旋挖灌注樁處治軟基的工藝與質(zhì)量控制研究

許 霆 皮遠明 李 誠 張治鋒

(中建五局第三建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410004)

軟土在我國廣泛分布，尤其以湖南、江蘇及兩廣等東南區(qū)域分布最普遍[1]。其具有壓縮性大、含水率高、天然地基承載力低等顯著特點，不能直接作為房建工程地基，通常需要采取一定措施進行加固，達到設(shè)計地基承載力。

目前地基處理的方法有很多種，例如強夯法[2]、換填墊層法[3]、水泥土攪拌法[4]等。而旋挖灌注樁作為一種較為先進的樁基技術(shù)，引入國內(nèi)的時間較晚，但應用范圍擴展很快，目前在公路、鐵路、房建等領(lǐng)域得到了廣泛推廣[5]。與傳統(tǒng)的樁基技術(shù)相比較，旋挖灌注樁施工具有機械化程度高，作業(yè)效率快，施工精度高，節(jié)約人力成本，噪聲少，較為環(huán)保，適用范圍廣等優(yōu)點[6]。但在不同領(lǐng)域中應用，其相關(guān)技術(shù)要求和質(zhì)量控制標準需要進一步的研究。本文依托長沙某房建工程為例，系統(tǒng)探討軟土地基中旋挖灌注樁的工藝要求和質(zhì)量控制要點，為完善其施工關(guān)鍵技術(shù)標準以及進一步推廣該方法提供了參考。

1 工程概況

長沙某項目位于望城的經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，規(guī)劃凈用地面積為413 474.95 m2，合約620畝。主要以生產(chǎn)廠房、倒班宿舍、餐廳、動力站房及配套用房等為主要布局，形成“辦公—研發(fā)—生產(chǎn)—配套”的完備生產(chǎn)體系。結(jié)合室內(nèi)土工試驗獲取各土層物理力學參數(shù)如表1所示。

由表1可知：項目區(qū)域土層為軟土，天然地基承載力較低。本工程擬采用旋挖灌注樁進行加固處理。

2 旋挖灌注樁施工工藝

2.1 埋設(shè)護筒

為防止孔口出現(xiàn)坍塌，在下鉆前需在孔口位置設(shè)置護筒。本工程中護筒每節(jié)長2 m，直徑比設(shè)計樁徑大0.1 m，用6 mm鋼板制作。若地質(zhì)情況較差，可將其接長。護筒由人工開挖放入孔中，同時注意要高出地面約0.5 m。護筒上部開設(shè)2個溢漿孔，以便溢出的漿液通過孔流出，然后經(jīng)處理后可回收再利用。最后鋼護筒底部及四周用粘土回填并分層夯實，避免底部出現(xiàn)坍塌或滲漏等問題[5]。

表1 土層物理力學參數(shù)

2.2 泥漿制備

本工程中泥漿制備的材料選用膨潤土。首先在攪拌機中加入規(guī)定水量，再加入規(guī)定量的膨潤土以及外加劑，然后攪拌5 min后將泥漿放入池中待用。通常，制漿量為2倍的混凝土樁體積。在鉆孔施工時，泥漿比重還要結(jié)合地層和施工情況及時調(diào)整，以保證成孔質(zhì)量。

2.3 旋挖鉆成孔

鉆機的鉆頭選用雙開門筒狀鉆頭。鉆機開始鉆進時，要緩慢鉆進，當達到護筒以下1 m時，可提到常規(guī)速度。鉆進時每回次進尺控制約0.6 m，并通過控制盤來監(jiān)控垂直度，如有偏差應及時進行糾正[6]。在出渣時要同時向孔內(nèi)注漿，使孔內(nèi)水頭始終不低于護筒底0.5 m。

2.4 清孔

鉆孔過程中孔壁難免會掉渣，而這些沉渣會對澆筑混凝土后的成樁質(zhì)量造成很大影響。因此在成孔后對其進行檢查，各項指標都符合要求后應進行清孔。清孔要及時且質(zhì)量要到位，通常采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆的方法。通過探測泥漿指標來判斷孔底沉渣厚度，若不符合規(guī)定要求，則進行二次清孔，直至符合要求。

