沖孔灌注樁在深基坑支護中的應用及施工質量控制

陳家通

福建宏盛建設集團有限公司

1 引言

隨我國城市化的快速發展，城市人口聚集速度不斷加快，城市建筑超高化、大跨化的發展趨勢越來越明顯。為保證此類建筑的基礎承載能力，基礎工程需在深基坑內施工，而深基坑側壁支護是基坑施工中的重難點，傳統的放坡、護坡等常規基坑支護體系，難以對深基坑側壁形成有效支護，極大地增加了基坑開挖安全和側壁失穩風險。為保證深基坑開挖施工安全，以及開挖施作完畢后的基坑側壁穩定性，必須采取有效地深基坑支護措施。基于此本文以某房建工程為例，探討了沖孔灌注樁的施工工藝流程和施工控制要點，可為其他工程深基坑支護施工提供參考。

2 項目概況

某房建項目，地下1層，地上32層，剪力墻結構，工程施工區域地質條件復雜，為保證建筑安全，確?；A承載力符合建筑要求，擬采用沖孔灌注樁作為基礎，此外由于樁端持力層為中風化花崗巖，為保證樁端承壓性能，樁端應深入持力層深度不應低于0.5m。

3 深基坑支護工程的應用

經查閱相關文獻，結合以往指導深基坑施工經驗，總結的深基坑支護特點如下。

（1）深基坑支護設計要求不斷細化：常規基坑支護體系，在設計階段，多以支護體系強度為主要指標，通過支護體系強度，確定支護體系穩定性和支護效果，對支護體系剛度、受荷位移等關注較少；隨基坑深度增加，單純以支護體系強度為控制參數，已難以滿足深基坑的支護要求，因此應綜合基坑土體變形量、支護體系強度、剛度等參數，細化支護體系設計標準，提升支護體系穩定性和安全性。

（2）深基坑設計與施工結合度不斷提高：以往由于基坑設計單位與施工單位溝通協調不到位，常出現基坑支護設計方案與實際施工參數不符的問題，尤其是基坑土層分布、管道分布、地下水位等，基坑開挖或者側壁支護施工不符，導致支護體系不合理，誘發側壁垮塌等基坑失穩問題；為避免基坑側壁失穩造成基坑開挖、支護施工安全隱患，設計方專門向施工場地派駐了溝通和勘察人員，根據施工方施工反饋和現場勘察結果，論證和糾偏設計方案與工程實際的偏差，持續優化支護設計方案，提高了設計與施工的結合度；對于施工現場難以解決的復雜或特殊地質條件，設計方與施工方成立了專項小組，并制定專項施工方案，進一步保證了基坑支護質量。

（3）基坑第三方監測快速發展：基坑監測是基坑施工安全和施工質量重要一環，傳統建筑的基坑形式單一，且施工空間較大，基坑深度較小，通常情況下，無須監測基坑坑底沉降或側壁變形數據；但隨著城市建筑逐漸向著高層和超高層發展，基坑深度不斷加深，施工空間則不斷減小，加之城市地下管道影響，一旦基坑側壁失穩，將會對地下管道、周圍建筑等產生不良影響，因此必須加強基坑監測，保證基坑側壁穩定性，提高基坑工程施工安全性和支護穩定性。

4 沖孔灌注樁施工質量控制要點

4.1 沖孔灌注樁施工工藝流程

如圖1，沖孔灌注樁施工流程主要有樁點放線、成孔、骨架吊裝、澆筑混凝土等環節。

圖1 沖孔灌注樁施工工藝流程示意圖

4.2 沖孔灌注樁施工準備工作及參數控制

（1）施工準備工作：①在施工現場，通過樁位放樣，確定沖孔位置；②放樣完成后，應對照設計方案圖紙，仔細核對放樣樁位，確保樁位準確，偏差在允許范圍內；③以樁位中心點為基準，埋設鋼制護筒，為保證沖孔施工順利進行，應合理確定護筒內徑，確保護筒內徑與沖孔鉆頭規格相匹配。

（2）施工控制參數控制如下：①應合理控制護筒入土深度，結合以往施工經驗和本項目地質勘測報告，護筒入土深度應保證在200mm以上；②為滿足沖孔施工過程中泥漿正常外溢需求，應在護筒表面預留溢漿孔2~3個；③為規避軟弱土層坍孔風險，保證護筒穩定性，應合理提高護筒入土深度，同時應嚴格控制護筒外露長度，最小不應短于100mm；④應嚴格控制護筒與沖孔放樣中心點之間偏差，最大偏差量不應大于50mm。

