沖孔灌注樁樁底沉渣問題分析與探討

廖飛，樂騰勝，柳俊，劉杭杭

（1.深圳市中僑物業(yè)工程監(jiān)理有限公司，廣東 深圳 518000；2.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001；3.上海建工二建集團(tuán)有限公司，上海 200080）

0 前言

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)推動了基礎(chǔ)建筑設(shè)施的迅速發(fā)展，各項(xiàng)基建工程均需要優(yōu)質(zhì)的樁基礎(chǔ)，灌注樁已經(jīng)成為建筑結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)樁型[1-2]。在軟土地區(qū)，大量興建的高層建筑物，強(qiáng)烈刺激了沖孔灌注樁基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展[3]。

近些年來，一些學(xué)者對沖孔灌注樁的工作機(jī)理及工程應(yīng)用開展了大量的研究，取得了一系列的成果。張國慶[4]等通過簡化灌注樁澆注施工工況，提取出鉆孔灌注樁澆注模型，給出了fluent流體仿真鉆孔灌注樁混凝土澆注的模擬假設(shè)與參數(shù)設(shè)置。李海霞[5]、潘青蓮[6]等結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn)，多角度地簡述了鉆孔灌注樁的優(yōu)勢，總結(jié)了鉆孔灌注樁技術(shù)在市政工程中的工藝要點(diǎn)，并提出了對其質(zhì)量控制的措施，為其在工程中的推廣起到了促進(jìn)應(yīng)用。常聚友[7]等研究了鐵路基礎(chǔ)中采用反射波法檢測混凝土灌注樁完整性及沉渣厚度的問題。饒忠全[8]對路橋工程鉆孔灌注樁施工存在的技術(shù)問題進(jìn)行了分析，提供了解決問題的措施方案；同時(shí)建議施工應(yīng)與監(jiān)管人員齊抓共管，增強(qiáng)質(zhì)量意識，對施工過程中的各個環(huán)節(jié)嚴(yán)加把關(guān)，就能確保樁基的施工質(zhì)量，徹底發(fā)揮鉆孔灌注樁的潛在優(yōu)勢。

本文結(jié)合某大廈樁基工程背景，從基礎(chǔ)選型的角度對沖孔灌注樁作了詳細(xì)介紹，剖析了沖孔灌注樁樁底出現(xiàn)的沉渣問題，且對此提出了補(bǔ)強(qiáng)方案，為沖孔灌注樁技術(shù)在工程項(xiàng)目上的廣泛推廣提供了參考價(jià)值。

1 工程概況

該工程位于某科技園，原地貌屬濱海灘涂地貌單元，場地地勢較為平坦；占地面積3947m2，擬建一座27層的高層建筑，建筑高度100m，地上總建筑面積為39964m2，地下總建筑面積為8000m2。設(shè)3層地下室，工程重要性等級為二級工程。工程上部結(jié)構(gòu)形式擬采用框架核心筒結(jié)構(gòu)，框架中柱最大軸力預(yù)估為40000kN，巖土工程勘察重要性等級為一級。

該場地巖土層結(jié)構(gòu)經(jīng)鉆探表明，場地內(nèi)地層埋藏分布規(guī)律及變化特征自上而下一次為：第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）、第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層（Q4mc）、晚更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）、中更新統(tǒng)殘積層（Q2el）、下伏基巖為燕山期第四期（γ53(1)）花崗巖全、強(qiáng)、中、微化風(fēng)帶。場地地下水類型主要為孔隙潛水及基巖裂隙水，填土層中局部有上層滯水。地下水位隨降水及季節(jié)而變化，勘探期間，時(shí)值雨季，測得各鉆孔穩(wěn)定水位埋深為2.55～5.25m，標(biāo)高1.95～5.52m。根據(jù)場地周邊條件經(jīng)驗(yàn)，推測地下水的變化幅度為1～2m。

勘探結(jié)果顯示，擬建場地所在區(qū)域無活動性斷裂等構(gòu)造通過；勘查區(qū)及外圍區(qū)域地震活動水平較低，斷裂活動性較弱，不具備形成中、強(qiáng)危險(xiǎn)地段的地質(zhì)背景。擬建場地?zé)o影響地基穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定性好，適宜建筑。根據(jù)建建筑物情況，該場地不宜采用天然地基淺基礎(chǔ)，需采用樁基礎(chǔ)。因此，結(jié)合該區(qū)域季節(jié)變化和區(qū)域經(jīng)驗(yàn)值，建筑物基礎(chǔ)型式建議采用沖孔灌注樁基礎(chǔ)，以中、微風(fēng)化帶花崗巖層作為樁端持力層。

