軟土地基中旋挖灌注樁的施工管理

羅建林

（南平武夷建工投資發(fā)展有限公司， 福建 南平 354200）

我國(guó)東南沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度高，城市建設(shè)項(xiàng)目往往設(shè)計(jì)為大直徑、大直徑樁基。旋挖成孔技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在環(huán)境污染小、自動(dòng)化程度高、施工精度高等方面。在南方及其它區(qū)域的軟土地基中，通過(guò)合理的技術(shù)與管理措施，可以發(fā)揮旋挖灌注樁的優(yōu)勢(shì)，從而為建筑地基施工提供更多解決方案。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目為南平市武夷新區(qū)南林核心區(qū)商務(wù)寫(xiě)字樓項(xiàng)目，總建筑面積60372.47m2，其中地下室建筑面積14228.35 m2。該項(xiàng)目建設(shè)單位為福建建工集團(tuán)有限責(zé)任公司。地基施工設(shè)計(jì)旋挖灌注樁樁徑為Φ800，抗壓承載力4000KN(樁身配筋16C16)，選用C35 水下混凝土，樁身混凝土充盈系數(shù)≥1.10。施工場(chǎng)地的巖土地質(zhì)勘察結(jié)果如表1 所示。

表1 武夷新區(qū)商務(wù)寫(xiě)字樓項(xiàng)目地層土質(zhì)情況

從地層土質(zhì)分析可以看出，該項(xiàng)目地層土質(zhì)在東南地區(qū)較常見(jiàn)，是典型的軟土地基施工。填土地層以下有多層重度風(fēng)化巖，其中第三層為粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，第四層原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，呈碎裂狀且遇水極易軟化。該項(xiàng)目施工單位針對(duì)軟土地基施工存在的困難，對(duì)旋挖灌注樁技術(shù)進(jìn)行改良，并通過(guò)加強(qiáng)施工管理保障工程質(zhì)量進(jìn)度。

2 軟土地基中旋挖灌注樁的施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工準(zhǔn)備

旋挖灌注樁施工中旋挖鉆機(jī)、吊車(chē)、泥漿泵等機(jī)械均屬于必要設(shè)備。上述機(jī)械設(shè)備在軟土地基上易于陷入土層，因而在施工前應(yīng)當(dāng)確保地基硬度。該項(xiàng)目中主要采取渣土墊層與混凝土地坪相互結(jié)合的方式。根據(jù)施工計(jì)劃中的樁位及機(jī)械行進(jìn)路線鋪設(shè)厚度在40mm 以上的渣土墊層作為路基。同時(shí)，在預(yù)設(shè)的鉆機(jī)位澆筑混凝土地坪，厚度應(yīng)當(dāng)大于30mm。地坪的主要作用在于保持機(jī)械施工過(guò)程中的水平精度。在樁孔鉆進(jìn)、鋼籠安放過(guò)程中，鉆機(jī)或吊車(chē)發(fā)生位移將影響工程質(zhì)量。因此，在軟土地基中施工準(zhǔn)備階段必須進(jìn)行地坪澆筑作業(yè)。在定位放線中應(yīng)當(dāng)注意地表層的土質(zhì)情況，當(dāng)呈現(xiàn)軟塑和流塑態(tài)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用質(zhì)量較輕的定位桿等工具。鉆頭選擇方面，選用適合于軟土作業(yè)的旋挖鉆頭，相較于短螺旋鉆頭可一次完成清渣。為適應(yīng)地層變化，施工單位分別準(zhǔn)備了彈頭截齒、鋼鏟直斗齒和旋斗齒。

2.2 鉆進(jìn)作業(yè)

