住宅樓鉆孔灌注樁樁頭處理施工技術(shù)

陳建忠

福建宏盛建設(shè)集團(tuán)有限公司

1 引言

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)大部分的鉆孔灌注樁樁頭處理均在開挖承臺(tái)后進(jìn)行，常見樁頭處理方法有兩種。第一，使用諸如風(fēng)鎬之類的工具手動(dòng)處理樁頭。第二，先切割樁的主要鋼筋，將其除去，然后切割樁頭。在澆注混凝土后應(yīng)立即處理混凝土樁頭，這方面國(guó)內(nèi)研究和應(yīng)用較少，僅進(jìn)行過(guò)內(nèi)部嘗試將鋼套管延伸到樁頭下方，并在排出泥漿之后手動(dòng)鑿除樁頭。本次探討的溢出鏟除法經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證可以有效提高樁頭處理效率，能為將來(lái)的項(xiàng)目提供指導(dǎo)。

2 鉆孔灌注樁頭處理存在的主要問題

樁頭處理的常見問題有縱向受力鋼筋斷裂、保護(hù)層不夠、防水處理以及樁頂強(qiáng)度不夠等。

（1）縱向受力鋼筋斷裂：應(yīng)仔細(xì)清理樁頭，根據(jù)縱向受力鋼筋斷裂的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)處理，如使用鋼絲刷徹底清洗縱向受力鋼筋，并經(jīng)有關(guān)部門檢查后焊接斷裂的鋼筋。通過(guò)質(zhì)量測(cè)試后可以將樁頭的縱向受力鋼筋連接至承臺(tái)。

（2）保護(hù)層不夠：保護(hù)層不夠的情況下，沿著樁的邊沿?cái)U(kuò)展人工槽，對(duì)樁的主體和基礎(chǔ)進(jìn)行處理。模型在土坑中用磚砌成，而保護(hù)層的建造是通過(guò)回填混凝土來(lái)完成的，樁頭混凝土與承臺(tái)混凝土一同澆筑。

（3）樁頭的防水處理：使用緩沖層時(shí)在樁頭周圍設(shè)置八字形斜坡，以備將來(lái)進(jìn)行防水施工。在施工過(guò)程中樁頭出往往會(huì)產(chǎn)生浮漿。

（4）樁上部的混凝土強(qiáng)度不足。需通過(guò)破樁頭或鑿樁頭的方式解決樁頭樁頂部混凝土強(qiáng)度不足的問題。

3 鉆孔灌注樁頭處理施工方法

在樁基施工過(guò)程中常用的處理方法包括鑿樁頭法、整體破除法、射水法、溢出鏟除法等。樁頭處理只是其中一個(gè)工序，卻很費(fèi)力費(fèi)時(shí)。在工程實(shí)踐中，施工人員經(jīng)常提到處理樁頭的難度。本次研究的某住宅樓工程采用溢出鏟除法處理樁頭。通過(guò)檢測(cè)整個(gè)工程項(xiàng)目的樁基基礎(chǔ)施工質(zhì)量證明此方法有效，可以將其用于實(shí)際工程建設(shè)中。

3.1 工程概況

某住宅樓位于中央商務(wù)區(qū)，四周分布有眾多高校、商業(yè)發(fā)達(dá)、道路網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，生活環(huán)境舒適，是當(dāng)?shù)匚ㄒ坏膰?guó)際城市生活中心。該項(xiàng)目總建筑面積約為12,510m2，從48m2～108m2的住宅單元完全可以滿足人們的居住需求。基本配套標(biāo)準(zhǔn)包括公共部分的外墻，一樓的入口大廳和電梯大廳以及槽、沉淀池、廢漿池、循環(huán)池等。勘察期間的地下水位的埋深為14.6m～14.8m，相應(yīng)的標(biāo)高為285.48m～285.77m，屬潛水型。工程建設(shè)場(chǎng)地為非自重的濕陷性黃土場(chǎng)地，沒有發(fā)現(xiàn)其他不利的地質(zhì)現(xiàn)象，建筑共21層，地上20層、地下1層，其用途是商業(yè)和住宅建筑。為了提高地基的承載能力，工程設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁，樁端層由8層粉砂質(zhì)黏土組成，地基承載力特征值fak為220kPa，地基樁總數(shù)為98，樁長(zhǎng)26cm，樁身直徑為650mm，樁頂標(biāo)高為6.98m，樁高為C30，單根地基樁垂直方向最大承載力Qu為4500kN。

3.2 施工工藝

溢出鏟除法的具體做法是在鉆孔中灌注混凝土，當(dāng)?shù)谷氲幕炷粮哂谂c樁頂部持平時(shí)不停止，繼續(xù)關(guān)注一定量的混凝土，使其溢出。溢流的混凝土處于流動(dòng)狀態(tài)，可以立即手動(dòng)鏟除。灌注的混凝土體積可根據(jù)鉆孔直徑和預(yù)計(jì)灌注高度計(jì)算出來(lái)。本項(xiàng)目結(jié)合混凝土溢出情況估算，未進(jìn)行精確計(jì)算。溢出鏟除法施工流程（見圖1）。

圖1 溢出鏟除法樁頭處理施工流程

（1）將基坑挖至墊層底部，然后制成枕形混凝土層，在枕形混凝土層上預(yù)留一個(gè)用于制樁的孔；為便于進(jìn)行后續(xù)施工，下放鋼筋籠時(shí)，露在墊層外的鋼筋部分保持垂直（見圖2）。

