地質條件對灌注樁施工的影響

靳 馬 超

(山西冶金巖土工程勘察總公司第十分公司，山西 太原 030002)

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地質條件對灌注樁施工的影響

靳 馬 超

(山西冶金巖土工程勘察總公司第十分公司，山西 太原 030002)

結合太原市保利梧桐語住宅樓的巖土工程及水文地質條件，介紹了灌注樁的施工工藝流程，分析了影響施工質量、進度及成本的因素，并針對工程的特殊地層，提出了相應的施工措施。

巖土工程，灌注樁，地質條件，混凝土

本項目為保利梧桐語住宅樓樁基項目，擬建場地位于山西省太原市晉源區晉祠路改線和吳家堡南街交叉口西南方向。灌注樁成孔的作業環境復雜，灌注樁成孔質量及效率受場地巖土工程地質條件及水文地質條件的制約，復雜的地質條件將造成施工成本的急劇增加，工程進度滯后，甚至存在質量隱患。

1 巖土工程地質情況

雜色，有異味，由大量磚塊、混凝土塊、碎石、灰渣等建筑垃圾混生活垃圾組成，該層底部局部夾褐灰～黑色淤泥質土，厚度為0.5 m～2.0 m。該層物質成分雜亂，結構松散，均勻性差，堆積年限近10年。平均厚度5.5 m。

褐黃色，含云母、煤屑、氧化物等，局部地段夾有薄層粉土，軟塑～可塑狀態，具中～高壓縮性。壓縮系數a1-2=0.166 MPa-1～0.622 MPa-1，平均0.367 MPa-1；標準貫入試驗實測錘擊數3.0擊～8.0擊，平均5.7擊。靜力觸探錐尖阻力qc厚度加權平均值為0.71 MPa。平均厚度8.9 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，混夾粉土、粉砂，局部地段夾有粉土及粉細砂薄層或透鏡體。可塑狀態，具中壓縮性。壓縮系數a1-2=0.192 MPa-1～0.510 MPa-1，平均0.323 MPa-1；標準貫入試驗實測錘擊數7.0擊～13.0擊，平均10.30擊。靜力觸探錐尖阻力qc厚度加權平均值為1.91 MPa。平均厚度3.2 m。

褐黃～褐色，主要礦物成分為石英、長石及云母，混夾粉土、粉質粘土。飽和，稍密，顆粒級配不良。標準貫入試驗實測錘擊數11.0擊～18.0擊，平均14.9擊。靜力觸探錐尖阻力qc厚度加權平均值為13.03 MPa。平均厚度3.5 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，混夾粉土、大量粉砂，局部地段夾有粉土及粉細砂薄層或透鏡體。可塑狀態，具中壓縮性。壓縮系數a1-2=0.151 MPa-1～0.432 MPa-1，平均0.250 MPa-1；標準貫入試驗實測錘擊數11.0擊～16.0擊，平均13.3擊。靜力觸探錐尖阻力qc厚度加權平均值為5.60 MPa。平均厚度9.1 m。

褐黃～褐色，主要礦物成分為石英、長石及云母，混夾粉土、粉質粘土。飽和，稍密，顆粒級配不良。標準貫入試驗實測錘擊數15.0擊～19.0擊，平均16.9擊。平均厚度4.5 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，局部地段夾有薄層粉土。可塑狀態，具中壓縮性。壓縮系數a1-2=0.135 MPa-1～0.370 MPa-1，平均0.236 MPa-1；標準貫入試驗實測錘擊數20.0擊～26.0擊，平均23.2擊。平均厚度6.7 m。

褐灰色，含云母、煤屑、氧化物等，局部地段夾有薄層粉土透鏡體。可塑狀態，具中壓縮性。壓縮系數a1-2=0.139 MPa-1～0.388 MPa-1，平均0.233 MPa-1；標準貫入試驗實測錘擊數24.0擊～33.0擊，平均28.6擊。平均厚度9.3 m。

2 水文地質情況

首層地下水為孔隙潛水，含水層為第①層雜填土，主要以大氣降水及側向徑流補給。第③層以下為承壓水，其含水層主要為粉細砂、細砂層，主要靠側向徑流補給，相對隔水層為粉質粘土。上部潛水水位與下部承壓水水頭相近，本次勘察期間測得水位埋深在現地面下2.80 m～3.90 m之間，隨季節性變化幅度約1.0 m。

3 施工工藝

本工程為水下灌注混凝土灌注樁，成孔工藝采用旋挖鉆機成孔。具體工藝如下:

1)定位放線。根據甲方提供的控制點，使用全站儀對每個樁位進行放樣。

2)護筒埋設。護筒采用鋼護筒，根據地層情況，護筒埋設長度為4.0 m～7.5 m。樁位經監理驗收確定后，利用十字交匯法從定位點將樁位引至護筒外側，然后鉆機開始進尺開挖，進尺3.0 m左右進行護筒埋設，護筒埋設保證垂直度，埋設完成后，再用十字交匯法從定位點將樁位引入護筒內，確保樁位準確，同時，測量護筒標高并記錄。

3)成孔。根據地層情況控制進尺速度，成孔過程中為防止護筒底部坍塌，確保鉆孔內漿液面不能低于護筒底部，鉆進速度均勻，保證孔徑尺寸及孔壁圓滑，并防止縮徑發生。

4)鋼筋籠制作、吊放。鋼筋籠按設計圖紙要求制作，確保鋼筋籠長、加強箍筋間距、繞筋間距、鋼筋搭接長度、保護層厚度、焊縫質量等滿足規范及設計要求。成品鋼筋籠的存放及運輸防止變形。根據籠長采取分段制作，吊放過程中孔口對焊，鋼筋籠吊放時采用三點起吊，入孔時應對準孔位中心，輕放并慢慢下孔，嚴禁鋼筋籠猛沖和強行下放。根據護筒與樁頂的標高差確定鋼筋籠吊筋長度，為防止籠頂偏斜，每根鋼筋籠用兩根吊筋吊放。

