某道路工程素混凝土樁軟基處理施工技術研究

孫杜子

（浙江星球交通工程有限公司，浙江 杭州310015）

1 工程概況

該項目為國道改建工程，位于浙江省杭州市郊區(qū)，設計采用《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）中的一級公路技術標準，并兼顧城市道路功能，設計速度為80km/h，設計道路寬度為49.5m。該工程K0+562—K0+626 軟基處理路段采用的素混凝土樁處理方式，共941 根素混凝土樁，間隔2.4m，設計樁長20m，全長18820m，素混凝土灌注樁的樁體強度為C20，樁身直徑50cm，在平面上呈正方形，樁蓋為150cm 見方的混凝土板樁。

2 用素混凝土樁處理的利弊分析

K0+562—K0+626 路段原為老河道，根據地勘顯示該路段軟土地基深度達20m。適用于該地區(qū)的常規(guī)軟土地基處理方式一般有換填、水泥攪拌樁、塑料排水板、預應力管樁等。基于該路段較一般的軟土地基在地貌（池塘）和深度（達20m）上的不同采用常規(guī)處理方式難以處理到位，而采用素混凝土樁能很好地解決這些特殊情況。這種從樁基演變而來的處理方式對于深層軟基可以很好地處理到位，且素混凝土樁在混凝土標號上選用的是C20 素混凝土，樁身也無需配筋，降低了工程成本[1]。

3 施工方案

3.1 場地準備

由于該路段處于河道，地基軟土液塑性高，樁基施工機械無法直接在現(xiàn)狀地基上施工。基于這種特殊情況，該項目在清除表面淤泥后采用了地基固化設備先行對地基3～5m 范圍內的軟土進行固化處理，形成表面硬殼層，有效地解決了施工機械在施工過程中的穩(wěn)定性問題。

3.2 施工測量放樣

該項目按照設計圖紙進行了全樁位布置，共計941 根素混凝土灌注樁，間隔2.4m，確認無誤后立即進行具體的施工放樣。選取靠近橋位的引線點，利用全站儀對樁位進行初步放樣，以確定其定位。在前期放樣的基礎上，確定施工平臺的架設、施工順序、泥漿池及廢漿池的布置及排泄。對鉆機進行詳細記錄與分析。在護筒安裝完畢后，進行二次放樣，觀察護筒的偏移，并按二次放樣的樁位進行調整，并向監(jiān)理工程師報告。

3.3 素混凝土灌注樁樁位測放和報驗

樁位確定后，采用木樁、鋼釘和混凝土作為護樁，并在施工期間加強防護。在樁位測量、護樁完成后，應及時向監(jiān)理工程師報告，通過驗收后，方可進行下一步的護管埋設。

3.4 護筒埋設

由監(jiān)理工程師對素混凝土灌注樁的樁位進行檢驗，然后進行護筒的埋入。采用鋼管護筒，其壁厚4mm，直徑60cm，長1.0m。

鋼護筒采用挖埋方式，開挖時，鋼護筒必須基本呈環(huán)形；在埋入鋼護筒時，必須嚴格按照樁位護樁的要求對中、對平，其平面誤差不得超過100mm。

3.5 鉆機就位

鉆機就位對中和鉆桿的垂直度要嚴格控制；在鉆機對中后，要保證鉆頭中心、護筒中心、樁位中心基本上是一體的。為了保證成樁樁位的偏移達到設計和規(guī)范的要求，鉆頭的中心偏移不能超過10mm；在平整后，用水平尺或垂線測量主鉆桿的垂直度不得大于1%；在安裝完畢后必須對其進行緊固，確保安裝方法牢固可靠，避免因機體振動而導致的實際偏移。

3.6 成孔施工

在鉆機安裝完畢后，應向監(jiān)理工程師申報，申請檢驗，經監(jiān)理工程師檢驗合格并同意后進行鉆孔。在樁基工程中，采用XY-4-3A 鉆機、單環(huán)三葉型鉆頭、現(xiàn)場取黏土等，在泥漿質量為1.10～1.30 的情況下進行鉆孔。在開鉆之前，依據設計鉆孔深度標定所需階段數量標定孔深，以作孔深定位標志。在開鉆的早期，鉆機要緩慢地鉆孔，直至所有的引導部分和鉆頭都鉆進入地層，才能進行正常的鉆孔作業(yè)。在整個成孔期間，要定期派專人對泥漿性能進行檢查、測試，并按不同的地層對泥漿各項指標進行及時調整。