2.5 鋼筋籠骨架的制作與安裝

鋼筋籠在加工棚集中分節(jié)焊接制作，要確保鋼筋表面潔凈以及試焊合格。鋼筋籠吊裝采用汽車吊，吊繩要一樣長。鋼筋籠應對準孔位并垂直緩慢的下放，防止鋼筋籠破壞孔壁。安放好后，在鋼筋籠中設(shè)4根φ16鋼筋吊環(huán)并與鋼護筒頂部焊接固定，以防在澆筑過程中發(fā)生浮籠現(xiàn)象[6]。

2.6 導管安裝

導管管徑要與樁徑匹配，本工程中采用內(nèi)徑25 cm的鋼導管。導管使用前要進行抗壓測試和水密承壓測試，各項性能滿足要求后方可使用。導管底應高于孔底0.3 m～0.5 m左右，以便首次澆筑時能夠順利排出隔水栓。

2.7 混凝土灌注

混凝土灌注前，必須嚴格檢查混凝土的標號及配合比，控制混凝土的坍落度在200±20 mm范圍內(nèi)，滿足要求后方可進行灌注作業(yè)[6]。澆筑首盤混凝土時，用量不應少于1 cm3，使導管底端能被混凝土埋入0.8 m以上。澆筑混凝土采用直升導管法，保證作業(yè)過程導管一直處于埋深2 m～4 m范圍。若埋深過淺則由于混凝土噴出后不密實容易斷樁，若埋深過深則由于下部混凝土硬化容易導致斷管。在澆筑到樁頂前要進行充分振搗。

2.8 吊出護筒和拔出套管

混凝土灌注作業(yè)結(jié)束后，利用振動錘配合拔出套管，然后利用吊車緩慢垂直的吊出鋼護筒。檢查并沖洗干凈后，可在下一個旋挖灌注樁作業(yè)中繼續(xù)使用。

3 質(zhì)量控制要點

3.1 樁位控制

首先由測量工程師根據(jù)設(shè)計院提供的基準點在廠區(qū)周邊合適且穩(wěn)定的位置做好控制點，根據(jù)樁位定位圖和控制點測放出鉆孔樁樁位并作好標記，再次進行復測。經(jīng)復測驗收合格后方可開鉆。

3.2 樁斜控制

在軟弱不均的復雜地層，加上工程人員的操作方法不當，常常導致鉆孔傾斜。因此，在鉆機鉆進前，可以通過安裝支架作為導向，然后對中整平，以此保證孔位的精確和鉆桿的垂直。鉆機鉆進時要勻速給進，并同時測定孔斜，要保證孔斜率小于1%，孔中心偏差小于0.1 m。要有專人負責監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)孔斜過大，立即采取糾斜措施。

3.3 樁徑控制

要合理選擇鉆頭直徑，護筒內(nèi)徑不應小于鉆頭直徑0.1 m。在軟土地層中，經(jīng)常發(fā)生縮孔，因此需采用優(yōu)質(zhì)的泥漿護壁。

3.4 樁長控制

施工中對地面標高與各項設(shè)計高程都要搞清，正確進行換算。土層中鉆進，錐形鉆頭的起始點要準確無誤，根據(jù)不同土質(zhì)情況進行調(diào)整[7]。

3.5 樁頂控制

當混凝土灌注至最后一斗時，應準確探明浮漿厚度，計算調(diào)整末斗混凝土容量，水下混凝土灌注要高于設(shè)計樁頂標高為0.5 m[7]。

3.6 成品保護措施

1)安裝和移動鉆機運輸鋼筋籠以及澆筑灌注混凝土時均應注意保護好場地的軸線控制樁機水準基準點。

2)在開挖基礎(chǔ)土方時，應注意保護好樁頭，防止挖土機械碰撞樁頭，造成折樁或傾斜。

3)旋挖灌注樁施工完成后，不得在其周圍隨意堆放重物，防止樁身變形。

4)嚴格按施工規(guī)范施工，保證混凝土施工的養(yǎng)護時間，在養(yǎng)護期間禁止施工及機動車輛通行。

5)對完成工序嚴格進行防護，防止后續(xù)工序施工過程，將已完成的部位破壞。

6)為避免縮徑、樁身傾斜等問題，要規(guī)劃好樁機行走路線以及打樁順序，如采用跳一鉆一的方式。

4 結(jié)語

旋挖灌注樁是一種較先進工藝方法，在工程應用中具有良好經(jīng)濟與環(huán)保效益，因此值得廣泛推廣。但在應用時，需要根據(jù)工程的實際情況，合理的安排施工，嚴格按照工藝要求并把控好質(zhì)量控制要點，從而保證工程質(zhì)量。