機動洛陽鏟成孔灌注樁在濕陷性黃土地基中的應用

徐 自 平

(太原富力城房地產開發(fā)有限公司，山西 太原 030009)

1 概述

濕陷性黃土廣泛分布于我國西北、華北地區(qū)，在黃土地區(qū)灌注樁工程采用干作業(yè)法施工，主要有長螺旋鉆孔、短螺旋鉆孔、旋挖鉆孔、人工挖孔、機動洛陽鏟成孔等工法。本工程位于太原東山黃土地區(qū)，屬太原市城中村改造項目，受拆遷問題影響，場地內遺留部分未拆遷房屋，施工場地狹小。如采用旋挖鉆機等大型施工設備，只能保證一臺設備的施工場地要求，但無法滿足甲方工期要求。經(jīng)綜合考慮，采用機動洛陽鏟成孔法施工，為縮短工期，采用數(shù)臺機動洛陽鏟同時施工。現(xiàn)就該技術在濕陷性黃土地基中的應用實踐、工藝技術特點談一些粗淺看法，希望為今后類似工程施工提供借鑒和參考意義。

2 地質概況

本工程場地地基不考慮地震液化，為抗震一般地段，樁基設計等級為甲級；場地土對混凝土結構具有微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。地下水穩(wěn)定水位埋深在53.1～64.0之間，相應的水位標高介于777.15 m～776.75 m。地下水類型為滯水，水位隨季節(jié)性變化，變化幅度在0.5 m～1.0 m左右，主要受側向徑流補給，由于埋深較深，可不考慮地下水對本工程的影響。建筑物抗震設防類別為丙類，場地標準凍深約0.74 m，擬建住宅樓為Ⅱ(中等)級自重濕陷性場地。具體巖土構成及承載力如表1所示。

表1 巖土構成及承載力統(tǒng)計表

3 基樁設計

基礎持力層為第③層濕陷性粉質黏土，地基承載力特征值fak=150 kPa，不滿足設計要求，為滿足地基承載力要求及消除濕陷性，采用鉆孔后壓漿灌注樁。

2)靜荷載試驗要求：單樁豎向承載力特征值要求達到5 000 kN，單樁豎向極限承載力標準值不小于10 000 kN。

4 機動洛陽鏟成孔技術特點

1)適用特殊地層：適用于黏土、粉質黏土且地下水位低的土層，尤其適用于黃土地區(qū)。

2)施工場地要求低：設備小，運轉靈活，對施工作業(yè)面和空間要求不高。

3)機動洛陽鏟組裝簡便：人工可組裝，無需其他設備配合。

4)便于質量控制：成孔過程可監(jiān)控，能真實反映地層變化。

5)施工成本低：一般由2人操作設備，1人操作卷揚機，1人推小推車運土，費用低。

6)環(huán)保安全：干作業(yè)成孔無泥漿，無需人員下孔內作業(yè)。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 工藝流程

準備工作→定位放線→挖樁孔→測量控制→洛陽鏟挖至設計標高→樁底驗收→鋼筋籠吊裝→混凝土灌注→后壓漿→鑿樁頭→靜荷載試驗。

5.2 施工工藝操作要點

5.2.1成孔

孔口定位放線經(jīng)復核后，開機(洛陽鏟)操作，利用卷揚機提升洛陽鏟，自由落體閉合抓土，提升至地面，采用手推車人工運土、卸土，依次循環(huán)成孔；當挖至樁底設計標高以上30 cm時，停止開挖，用重錘夯實，沖程高度3 m～4 m，夯實至樁底設計標高，檢查樁端是否進入持力層，且不小于設計深度，成孔質量驗收標準見表2。

表2 灌注樁的樁徑、垂直度及樁位允許偏差

5.2.2鋼筋籠制作與安裝

進場鋼筋出廠合格證和自檢報告齊全，且復試合格；鋼筋籠在加工場按照設計圖紙集中制作。為保證鋼筋籠有足夠的保護層，在鋼筋籠四周設同保護層厚的圓盤狀混凝土塊，每組3個，間距5 m～6 m；樁頂鋼筋露頭500 mm，鋼筋籠分段制作，主筋采用單面焊接，搭接長度不小于10d；環(huán)形箍筋采用綁扎固定，鋼筋籠每隔2 m設一道焊接加勁箍筋。