第一，普通地層的泥漿比重為1.05～1.20，黏度為16～22，含砂量為4%～8%。

第二，在易崩層中，泥漿的比重為1.20～1.45，黏度為19～28，含砂量為4%～8%。

第三，在具體的鉆孔過程中，應依據現(xiàn)場地質條件及不確定因素進行泥漿指標的控制。為此，在鉆孔的過程中，要準備足夠的黃黏土、陶土、膨潤土等合適的制漿材料。

此外，該項目還專門安排人員對泥漿循環(huán)系統(tǒng)的沉積物進行及時清理，并將在泥漿循環(huán)期間產生的廢漿統(tǒng)一運送到廢漿池進行集中處置。同時，在鉆孔作業(yè)過程中，要依據地層變化進行鉆孔/停鉆記錄，經常對鉆機進行觀察、檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決[2]。

3.7 清孔、拆鉆

在鉆孔深度達到設計要求后，及時會同監(jiān)理工程師到現(xiàn)場對孔深進行首次檢測和確認。該項目采用換漿法對素混凝土灌注樁清孔，其工藝步驟如下：

第一，鉆機在終孔后捎提鉆錐離孔底10～20cm 進行低速旋轉，保證泥漿正常循環(huán)，用孔外比重、含砂量較低的泥漿逐步置換孔內泥漿，直至孔內泥漿比重降到1.03～1.10，含砂量降到2% 以下，黏度為17～20s以內即為清孔結束。

第二，在清孔時嚴禁用清水直接注入孔內以達到迅速降低孔內泥漿指標的方法進行清孔；并注意維持孔內的水頭壓力，避免塌孔。

第三，在清孔完畢后，立即向監(jiān)理工程師報告鉆孔深度及鉆孔液指標，并提出拆除鉆桿、鉆頭的要求。

第四，在拆除鉆孔時，要避免泥土、雜物、工具等掉落到鉆孔中。在拆除或提起管道后，向監(jiān)理工程師報告孔徑、孔深；孔深由測繩和測重器直接測得。

3.8 導管安裝

按《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTG 3363—2019)要求，導管的內徑應在200～350mm 之間，該工程所選擇的導管內徑為250mm。在進行導管安裝之前，先進行試拼，然后進行水密性和連接部位的抗拉性能測試，水密性測試的水壓不得低于井下水深1.3倍。在安裝導管之前，要仔細地計算孔深，計算時導管的底部懸置高度應為40cm，并按序號依次進行，避免出現(xiàn)錯誤。管道的安裝要有專門的技術人員全程進行旁站控制，確保密封環(huán)的狀態(tài)和螺釘的緊固[3]。

3.9 混凝土灌注

在混凝土澆筑之前，應再次向監(jiān)理工程師報告鉆孔深度和泥漿指標。此次鉆孔深度與鉆孔之前的鉆孔深度之差為孔底沉淀，若大于200mm，則應進行二次清孔；二次清孔直至沉淀層厚度和泥漿各項指標達到設計和技術標準，才可通過。素混凝土灌注樁由運輸機搬運，由料斗和導管進行第一次混凝土灌注，并在確定了第一道灌注后，才能進行澆筑。混凝土澆筑期間，質量檢驗人員對混凝土的坍落度（18±3cm）、混凝土和易性進行嚴格控制，現(xiàn)場取樣制作不少于3 組混凝土試塊。混凝土灌漿過程中，其一，在第一次灌注后導管埋入深度不小于1m，混凝土澆筑應連續(xù)進行，不得無故中斷，如因機械或其他原因導致混凝土灌注中斷，應集中人力物力迅速恢復。其二，在混凝土澆筑過程中，混凝土的導管應與孔深一致，混凝土持續(xù)注入，孔內混凝土持續(xù)升高，混凝土表面的標高應時刻進行檢測，保證導管從開始到結束埋管的深度為2.0～6.0m，避免因埋深而發(fā)生堵管、埋管事故，埋得太淺會使管道中的殘余壓力降低。每次拆卸導管時，要確保一次拆管時間在10 分鐘內。其三，在混凝土灌注后期，為了保證混凝土具有足夠的沖擊力、充分的致密性，混凝土在灌過程中必須提高料斗的高度[4]。

4 工程項目施工節(jié)點及質量通病防范措施

4.1 施工節(jié)點

在該項目施工中，應保證混凝土的良好配比、混凝土的坍落度在180±30mm 以上，長期停機后不能再次使用。在提升導管時，必須仔細測量混凝土中的充填深度和拔出的管道長度；在沒有計算和測量的情況下，不得擅自提升導管。當混凝土堵塞管道時，可以用插管來疏通管道內混凝土（不能從混凝土表面拔出）。在鉆孔時，應保持穩(wěn)定水平，不晃動、不移位[5]。