鉆孔前應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行試成孔作業(yè)，按照試驗(yàn)結(jié)果選擇套筒。該項(xiàng)目根據(jù)灌注樁設(shè)計(jì)高程并結(jié)合試成孔結(jié)果，訂制了長(zhǎng)度為13m 的護(hù)筒。定位中心點(diǎn)后以護(hù)筒直徑增加160mm 為標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)挖土坑。該地區(qū)為老舊住宅區(qū)拆遷，地下存在廢棄管線，為防止漏漿問(wèn)題對(duì)管線以黏土封堵。鉆機(jī)就位后利用機(jī)械內(nèi)儀表測(cè)量，定位龍門(mén)樁，結(jié)合護(hù)筒的十字環(huán)架中心點(diǎn)找正。全面施工前應(yīng)當(dāng)以單臺(tái)設(shè)備靜置與地坪4-6h，隨后檢測(cè)無(wú)傾斜后方可拆除環(huán)架正式施工。該項(xiàng)目使用雙腰帶作為保徑裝置，其豎向中心的距離控制在500mm 以上，可以起到防傾斜的作用。鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)按照土層勘探情況并結(jié)合實(shí)際調(diào)整鉆進(jìn)速度。案例中，在進(jìn)入較軟的第二層時(shí)，加快鉆進(jìn)速度以降低下探打滑的幾率，轉(zhuǎn)進(jìn)相對(duì)密實(shí)的第三層時(shí)則適當(dāng)降速。在第二層反復(fù)進(jìn)行掃孔以防止縮徑，經(jīng)過(guò)第三層后采取慢速進(jìn)行砂層作業(yè)，并分層逐步增加泥漿密度。該項(xiàng)目鉆機(jī)升降速度始終控制在0.70～0.80m/s 之間，以降低泥漿流速避免過(guò)度沖刷孔壁。

2.3 制漿清孔

為應(yīng)對(duì)軟土地基多發(fā)的塌孔問(wèn)題，該項(xiàng)目采用膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁。泥漿的制備要點(diǎn)在于密度的選擇。密度過(guò)大將影響置換效率，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致泥漿泵堵塞。密度過(guò)小則無(wú)法在孔壁形成有效的壓力差，無(wú)法確保孔壁穩(wěn)定。該項(xiàng)目對(duì)不同地層的穩(wěn)定性需求分別進(jìn)行測(cè)試，以確保泥漿性能指標(biāo)的合理性。軟土地基的清孔作業(yè)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)延長(zhǎng)泥漿循環(huán)時(shí)間，該項(xiàng)目將最低要求設(shè)定為30min，對(duì)清孔的最終要求為泛出漿液無(wú)塊渣感。另外，軟土地基施工中必須進(jìn)行二次清孔，控制標(biāo)準(zhǔn)為泥漿密度小于1.25、黏度在20-25 之間,沉渣厚度小于100mm。

2.4 鋼筋籠安裝與混凝土灌注

鋼筋籠焊接中接長(zhǎng)、封閉箍及加強(qiáng)環(huán)均采取10d 的單面焊接。焊接主筋接頭時(shí)，對(duì)錯(cuò)開(kāi)距離的要求應(yīng)當(dāng)同時(shí)滿足30d 與500mm 兩個(gè)條件。焊接與吊裝過(guò)程如圖1 所示：

圖1 鋼筋籠焊接吊裝示意圖

注意鋼筋籠安裝過(guò)程中對(duì)孔壁的刮碰。鋼筋籠制作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求安裝墊塊。該項(xiàng)目采用圓柱形墊塊以降低刮碰力度，以2m 間隔按照90°分為每組4 塊均勻放置。吊裝采用三點(diǎn)起吊法，在保持垂直于孔徑的基礎(chǔ)上緩慢下放，出現(xiàn)下放遇阻情況時(shí)及時(shí)停止作業(yè)，查明問(wèn)題并排除后方可繼續(xù)施工。灌注混凝土前檢測(cè)塌落度，確保導(dǎo)管?chē)?yán)密、長(zhǎng)度適中。塌落度的控制指標(biāo)為18-22cm，導(dǎo)管距離孔底在30-50cm 之間為宜。在混凝土高度距離樁頂2m 時(shí)應(yīng)使用短導(dǎo)管，至超灌高度達(dá)到800mm 后結(jié)束，可加快浮漿處理效率。

3 軟土地基中旋挖灌注樁的管理要點(diǎn)

