旋挖成孔灌注樁樁基施工質量控制分析

顧 敏，羅里奧

中金嶺南凡口鉛鋅礦，廣東 深圳 518000

1 工程概況

砂石倉為凡口鉛鋅礦采掘廢石資源化利用技術改造項目的子項目，主要功能是儲存砂石，建筑面積為892.6m2，層數為2層，建筑高度為25.75m，與21#、22#、23#皮帶廊相連，需完成43條灌注樁施工。樁身直徑為φ800mm，樁身混凝土強度為C35，單樁豎承載力為4000kN。項目于2020年3月開工，位于廣東省韶關凡口礦采礦車間東北側。區域內有溶洞，場地東西高、中間低，勘察期間測得各鉆孔孔口標高為114.29～133.82m。據鉆探揭露，場地地層自上而下依次為人工填土層（2～6m）、第四系沖積層、第四系坡積層、第四系殘積層，下伏基巖為石炭系壺天群（C2+3ht）礫巖及白云質灰巖。

2 旋挖成孔灌注樁工藝流程

根據建筑工程樁基技術規范要求，結合該工程特點，旋挖成孔灌注樁按如下順序施工[1]，如圖1所示。

圖1 旋挖成孔灌注樁工藝流程

3 旋挖成孔灌注樁施工質量控制要點及保障措施

3.1 鉆孔前的質量控制

（1）前期準備。開工前認真研究設計圖紙、地勘資料、樁基施工技術及驗收規范，并根據該工程地質特點編制專項施工方案，詳細說明施工過程中遇到不明地質情況（如溶洞、超深鉆孔等）時的具體應對措施，以便順利保質地完成樁基施工。

（2）樁位放樣。在該工程附近永久構筑物上標記好該工程基準控制點，根據工程的實際樁位情況進行樁基的位置放樣，采取同排樁位跳開鉆孔統籌施工方式，以避免延誤下一個施工程序。進行鉆孔的標高放樣時，應及時對放樣的標高進行復核。采用全站儀準確放樣各樁點的位置，使其誤差在規范允許范圍內。因該項目與砂石轉運站及自動裝料倉較近且同時施工，場內施工機械較多，因而樁位的破壞在所難免，在施工過程中應隨時核實，發現有誤差時重新補放樁位，并做好交樁的記錄。

（3）埋設護筒。埋設鋼護筒是對孔進行保護，穩定孔壁防止塌孔影響施工進度，還可以隔離地表水、固定樁位、保護操作原地面等。該工程鋼護筒主要是用12mm厚的鋼板制作，少量鋼護筒用10mm厚的鋼板制作，護筒直徑比樁基孔徑大200mm，根據超前鉆資料的填土層厚度確定鋼護筒長度為每節6m，為增加剛度防止變形，在護筒上部、下端和中部外側各焊1道加勁肋。埋設護筒前需再復測樁位，埋置深度視土的性狀而定，平面位置的偏差不得＞5cm，傾斜度＜1%。護筒四周回填黏土并分層夯實且護筒要高出施工地表300mm以隔離地表水，應在護筒頂部開設1個溢漿口。

（4）鉆機就位。埋好護筒后鉆機就位，該工程選用三一旋挖鉆機SANY SR360R型機，鉆機就位時必須保證鉆機平穩不傾斜、不沉降。應測量護筒頂位置或平臺標高，用于鉆孔過程中測量參考。鉆頭、鉆桿中心與護筒中心的偏差不得＞5cm，并檢查在回轉半徑內是否有障礙物影響回轉，同時也要保證電力及機械系統運轉。

3.2 鉆孔中的質量控制

（1）鉆孔。該工程采用對角樁位鉆孔，以防在相鄰灌注樁樁身砼還未達到強度要求時影響樁體質量。鉆孔方法是水鉆法，鉆孔過程必須做好記錄，觀察地質變化。要及時取鉆渣樣品，查明土、巖類別并詳細做好施工記錄，鉆至巖面時應與超前鉆資料進行核對，并通知相關單位到現場簽字確認。為加快施工進度，根據該工程實際地質情況，鉆進應采用不同的施工方法，例如回填土層采用巖心筒鉆施工，粉質黏土采用錐型長螺旋鉆施工，強風化灰巖采用嵌巖雙開門鉆頭施工。鉆進要嚴格按照施工規程操作，應該勤檢查，多觀測鉆具，防止出現鉆機移位[2]。

（2）控制鉆孔速度。鉆進過程中應嚴格控制鉆進速度，若鉆具上升速度過快，鉆斗外壁和孔壁之間就會產生較大負壓，造成孔壁頸縮、坍塌現象。經現場實踐得知，鉆斗升降速度以0.75～0.80m/s為宜。

（3）檢查孔深、孔徑、垂直度及沉渣厚度。當成孔達到設計高程后，需對孔深、孔徑、垂直度及沉渣厚度進行檢測，其中孔深（用測深繩測）和孔徑（用探孔器測）需不小于設計規定，垂直度誤差≤1%，沉渣厚度要滿足設計要求。