5)導管安放。導管接口采用密封圈確保密封良好，導管在孔內要居中，底部距孔底0.3 m～0.5 m，單節長度為3.0 m，底節長度為4.0 m。

6)灌注混凝土。灌注混凝土作業要連續進行，灌注時，不允許導管橫向移動，當灌注的混凝土面接近鋼筋籠底部時，放慢混凝土灌注速度，防止鋼筋籠上浮。每次拔管前要測量混凝土面的深度，確定滿足埋管深度后方可拔管。混凝土超灌高度應大于0.5 m。

4 施工情況分析

施工現場所需水源不足及場區的特殊地質條件給施工質量、進度、成本帶來影響，具體分析如下：

1)上部雜填層中存在回填的混凝土樁頭、混凝土梁基礎等障礙物，測量定位后進行開孔，進尺3.0 m左右遇到大粒徑混凝土塊或混凝土梁基礎，造成鉆頭損壞、報廢，不能繼續進尺。需開挖去除障礙物并回填后重新放線定位、開孔，工作效率降低，制約工期，加大施工成本。

2)上部回填層松散，含大量磚塊及大粒徑混凝土塊，開孔坍塌嚴重，護筒安放困難。回填層的不均勻性易造成護筒安放傾斜，樁位偏差過大，為保證樁位偏差在允許范圍內，護筒埋設速度需大幅度降低。總之，因上部回填地層影響，施工效率大幅度降低，施工成本加大，進度滯后。

3)回填層底部的淤泥質土及其下部的粉質粘土在成孔過程中隨鉆頭及鉆桿的上下串通不斷坍塌，護筒埋設后進尺過程中，自3.0 m～7.5 m，每鉆進尺0.9 m，提起鉆頭倒渣后再次下鉆，發現塌孔0.4 m，這樣鉆進造成孔徑上部增大，混凝土嚴重超方，并且成樁后樁頭截面過大且不規則。混凝土的超方增加施工成本，同時給后期的土方開挖、挖樁間土、截樁頭、樁頭外運帶來施工困難，施工效率降低，致使成本大幅度增加并且制約工期。

4)地層存在較厚砂層，成孔后沉淀速度快且沉渣較厚，必須提高造漿質量，確保泥漿的性能指標(比重、含砂率等)滿足要求，否則造成沉渣過厚不能保證施工質量。因上部回填層過厚導致泥漿護壁施工的成孔過程中漏漿嚴重，大量漿液流失，并且在混凝土澆筑過程中返出的漿液全部滲入上部回填層中，漿液不能二次利用，帶來施工成本的大幅度增加。因場區水源不足，造漿施工嚴重制約工期。

5 針對特殊地層采取的措施

1)由于上部回填不明的大體積混凝土塊易造成開孔時鉆頭損壞、報廢，所以在開孔時要放慢進尺速度并放慢轉動速度，觀察鉆機顯示屏顯示的作業扭矩，發現超負荷時及時停鉆。針對此處進行開挖，確認不明物后再進行成孔作業。

2)因上部回填物的松散及不均勻性，在護筒埋設時易造成樁位偏差不能滿足要求。護筒埋設前，在樁位周圍釘4根鋼筋采用十字交匯法確定樁位，護筒埋設后，用釘好的4根鋼筋棍拉十字線校核護筒位置，同時，采用吊墜測量護筒垂直度。護筒位置及垂直度同時滿足要求后方可進尺，不滿足要求需拔出護筒重新安放，直至滿足要求。

3)針對上部塌孔形成大頭樁問題，采用加長護筒進行施工，護筒底部穿透雜填及淤泥層進入粉質粘土1.0 m左右。根據不同位置回填層厚度的不同，采用對應長度的護筒進行施工。本項目需護筒長度為8.0 m，旋挖鉆機一次性安裝8.0 m長護筒極其困難，護筒安裝分兩節進行，采用孔口對接，大大增加了護筒的埋設時間。

4)對于漏漿的問題，采取調整施工部位順序，首先是場區周圍的樁，周圍樁施工過程中對上部雜填層的空隙用漿液充填，逐步達到飽和，后期施工中間部位的樁時，漿液滲漏輕微，并且灌注時漿液能夠返出進行二次利用，減少造漿投入的費用，同時，緩解了水源不足的問題。

綜上所述，根據本項目場地的巖土地質條件和水文地質條件，灌注樁施工成孔難度較大。為保證灌注樁施工質量，針對開孔、護筒埋設、上部塌孔造成大樁頭、回填層漏漿等問題采取相應措施，造成施工成本投入較多，工期滯后，將給施工單位帶來大量的成本支出及經濟損失，并且造成工期嚴重滯后。

On influence of geological conditions on bored piles

Jin Machao

(TenthBranch,ShanxiMetallurgicandGeotechnicalEngineeringSurveyCorporation,Taiyuan030002,China)

Combining with the geotechnical engineering and hydrological conditions of Baoliwutongyu residential buildings of Taiyuan, the paper introduces the construction craft procedure of the bored piles, analyzes the factors affecting the construction quality, progress and cost, and points out the respective construction measures according to the special stratum of the project.

geotechnical engineering, bored pile, geological condition, concrete

1009-6825(2016)18-0065-03

2016-04-13

靳馬超(1981- ),男，工程師

TU473.14

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