4.2 質量通病預防措施

4.2.1 塌孔現(xiàn)象預防及處理

嚴格按照設計規(guī)范施工，孔口不得超負荷，并在孔中維持一定的水位。下挖土機撈出孔底塌方，護筒下沉作業(yè)要及時穩(wěn)定，如鉆孔完畢要及時進行灌漿，若是正在成孔；則要移機待處理，先打另外孔，在這個空中灌水或填土（看塌孔深度）[6]。

4.2.2 斜孔現(xiàn)象預防及處理

進行鉆孔作業(yè)前應確保鉆具的安裝位置精準；在鉆孔過程中一旦出現(xiàn)空、斜立即停止鉆孔，及時回填或者處理后待重新啟動。

4.2.3 孔徑小于設計直徑或縮徑預防措施

在開鑿之前，要對鉆頭的直徑進行嚴格的檢查，并控制鉆孔的速度，制造出與實際情況相適應、性能良好的鉆孔液。在地質條件不佳的情況下，根據水下混凝土的灌漿和材質的要求進行施工，并留意孔口的返水情況。提導管下蹲及時下插，不行則提導管，進行二次首灌。

4.3 質量保證措施

4.3.1 工程技術管理措施

在素混凝土灌注樁的施工中，設置若干施工管理人員，其管理職責如下：

（1）項目經理：負責對素混凝土灌注樁的施工進行全面的管理和實施。

（2）工程總工程師：負責對樁基礎工程圖紙的審核并組織實施方案；日常對技術工人進行技術監(jiān)督，并能認真完成上級布置的其他工作。

（3）測量主管：仔細核對圖紙、樁基坐標，定期檢查控制點的狀態(tài)和穩(wěn)定性，對出現(xiàn)的問題要及時報告，要有較強的責任心；以“不出一次差錯”為項目的終極目標；嚴格落實“三檢”，即班組自檢、項目部復檢、監(jiān)理組復檢，并在鉆機就位后再次進行復檢。

（4）路基施工人員：負責對每日施工的施工質量進行全面的檢查；向監(jiān)理工程師提供各種工藝的報批，并根據需要提供各項報檢材料和工程數據；實時掌握項目建設進度，及時將項目進度和問題反饋給項目總工程師和路基負責人；認真做好工程驗收和工程臺賬；及時向上級領導報告。

4.3.2 作業(yè)班組管理措施

（1）鉆機班：嚴格按照技術規(guī)范和作業(yè)規(guī)程的規(guī)定進行打孔，鉆孔作業(yè)時當班的工人不能隨便走動，每個作業(yè)班都要仔細填寫每一孔的鉆孔記錄，并按照規(guī)定進行清理；及時協(xié)助勘測組完成每次放樣、復測和維護，并對成孔期間出現(xiàn)的問題和意外情況進行報告，并向技術人員報告工程進度，嚴格遵守技術人員及上級的各項指示；遵照工地技師和施工負責人的工作安排；負責公司主管安排的其他工作。

（2）鋼筋班：對進入工地的鋼筋及預制的鋼筋進行架空、覆蓋等防護工作，防止銹蝕、污染；嚴格遵守設計圖和技術規(guī)范，嚴格執(zhí)行上級布置的其他工作，不能無緣無故地拖拉、干擾。

（3）混凝土澆筑班：對各種混凝土澆筑機械進行檢查、保養(yǎng)和維修，混凝土澆筑前必須有專人到崗，應遵守施工人員的指導和規(guī)范；混凝土澆筑完畢后，應對有關機械進行清洗保養(yǎng)；合理安排吊車、混凝土車等機械設備的配置和應用；負責各類原料進貨的品質變動，如有問題，應向上級報告；負責公司主管安排的其他工作。

5 結語

該道路工程素混凝土樁軟基處理施工從以往積累的施工經驗中，嚴格對工程項目開展各項施工流程及細則的技術實施。經現(xiàn)場相關工藝參數的測試及各工序的精準施工后，各項施工標準可以滿足規(guī)范要求。在實際施工過程中，工程項目部還對部分施工工藝進行有效優(yōu)化，對工程崗的人員配置、機械投入進行更加科學的組合調整，從而有效保證了工程質量，滿足了工程的工期計劃，取得了相對理想的施工管理目標和綜合效益。