（4）清孔。清孔的目的是使孔底沉渣厚度符合質量要求和最終孔底沉渣厚度＜5cm的設計要求。該施工場地地質情況是回填土、泥巖、巖石，故該工程采用雙開門撈渣斗清孔鉆頭進行清孔。鉆孔方法用水鉆法，經過鉆孔反復提鉆排漿將泥漿基本排除，偶爾有少量泥漿也不會影響成孔質量。因故停鉆時，應將鉆頭提出孔外，不要將鉆頭放于孔內休息或過夜。清孔合格后到開始澆筑混凝土的時間間隔應控制在1.5～3h，一般不超過4h，否則要重新清孔。

（5）處理斜巖、溶洞。①斜巖的處理方法。根據超前鉆資料，顯示場地巖面起伏變化較大，鉆孔會出現斜巖情況。解決方法：一是慢速低壓鉆進；二是回填C25混凝土24h后再成孔鉆進。②溶洞的處理方法。該工程1#、5#樁施工時遇到溶洞，以1#樁為例，簡述遇溶洞的處理方法。該樁2020年8月23日19：05開孔，21：47打至深度為28.41m時漏漿，判斷遇到溶洞。用黃土拌水泥制泥漿，泥漿可以防止孔壁坍塌，泥漿相對密度控制在1.25，回填至9m，實際回填19.4m，后繼續成孔鉆進。第二日（8月24日）9：10打到深度為31.8m時又漏漿，回填至25.8m（實際回填6m）；繼續鉆孔又遇到溶洞塌孔漏漿，回填至8m（實際回填23.8m）。該樁打到該程度，經多方組織討論決定只能繼續打，回填開始用C25混凝土進行充填。過24h后，繼續成孔鉆進打至孔深32m漏漿，回填至22m（實際回填10m），打至孔深42.2m漏漿，回填至孔深25m（實際回填17.2m），因護筒上至下6m處焊接位置移位，回填至孔口，共回填42.2m。該樁終孔深度達44.77m，實樁43.3m，空樁1.47m，該樁耗時整整6d。單樁灌注混凝土量達119m3，耗用水泥3.2t，充盈系數達4.47。護筒兩側有塌方發生，導致12.2m護筒未拔出留在樁孔內，加之溶洞的治理，極大地增加了單樁的施工成本[3]。

（6）鋼筋籠制作及吊裝。鋼筋籠制作應嚴格遵照設計規范要求，在場內分節制作。為確保混凝土保護層厚度，在鋼筋籠下端及中間每隔2m在一個橫截面上設置4個鋼筋耳環。為使鋼筋籠吊裝時不發生變形、脫落，縱向鋼筋采用氣壓焊連接，箍筋采用螺旋箍，焊接長度不小于10D（D為鋼筋直徑），焊接加強箍，并與縱筋焊牢；同一平面內接頭數不得超過總根數的50%。鋼筋籠分節下放入孔時應保持垂直度，嚴禁鋼筋籠擺動碰到孔壁而刮傷孔壁，防止塌孔。下至最后一根加強筋斷面時，用2根鋼管平等對穿其中，壓在孔口兩側枕木上固定好，防止混凝土灌注過程中鋼筋骨架上下振動。鋼筋籠入孔后的容許偏差：鋼筋籠中心與樁孔中心偏差≤±10cm；鋼筋籠底面高程偏差≤±10cm。

（7）混凝土澆筑。混凝土澆筑是旋挖樁的最后一道關鍵工序，混凝土澆筑質量將嚴重影響灌注樁的質量，因此需認真填寫成孔檢查記錄表和鉆孔檢驗批質量驗收記錄表。澆筑前要計算出該樁混凝土澆筑初灌量，施工中要保證澆筑初灌量。進行混凝土水下澆筑時，導管采用直徑為250mm的鋼導管，中間節為2.5m等長，底節為4m，漏斗下用0.5m導管，底端距孔底0.5m左右，混凝土可以順利從導管內灌至孔底。混凝土坍落度控制在18～22cm，并保持良好的和易性。澆筑混凝土接近樁頂標高時，應控制澆筑量，確保樁頂標高符合設計要求。混凝土應連續澆筑，中途不得停頓，每根樁的澆筑時間需控制在2h內。混凝土澆筑完畢后，位于地面以下及樁頂以下的孔口護筒在混凝土初凝前保持軸線豎直拔出，并做好導管提升記錄。混凝土澆筑過程中，需填寫水下混凝土澆筑記錄表。

（8）樁身質量檢測內容及方法。樁基完成后28d，強度達到設計要求后按《建筑樁基技術規范》（JGJ 94—2008）進行樁大、小應變檢測樁身質量。對樁身完整性進行抽樣檢測后再進行單樁承載力檢測，以確保施工質量。樁身檢測是仁化質檢站委托有資質的核工業二九〇地質所進行的，檢測不少于總樁數的30%，其他采用動測法檢驗。樁的豎向承載力檢驗采用高應變法，檢驗樁數不應少于總樁數的1%，且不少于3根。

4 結束語

旋挖鉆孔灌注樁施工是隱蔽工程，由于超前鉆沒有達到全覆蓋，地質條件的變化造成很多不可預見的情況出現，在施工管理過程中相關人員需要不斷總結施工經驗，創新質量管理模式，探索更高效的技術工藝，確保旋挖鉆孔灌注樁的每道施工工序都嚴格遵照規范要求，最終保證基礎施工質量，建設優質工程。