水庫(kù)深基坑工程中的鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

張凱鋒

(上海建工(浙江)水利水電建設(shè)有限公司上海分公司，上海 200082)

根據(jù)成孔方式劃分，灌注樁有鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、挖孔灌注樁、沖孔灌注樁、爆擴(kuò)樁等，鉆孔灌注樁是通過(guò)機(jī)械鉆孔、人力挖掘等方式形成樁孔，然后放入鋼筋籠澆筑混凝土成樁，在施工過(guò)程中，需要著重控制技術(shù)要點(diǎn)，保證成樁質(zhì)量符合要求。

1 工程概況

黃浦江上游水源地金澤水庫(kù)工程新建地上建筑物為主泵房、管理樓、次氯酸鈉加注間、粉炭加注間等單體，總建筑面積3 334.76m2，建筑設(shè)計(jì)使用年限50年，抗震設(shè)防烈度為7°，基礎(chǔ)為樁承臺(tái)和樁筏基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)為混凝土框架結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)情況如表1所示。

表1 工程樁概況

2 鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

鉆孔灌注樁成孔可采用正循環(huán)成孔和泵吸反循環(huán)成孔兩種，正循環(huán)成孔的優(yōu)點(diǎn)是成孔后孔壁有少許起伏，成樁后樁的摩擦力相對(duì)較大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)文明施工影響較??；反循環(huán)成孔的優(yōu)點(diǎn)是清孔較好，但對(duì)場(chǎng)地文明施工影響較大。本工程將文明施工放在重要位置，鉆孔灌注樁施工采用正循環(huán)成孔并采取間隔跳打的方式施工。根據(jù)工藝要求，正式施工前先進(jìn)行試成孔，以確定適合本地層特點(diǎn)的鉆孔灌注樁成孔技術(shù)、質(zhì)量參數(shù)，更好地指導(dǎo)施工。鉆孔灌注樁成孔過(guò)程中的護(hù)壁泥漿應(yīng)摻入一定量的膨潤(rùn)土。

2.1 測(cè)量放線

測(cè)量人員根據(jù)樁位平面圖，采用經(jīng)緯儀和鋼卷尺引測(cè)樁位。樁位確定后，請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理進(jìn)一步校核，在現(xiàn)場(chǎng)做好標(biāo)記，同時(shí)測(cè)定標(biāo)高[1]。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)

按照樁位進(jìn)行護(hù)筒的開(kāi)挖和埋設(shè)，并清除地下障礙物，保證護(hù)筒的垂直穩(wěn)固。護(hù)筒采用鋼板制作，長(zhǎng)約2m～2.5m，護(hù)筒埋設(shè)需重點(diǎn)控制如下幾點(diǎn)：①護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不大于20mm；②護(hù)筒埋置不宜低于地面20cm，以保持孔內(nèi)水位高于孔外水位；③在護(hù)筒的上口邊緣開(kāi)設(shè)1～2個(gè)溢漿口，便于泥漿溢出流回泥漿池；④護(hù)筒與坑壁之間用粘土分層夯實(shí)，以防漏水。

2.3 鉆機(jī)就位、成孔

鉆機(jī)安裝必須做到對(duì)中、水平、穩(wěn)固，塔架滑輪組中心、鉆機(jī)回轉(zhuǎn)中心與樁位中心必須保持“三點(diǎn)一線”,鉆進(jìn)時(shí)經(jīng)常檢查鉆機(jī)水平變化。鉆機(jī)就位時(shí)必須及時(shí)認(rèn)真地測(cè)量基準(zhǔn)面標(biāo)高，然后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算孔深，并按設(shè)計(jì)的孔深成孔。

開(kāi)鉆時(shí)初期宜輕壓慢轉(zhuǎn)，防止鉆機(jī)跳動(dòng)，以保證樁孔位置準(zhǔn)確，在鉆進(jìn)3m～5m后，逐漸增加鉆壓，加快進(jìn)尺，并盡量保持勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，鉆進(jìn)時(shí)發(fā)現(xiàn)偏孔或其他異?，F(xiàn)象應(yīng)及時(shí)糾偏，將鉆頭提至偏斜處，慢速掃孔修正。在地層變化處采用上、下多次活動(dòng)鉆具，保證成孔垂直度。無(wú)特殊情況，單樁成孔應(yīng)一次成孔到位。遇易縮地層，則在鉆進(jìn)該段時(shí)要采用高轉(zhuǎn)速反復(fù)上下竄動(dòng)鉆具，以保證孔徑，鉆進(jìn)的速度不低于供漿和排漿速度，以避免造成糊鉆或埋鉆。

泥漿具有平衡地下水頭、保護(hù)孔壁穩(wěn)定、潤(rùn)滑鉆頭并降溫、攜渣清孔等作用，泥漿質(zhì)量的偽劣對(duì)鉆孔質(zhì)量的影響很大。在鉆進(jìn)不同的地層時(shí)泥漿比重和粘度要進(jìn)行合理的配制。在鉆孔過(guò)程中，上部回填的雜填土須采濃泥漿鉆進(jìn)，粉質(zhì)粘土層地層情況良好，是主要的造漿地層，在鉆進(jìn)中控制好泥漿比重。在鉆進(jìn)粉砂層中泥漿池須保持濃泥漿，使孔底濃泥漿與粉砂混和返回孔外，確保二次清孔時(shí)沉渣達(dá)到設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格控制泥漿的液面，保證泥漿液位在地表面下0.5m～1.0m以上，液位下落要及時(shí)補(bǔ)漿，以防塌方[2]。