4.3 “正循環式”沖擊成孔及過程控制

（1）沖孔機械應采取一定的加固與穩定措施，保證沖孔作業穩定性和沖孔精度，避免因沖孔設備位移、振蕩，導致沖孔歪斜、坍孔、護筒與沖孔放樣中心點之間偏差過大等問題。

（2）沖孔初始階段，宜采用小行程、高頻次錘擊沖孔，嚴格控制沖擊錘高度，以0.5m~0.6m為宜，此外應合理沖擊頻率；沖孔作業時，應通過泥漿護壁提升孔壁潤滑性，提高沖孔效率和孔壁穩定性，降低孔壁阻力，規避坍孔風險。

（3）沖孔至軟弱土層時，為避免坍孔，提升孔壁穩定性，應合理提高補給量，嚴格控制沖擊速率。

（4）沖孔至持力層后，為保證樁端承壓穩定，應合理控制鉆入持力層的深度，保證深度范圍在100mm~120mm，方可開展首次清孔作業，同時取樣送檢。

（5）護壁泥漿泵送采用正循環模式，在沖孔、清孔期間，應保證孔道內泥漿液面高度超過地下水位1.5m以上；同時，保證泥漿濃度始終處于合理范圍內。清孔作業示意詳如圖2。

圖2 泥漿正循環清孔示意圖

4.4 灌注樁鋼筋骨架焊接、吊裝及過程控制

（1）待清孔作業完畢，提出沖擊鉆頭，進入下一工序，為鋼筋骨架吊裝施工。

（2）骨架采用分段焊接拼裝，為保證骨架剛度和整體承載能力，對于鋼筋骨架同一截面處，鋼筋接頭數量應低于鋼筋總數50%，骨架焊接和拼裝施工應嚴格遵守設計圖紙和相關規范要求。

（3）為確保成樁后的鋼筋保護層厚度符合設計和規范要求，應在鋼筋骨架外側墊設墊塊，墊塊厚度與保護層厚度一致，墊塊布設間距為2m~2.5m。

（4）為方便吊裝作業，保證吊裝精度，避免因吊裝導致骨架形變，可在頂部焊接起吊環。

（5）鋼筋應采用搭接焊接，搭接長度不宜少于筋徑的10倍；為保證骨架承載穩定性，避免應力集中，應盡量減少鋼筋接頭數量，實在無法避免的，應保證相同截面內，鋼筋接頭數量應少于總量的50%，且搭接位置應相互錯開。

（6）為了增強骨架橫向剛度，提高其承載強度和結構穩定性，在骨架內壁增設“井”字加勁撐，相鄰加勁撐布設間隔3m。

4.5 灌注樁混凝土澆筑及質量控制

（1）混凝土通過注漿導管灌注至樁體，由于注漿管內混凝土與樁內清孔泥漿壓力和容重差，與混凝土液面存在高度、壓力差，可迅速注漿作業。

（2）注漿施工期間，應合理調整注漿管與孔底間距，保證間距在400mm~500mm范圍。

（3）為確?；炷梁鸵仔院土鲃有苑瞎嘧⒆鳂I要求，保證灌注施工質量和施工效率，混凝土坍落度應在180mm~220mm范圍；當灌注高度在樁頂以下3～5m時，為提高樁頂段混凝土的澆筑質量，應合理降低灌注混凝土坍落度，適當降至150mm~160mm左右。

（4）注漿作業期間，應注意控制注漿導管的抽提力度，避免抽提幅度過大，以保證抽提的連續穩定，減少注漿對孔壁的不良影響。

（5）灌注作業期間，應實時監測和關注澆筑面高度，保證灌注混凝土充盈系數不小于1.1。

5 結論

本文以某房建工程為例，研究了沖孔灌注樁在深基坑支護中的應用，探討了沖孔灌注樁施工質量控制要點，結論如下。

（1）鋼制護筒入土深度應保證在200mm以上，表面預留溢漿孔2～3個，軟弱土層護筒外露長度，最小不應短于100mm，護筒中心點與沖孔放樣中心點之間偏差應小于50mm。

（2）沖孔初始階段，宜采用小行程、高頻次錘擊沖孔，沖擊錘高度以0.5m~0.6m為宜；沖孔作業時，應通過泥漿護壁提升孔壁潤滑性，提高沖孔效率和孔壁穩定性，降低孔壁阻力，規避坍孔風險。

（3）鋼筋骨架外側墊設墊塊，墊塊厚度與保護層厚度一致，布設間距為2m~2.5m。

（4）為保證骨架承載穩定性，避免應力集中，應盡量減少鋼筋接頭數量，實在無法避免的，應保證相同截面內，鋼筋接頭數量應少于總量的50%，且搭接長度不低于10倍鋼筋筋徑，且位置應相互錯開。