圖2 下放鋼筋籠

（2）灌注混凝土，直到灌注高度與樁上部高度相同，如圖3所示。

圖3 鉆孔灌注樁施工

（3）繼續(xù)灌注混凝土，直到混凝土溢出一定量，如圖3所示。通常，將混凝土倒入孔中時(shí)會(huì)計(jì)算出溢出混凝土部分的體積。當(dāng)混凝土灌注量等于樁的高度時(shí)，無(wú)須延遲即可完成計(jì)算，并且計(jì)算非常簡(jiǎn)單。

圖4 灌注混凝土溢出

（4）溢流的混凝土處于流動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)立即手動(dòng)鏟除，鏟除過(guò)程很輕松很快，直到混凝土與樁高度相同，出現(xiàn)露出的鋼筋部分為止，確保樁頂部和承臺(tái)筏板連接時(shí)有足夠的鋼筋錨固長(zhǎng)度。

（5）鏟除完溢出的混凝土后，彎曲鋼筋呈喇叭狀。再設(shè)置防水層、保護(hù)層施工筏板等

3.3 混凝土灌注高度

在灌注樁施工過(guò)程中，通常要求混凝土灌注高度稍高于設(shè)計(jì)標(biāo)高，即比樁的設(shè)計(jì)標(biāo)高要高一些。本次工程的樁頂標(biāo)高為6.95m，因此，混凝土灌注高度為7.2m。下一步是樁頭破除。破除量由樁的設(shè)計(jì)高度決定，必須破除到設(shè)計(jì)高度。在任何樁基結(jié)構(gòu)中，樁頂標(biāo)高是指樁頭破除后的高度。通常，此高度高于墊層5cm，應(yīng)該伸入混凝土5cm，例如基礎(chǔ)、地梁部位的混凝土。樁頭破除的關(guān)鍵在于必須除去樁頂部質(zhì)量不過(guò)關(guān)的混凝土，以使樁頂部的混凝土達(dá)到所需高度。打樁過(guò)程中，不同的基礎(chǔ)樁直徑和不同數(shù)量的混凝土樁的情況下所需浮漿厚度不同。由于大直徑，整體樁的人工挖掘灌注樁比其他打樁過(guò)程的施工條件更好，且大直徑人工鉆孔打樁的混凝土體積往往不是很大，因此浮漿厚度一般低于0.5m。之后通過(guò)回彈法檢驗(yàn)混凝土的強(qiáng)度是否可以達(dá)到的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)根據(jù)混凝土的質(zhì)量確定樁頭處理深度，確保混凝土密實(shí)均勻分布。并且在灌注混凝土?xí)r必須適當(dāng)提高灌注高度，并根據(jù)施工條件確定高度，以保證施工的便利性和節(jié)省成本。

3.4 溢出鏟除法的優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)樁頭處理方法相比，溢出鏟除法樁頭處理施工具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）無(wú)須在樁之間挖土兩次，避免了第二次機(jī)械開挖可能對(duì)樁造成的損壞，工程實(shí)踐中很多樁的損壞都和二次機(jī)械開挖有關(guān)。

（2）不需要保留內(nèi)部坡道，這對(duì)于建筑工地狹窄不能設(shè)置坡道的情況非常重要。基坑較深，如果車輛進(jìn)入基坑運(yùn)土，則應(yīng)該考慮可以的運(yùn)土坡道的最大坡度。另外，在深基坑開挖至墊層面，完成了與土方公司的合同，開始樁基工程，樁基施工完成后，樁基的施工道路成為內(nèi)部坡道，然后再由施工單位挖除。因此，在深基坑中的土方工程施工量大，需要挖掘機(jī)作業(yè)，挖掘成本更高，如斜坡深度很大還需要諸如土釘墻的支撐方法，占用的施工場(chǎng)地也較大。

（3）工期更短。無(wú)須第二次開挖樁間土，無(wú)須保留內(nèi)部坡道、樁頭破除等特點(diǎn)節(jié)省大量施工時(shí)間，加快了施工進(jìn)度。

（4）成本更低。依據(jù)施工規(guī)范，接近地面0.5m這段按照規(guī)定應(yīng)清理干凈。如果用鋼釬等工具手動(dòng)清理費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在本項(xiàng)目中樁的總數(shù)為98，如果全部樁基用溢出鏟除法處理樁頭，當(dāng)各樁頭處理成本僅為18 元，耗時(shí)不到15min，使用的工具也不復(fù)雜，無(wú)須額外安排施工人員或延遲施工進(jìn)度。

（5）溢出鏟除法受氣候影響較小，別是在雨季二次挖掘和運(yùn)輸非常困難的情況下可以確保按時(shí)進(jìn)行后續(xù)施工。

（6）施工簡(jiǎn)單，只需灌注混凝土即可，易于鏟除。施工過(guò)程簡(jiǎn)單，不需要對(duì)施工人員進(jìn)行專門培訓(xùn)，也不需要專門的技術(shù)人員來(lái)完成施工。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，樁頭處理雖然是一道小工序，但處理起來(lái)比較困難。同其他方法相比，溢流鏟除法不需要專用工具和復(fù)雜的施工技術(shù)，混凝土和鋼筋不會(huì)黏結(jié)，處理樁頭時(shí)不會(huì)損壞鋼筋，拆除的混凝土呈液態(tài)，便于二次利用。經(jīng)過(guò)此工程多根樁的施工實(shí)踐證明該方法比單純采用風(fēng)鎬、鋼釬等工具處理樁頭能夠節(jié)約費(fèi)用以上。其效果十分令人滿意,經(jīng)檢測(cè),各樁基均符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。但該方法還需在工程實(shí)踐中不斷完善，以便更加適用于樁基工程施工。