2.4 一次清孔

當(dāng)鉆到設(shè)計(jì)孔深時(shí)，稍提鉆桿，使鉆頭距孔底10cm～20cm處進(jìn)行第一次清孔。第一次清孔的主要目的是將成孔過(guò)程中沉渣攜帶出來(lái)，時(shí)間為40min。按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行成孔質(zhì)量檢測(cè)，抽檢的數(shù)量為總樁數(shù)的50%，一清結(jié)束并拆除鉆桿后立即進(jìn)行成孔檢查，檢查內(nèi)容包括：孔深、孔徑、垂直度、沉渣厚度。

3 鋼筋籠制作與吊裝

3.1 鋼筋籠制作

鋼筋籠在加工平臺(tái)上制作成型，鋼筋籠分段制作。鋼筋籠制造按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行，主筋必須平直，規(guī)格、數(shù)量、尺寸、位置必須準(zhǔn)確，箍筋間距須均勻，并且每隔1m設(shè)置一道加強(qiáng)箍筋。鋼筋籠制作完畢，由質(zhì)檢員檢查驗(yàn)收，并填寫鋼筋籠隱蔽檢查驗(yàn)收記錄。鋼筋籠堆放時(shí)，支墊數(shù)量應(yīng)足夠，位置應(yīng)適當(dāng)，并按安放的先后順序分開(kāi)。

3.2 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠吊點(diǎn)宜設(shè)在加強(qiáng)箍筋部位，起吊時(shí)禁止下端在地面拖引，以防下端彎曲變形。為避免鋼筋籠在空中晃動(dòng)，下端系繩索用人力控制。安放鋼筋籠的整個(gè)過(guò)程中應(yīng)保持慢速、平穩(wěn)，防止鋼筋籠抖動(dòng)變形。下放時(shí)，對(duì)準(zhǔn)孔位中心，緩慢下放，防止碰撞孔壁。連接第二段和第一段鋼筋籠時(shí)，須注意縱筋的搭接長(zhǎng)度及焊接質(zhì)量。同一斷面上的接頭數(shù)量不得大于縱筋數(shù)量的50%。鋼筋籠入孔遇阻時(shí)，不得強(qiáng)行下入，查明原因并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理后再下放。鋼筋籠焊接時(shí)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求執(zhí)行[3]。

4 安放導(dǎo)管

選用內(nèi)徑?258的大直徑導(dǎo)管水下混凝土灌注。下導(dǎo)管時(shí)認(rèn)真檢查每根導(dǎo)管的密封圈和連接絲扣是否完好，導(dǎo)管底端距孔底的高度控制在30cm～50cm。選用良好的隔水球膽，以便能順利地通過(guò)導(dǎo)管，不會(huì)發(fā)生堵管事故。

5 二次清孔

采用正循環(huán)法，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再?gòu)目椎籽刂鴮?dǎo)管外置換沉渣。二次清孔后，孔深應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，復(fù)測(cè)沉渣厚度應(yīng)小于10cm，合格后立即進(jìn)行水下混凝土灌注作業(yè)。

6 水下混凝土灌注

水下混凝土澆注采用導(dǎo)管法施工，混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)按水下C30，坍落度18cm～22cm，混凝土保護(hù)層厚度50mm?；炷凉嘧⑶皯?yīng)做好準(zhǔn)備工作，保證混凝土灌注連續(xù)緊湊進(jìn)行。第一次混凝土灌注量必須保證導(dǎo)管底端埋入混凝土中大于1m以上。混凝土澆筑時(shí)，單樁混凝土的澆筑時(shí)間不宜超過(guò)8h，以免引起斷樁事故。混凝土灌注過(guò)程中導(dǎo)管應(yīng)始終埋在混凝土中，嚴(yán)格控制導(dǎo)管拔出的高度，導(dǎo)管埋入凝土面的深度3m～8m。拔導(dǎo)管過(guò)程中應(yīng)防止鋼筋籠上浮?；炷翆?shí)際灌注高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)頂標(biāo)高2m左右，以保證設(shè)計(jì)標(biāo)高以下混凝土符合設(shè)計(jì)要求。用測(cè)錘測(cè)混凝土面標(biāo)高，以防混凝土超澆過(guò)多。在灌注過(guò)程中專人負(fù)責(zé)控制混凝土的灌注高度和導(dǎo)管的提升高度。施工完成后，加強(qiáng)質(zhì)量檢驗(yàn)[4]。

7 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，本文首先介紹了黃浦江上游水源地金澤水庫(kù)工程建設(shè)的基本情況，然后研究了深基坑工程中的鉆孔灌注樁施工技術(shù)，對(duì)測(cè)量放線、護(hù)筒埋設(shè)、鉆進(jìn)成孔、一次清孔、鋼筋籠制作與吊裝、導(dǎo)管安放、二次清孔、混凝土灌注等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。希望能夠起到積極的現(xiàn)實(shí)意義，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)和組織管理，提高施工技術(shù)應(yīng)用水平。