3.1 優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目施工單位以施工組織設(shè)計(jì)作為管理核心之一，安排項(xiàng)目技術(shù)人員直接參與設(shè)計(jì)編制活動(dòng)。從實(shí)際需求出發(fā)，要求編制人員了解招標(biāo)文件、設(shè)計(jì)圖紙并參與現(xiàn)場(chǎng)踏勘，從而確保了投標(biāo)書(shū)等資料可以在現(xiàn)場(chǎng)施工中發(fā)揮指導(dǎo)作用。將科學(xué)組織施工、合理制定工序、選擇經(jīng)濟(jì)方法等原則作為編制施工組織設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并對(duì)上述活動(dòng)所產(chǎn)生的方案進(jìn)行細(xì)節(jié)性闡述與科學(xué)論證。同時(shí)，基于互利共贏的思維與業(yè)主尋找共同利益點(diǎn)，使需雙方配合的相關(guān)管理措施得以順利推行。另外，施工單位在組織設(shè)計(jì)中以信息化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理手段，通過(guò)關(guān)注工程難點(diǎn)突出質(zhì)量要素，將對(duì)新工藝技術(shù)的應(yīng)用作為兼顧成本、工期與質(zhì)量的方法，使組織設(shè)計(jì)效果得到顯著提升。

3.2 規(guī)范施工工序

軟土地基中的旋挖灌注樁施工仍然以基本施工工序?yàn)榭蚣堋?shí)踐中軟土地基施工存在的難點(diǎn)包括塌孔埋鉆、下探打滑、進(jìn)鉆困難等方面。為保證施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)規(guī)范施工工序并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)與計(jì)劃要求執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理。該項(xiàng)目為解決施工難點(diǎn)、提出針對(duì)性的解決方案，采取了規(guī)范的旋挖灌注樁在軟土地基中施工工序，如表2 所示：

表2 軟土地基中旋挖灌注樁施工工序

在各工藝流程中，施工單位對(duì)相關(guān)要點(diǎn)細(xì)分。例如，鉆進(jìn)階段可以分為三道子工序，分別為：制備泥漿-檢查指標(biāo)-供水；泥漿沉淀-蓄漿-沉淀；掏渣-觀測(cè)-棄漿-棄土。上述工序均為一般施工步驟上進(jìn)行的細(xì)化，以求突出軟土地基施工中的要點(diǎn)，為建立控制標(biāo)準(zhǔn)與劃清職責(zé)提供依據(jù)。

3.3 明確控制標(biāo)準(zhǔn)與責(zé)任

軟土地基施工的特殊性導(dǎo)致旋挖灌注樁作業(yè)中的部分控制標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步細(xì)化或進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。案例施工單位在準(zhǔn)備階段重點(diǎn)收集了勘探資料，主要從地層分析出發(fā)。在選擇技術(shù)工藝方面，與設(shè)計(jì)單位廣泛開(kāi)展技術(shù)交底，就具體工藝與控制標(biāo)準(zhǔn)的選擇進(jìn)行會(huì)商，以增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制的有效性。控制標(biāo)準(zhǔn)的建立，有效避免了施工人員盲目依靠既有經(jīng)驗(yàn)或習(xí)慣施工的問(wèn)題。同時(shí)，為保證控制標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行，施工單位提前明確了各施工步驟、工藝流程的責(zé)任人。相關(guān)檢查資料統(tǒng)一簽字并留存?zhèn)洳椤Ｖ贫ú⑿麑?dǎo)相關(guān)獎(jiǎng)懲制度，對(duì)出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題徹查現(xiàn)場(chǎng)施工記錄并追究相關(guān)責(zé)任人的責(zé)任。另外，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可能由于缺乏知識(shí)經(jīng)驗(yàn)或必要認(rèn)識(shí)，在施工中對(duì)要點(diǎn)理解不足、控制細(xì)節(jié)不嚴(yán)。因此，施工單位在開(kāi)工前應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行三級(jí)培訓(xùn)制度。在具體的知識(shí)與實(shí)操培訓(xùn)中，結(jié)合一般性的施工方法突出差異。說(shuō)明控制標(biāo)準(zhǔn)背后的作用原理，使施工人員意識(shí)到相關(guān)行為可能帶來(lái)的消極后果，以達(dá)到規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的目標(biāo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，旋挖灌注樁在軟土地基施工中具有廣泛應(yīng)用的可能性。該項(xiàng)目通過(guò)對(duì)上述施工技術(shù)與管理方法的運(yùn)用，使施工效率顯著提升并保障了軟土地基對(duì)灌注樁質(zhì)量的要求。分項(xiàng)工程提前于進(jìn)度計(jì)劃10 日完成，且全部灌注樁均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收，為該項(xiàng)目奠定了良好基礎(chǔ)。