鋼筋籠下放過程中避免碰撞孔壁，下放完成應根據標高和樁位就位后進行固定。

3.7 二次清孔

鋼筋籠安裝完成后立即下放導管，導管直徑為Ф250mm，壁厚為5mm。導管使用前應進行接頭抗拉試驗和水密試驗，水密試驗時水壓應不小于孔內水壓的1.3 倍，壓力不小于水下灌注混凝土時管壁可能承受的最大壓力的1.3 倍;導管安裝應垂直于樁位，下口距離孔底為0.3 -0.5m，最下面一節導管長度為6m，其余采用標準4m 管，導管接頭采用螺紋快速接頭，應保證導管密封良好。二次反循環清孔后，應保證泥漿比重為1.15，泥漿粘度≤28s，沉渣厚度≤50mm，含砂率≤8%。

3.8 水下混凝土灌注施工

該工序為沖孔灌注樁的關鍵工序，是成樁的重要步驟。水下混凝土采用C30 商品混凝土，采用導管法進行灌注，混凝土坍落度為180 -220mm，應確保其和易性良好，施工管理人員應對每輛混凝土罐車的混凝土的坍落度進行檢查，還應檢查混凝土是否出現泌水、離析等現象，不符合要求的混凝土嚴禁使用。根據首灌要求導管埋入混凝土深度≥1m 計算首灌料斗方量，本工程首灌料斗方量為3m3，料斗裝滿混凝土后，安排另一輛混凝土罐車就位，等料斗與導管間的隔水栓拉起后，加大馬力往料斗內倒混凝土，確保首灌成功;混凝土灌注應連續不中斷，混凝土面上升速度為2m/h，每灌注完一車混凝土后應用測繩對混凝土上升面進行測量，專人負責并做好記錄，計算出拆管的節數，確保導管埋入混凝土長度2 -6m，本工程按照4m 來控制。為確保樁頂混凝土質量，應超灌標高比設計樁頂標高高出0.8 -1.0m，混凝土的充盈系數≥1.1。

4 樁底后注漿技術

本工程的樁底采用后注漿技術，注漿導管采用內徑為25mm 的無縫鋼管，注漿管與鋼筋籠的加勁箍綁扎牢固，每根樁對稱設置2 根注漿管，導管頂部露出地坪高度為0.5m。注漿在成樁后7d 進行施工，注漿的成樁與成孔樁的距離≥8 -10m，注漿初壓壓力為1.5Mpa，水泥采用PO42.5 硅酸鹽水泥，水灰比為0.5，終壓壓力＞3Mpa，注漿流量≤75L/min，單樁水泥注漿量約為1 -2t，同一根樁的注漿管實行等量注漿，對于樁群的注漿順序為由外向內，一般單樁注漿時間為1 -2 小時。

5 結束語

本工程建設單位委托福州榕建工程檢測研究所對11#、22#樁進行靜載檢測，單樁最大載荷沉降量分別為16.16mm，12.85mm，均＜40mm且沉降均勻，滿足規范要求;對25 根樁進行低應變動力檢測，I 類樁23根，占92%，Ⅱ類樁2 根，占8%，無Ⅲ、Ⅳ類樁，檢測結果符合設計及規范要求;土方開挖后對樁位情況進行檢查，樁位偏差均＜100mm，符合規范要求，檢測結果表明本工程的沖孔灌注樁施工技術切實有效。

［1］建筑樁基技術規范.JGJ94 -2008.

［2］建筑地基基礎工程施工質量驗收規范.GB50202 -2002.