后壓漿注漿管按照設計圖紙要求制作，樁端注漿管采用2根，樁側2根(第1根距孔底約10 m，間距約10 m)，壁厚2.5 mm，直徑DN20鋼管，鋼管接頭采用絲扣連接。注漿管安裝在鋼筋籠外側，塑料軟管封口后與鋼管連接，塑料管需用塑料包裹保護，防止堵管。

鋼筋籠頂部焊接吊筋，吊筋長度按照保證鋼筋籠頂面保持在設計高度的最短距離設置，上設吊環(huán)，鋼筋籠采用吊車放入孔內，用鋼管穿入其中，將鋼筋籠懸掛于孔口，牢固定位，使籠中心與樁孔中心重合，鋼筋籠質量驗收標準如表3所示。

表3 干成孔灌注樁鋼筋籠質量檢驗標準

5.2.3混凝土灌注

混凝土澆筑前，先檢查孔底是否有浮土，如有則進行清理。采用與鉆孔樁法相同的混凝土料斗和導管進行灌注，混凝土從導管中澆入，混凝土初灌量應保證導管底部能埋入混凝土面以下2 m以上，灌注應連續(xù)進行，利用上下提升導管、混凝土通過導管自上向下頂壓和自重增強其密實性，樁頂以下5 m范圍采用插入式振搗器進行振搗，以保證樁頂質量。要求在混凝土初凝時間內灌完一根樁，超灌高度不小于800 mm，充盈系數(shù)不得小于1。

5.2.4后壓漿

注漿作業(yè)開始前，應進行注漿試驗，確定注漿參數(shù)；注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點距離不宜小于8 m，注漿順序宜先樁側后樁端，樁側注漿宜先上后下，且間隔時間不宜小于2 h。當滿足下列條件之一時終止注漿：

1)注漿總量和注漿壓力均達到設計要求；

2)注漿總量已達到設計值的75%，注漿壓力大于設計值。

5.3 施工質量控制措施

1)成孔過程中，應注意地層土質變化，遇有砂礫、細砂、上層滯水，應采取措施處理，防止塌孔。

2)操作中要及時清理孔內虛土，成孔完成后，孔口應蓋板防護，防止掉土。

3)為保證樁身進入持力層厚度滿足設計要求，需兩次取土樣，即到達持力層標高取樣一次，終孔時取樣一次。

4)鋼筋籠在堆放、運輸、起吊過程中，應嚴格按照操作規(guī)程執(zhí)行，以防鋼筋籠變形或損壞孔壁。

5)混凝土澆灌應嚴格按照操作工藝，邊澆灌邊振搗，嚴禁把土層雜物與混凝土一起灌入孔內，防止出現(xiàn)縮徑、斷樁情況。

6)混凝土灌注至樁頂時，應隨時測量樁頂標高，確保樁頂標高滿足圖紙設計要求。

5.4 質量檢驗

混凝土強度達到設計要求后，依據(jù)JGJ 106—2014建筑基樁檢測技術規(guī)范，由第三方檢測單位對工程樁進行了單樁豎向抗壓極限承載力試驗和完整性檢測。現(xiàn)場檢測結果為：3根工程樁單樁豎向抗壓極限承載力Qu均為5 000 kN，6根工程樁高應變檢測承載力均大于5 000 kN，滿足設計要求；36根工程樁完整性檢測均為Ⅰ類或Ⅱ類樁，未發(fā)現(xiàn)Ⅲ類或Ⅳ類樁。

6 結語

通過以上分析，說明在濕陷性黃土地區(qū)，受到特定的施工條件限制情況下，因地制宜采用機動洛陽鏟成孔灌注樁技術，完全可以保證基樁施工質量，且既可以加快工程進度，又可以節(jié)約成本。