2 樁基檢測及結(jié)果分析

2.1 受檢樁設(shè)計(jì)施工概況

根據(jù)工程質(zhì)量控制要求，對樁基工程中的C31#樁進(jìn)行了鉆心檢測工作，共鉆2孔，完成總進(jìn)尺77.0m。C31#樁為沖孔灌注樁，樁徑1000mm，施工樁長35.55m，樁頂標(biāo)高-17.850m，承載力特征值為10000kN，樁身混凝土強(qiáng)度等級為C40，設(shè)計(jì)樁底巖土層處于微風(fēng)化狀態(tài)。本次檢測主要目的為檢測樁身的混凝土強(qiáng)度、完整性、樁長、樁底沉渣及持力層性狀。

2.2 檢測標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)備

檢測標(biāo)準(zhǔn)主要參照工程所在地的《建筑基樁檢測規(guī)程》（SJG 09-2007）有關(guān)規(guī)定。檢測設(shè)備主要是采用XY-1A型鉆機(jī)，101mm外徑、83mm內(nèi)徑單動雙管鉆具和金剛石鉆頭。

2.3 檢測結(jié)果

C31#樁鉆芯檢測結(jié)果見表1。

C31#樁鉆芯檢測情況 表1

2.4 檢測結(jié)論

對樁基工程中C31#樁進(jìn)行了鉆心檢測，參照《建筑基樁檢測規(guī)程》（SJG 09-2007）有關(guān)規(guī)定，得出以下結(jié)論：

①樁身完整性屬于Ⅳ類別，樁身存在嚴(yán)重缺陷；

②受檢樁的C31#樁身0～33.30m的抗壓強(qiáng)度值為42.90MPa，滿足設(shè)計(jì)C40要求；

③受檢樁的C31#樁長檢測為33.4m，與所提供樁長誤差為-2.15m；

④受檢樁的C31#樁底沉渣最大值為2100mm；

⑤受檢樁的C31#樁底為強(qiáng)風(fēng)化，不滿足設(shè)計(jì)要求。

3 工程樁補(bǔ)強(qiáng)方案

根據(jù)C31#樁抽芯檢測情況，經(jīng)研究分析決定采用二重管高壓旋噴注漿法對樁底沉渣和樁周土層進(jìn)行加固處理，工期6d。

3.1 施工準(zhǔn)備

場地設(shè)施布置主要有：水泥站、泥漿池、制漿站、排污溝等。

施工設(shè)備主要有：空壓機(jī)（9m3）1臺、BW150注漿機(jī)1臺、攪拌機(jī)1臺、高壓輸漿管若干米、XY-100型鉆機(jī)1臺、二重管旋噴樁機(jī)GXP-20型1臺。

3.2 施工技術(shù)參數(shù)

①加固旋噴樁布置及數(shù)量：C31號樁樁徑1000mm，共計(jì)布置8個二重管高壓旋噴樁，其中2根布置在工程樁內(nèi)，對樁底沉渣進(jìn)行加固；6根均勻布置在樁四周，對樁周土體進(jìn)行加固，提高樁摩擦力。

②處理深度：應(yīng)參照檢測結(jié)果，處理到樁沉渣下1m深度。

③鉆孔位置：樁端沉渣處理的2個注漿孔宜在距離樁中心200mm處對稱布置；樁外側(cè)土體加固的6個注漿孔沿樁周均勻分布。鉆孔垂直度偏差不大于0.5%。

④洗孔水壓：10～20MPa。

⑤高壓旋噴注漿漿壓：10～20MPa。

⑥水灰比：1.0。

⑦水泥標(biāo)號：42.5R。

3.3 施工工藝

施工工藝流程主要如圖所示。

施工工藝流程

3.4 注意事項(xiàng)

①注漿前須檢查輸漿系流是否暢通，全部準(zhǔn)備工作是否就緒；注漿管埋設(shè)達(dá)到設(shè)計(jì)位置；缺陷部位須慢速提升。

②高壓旋噴注漿順序?yàn)橄葮吨芎髽缎尽吨茏{采用跳孔施工，最后一根樁注漿完成48h后進(jìn)行樁中間處理樁端沉渣孔注漿。

③注漿流量不變而壓力突然下降時(shí)，應(yīng)檢查泄漏情況，必要時(shí)拔出注漿管，檢查密封性能。

④注漿出現(xiàn)不冒漿或繼續(xù)冒漿時(shí)，則應(yīng)不提升注漿管繼續(xù)注漿直至冒漿為止。

⑤注漿出現(xiàn)冒漿壓力下降時(shí)，應(yīng)拔出注漿管檢查是否被擊穿。

⑥注漿后可達(dá)到的效果應(yīng)采用鉆芯法在原缺陷鉆孔上進(jìn)行檢測。

⑦加強(qiáng)對施工場地安全及環(huán)境衛(wèi)生的管理工作。

4 結(jié)論

根據(jù)在受檢樁原缺陷鉆孔上進(jìn)行二次檢測，所得數(shù)據(jù)顯示檢測結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。由此說明采用二重管高壓旋噴注漿法對樁底沉渣和樁周土層進(jìn)行加固處理，能夠有效的解決沖孔灌注樁樁底沉渣問題，為沖孔灌注樁技術(shù)的廣泛推廣提供了參考依據(jù)。