試驗樁施工工藝及成孔質量檢測研究
——以北京城市副中心站綜合交通樞紐工程為例

施松華

（北京城建華夏基礎建設工程有限公司，北京 101111）

1 引言

在道路交通工程中，進行樁基試驗的主要目的在于檢測成孔樁徑、垂直度、孔壁穩定性以及相應沉淤厚度，并與地質資料進行仔細核對，以此保障工藝應用效果。同時，通過試驗樁施工還能對實際施工流程、施工工藝以及設備選擇等進行調整，并根據相應試驗過程以及成孔質量明確成孔工藝、護壁泥漿濃度以及后注漿參數等，以此實現對相應施工工藝、流程等的優化，確保實際施工質量效果。

2 工程概況

北京城市副中心站綜合交通樞紐工程位于北京市通州區潞城鎮楊坨村副中心0101街區。試驗段樁基位于場區的東南角，在二期基坑內進行，且不影響后期實體工程施工。工程設計標高±0.00相當于絕對標高22.533 m，場地地表絕對高程為20.95 m，樁頂標高為16 m，空鉆深度為4.95 m?；炷恋燃?，地面以上部分采用C60，地面以下采用C40，樁身混凝土保護層厚度為50 mm。主筋連接采用直螺紋機械連接，鋼筋籠連接采用雙螺套連接。

3 試驗樁施工及成孔質量檢測分析

3.1 鋼筋籠施工

結合案例工程實際情況，在進行鋼筋加工的過程中，為保障工程順利推進，減少對周圍環境的影響，將鋼筋加工區域設置在試樁區的東北角，遠離居民區，實際鋼筋加工區占地1300 m2。鋼筋加工環節主要包括鋼筋清理、切斷、箍筋彎曲成型以及碼放4個環節。在鋼筋連接施工過程中，應保障絲頭和連接套絲扣干凈、無損，其中，直螺紋接頭擰緊力矩值見表1。然后進行主筋安裝、箍筋安裝、注漿管安裝以及吊點施工。在主筋的安裝過程中，應計算好主筋間距，并做好標記工作；在箍筋的安裝過程中，應控制好不同規格鋼筋籠的加密區間距；在注漿管的安裝過程中，應確保注漿管布置均勻，保障其頂部高于地面約300 mm，并且管口封閉良好；在吊點的施工過程中，應嚴格控制焊接質量，并結合工件情況合理設置吊點[1]。試驗段總鋼筋用量為456.014 t，共計有效用時298 h，平均每小時加工鋼筋量為1.53 t。根據不同型號樁進行分析可知，沒根鋼筋籠鋼筋體量越大，大直徑鋼筋占比越大，鋼筋籠加工工效越高。

表1 直螺紋接頭擰緊力矩值

3.2 旋挖鉆成孔施工

此次試驗樁成孔采用的是泥漿護壁工藝，旋挖鉆進成孔。整個旋挖鉆成孔施工主要包括樁位測放、埋設護筒、鉆機就位以及鉆進成孔4個步驟。案例工程采用了泥漿護壁成孔方式，在孔口位置設置護筒，護筒埋設高度應至少高于施工地面300 mm，護筒壁厚10 mm，在完成護筒埋設后，需要使用十字樁對其中心位置進行檢驗，確保偏差在50 mm以內方可進行后續施工。此外，還應保障護筒垂直度偏差小于1/300，以此確保旋挖鉆成孔施工質量[2]。而影響鉆進成孔功效的主要因素在于成孔設備的選用，通過對不同鉆孔設備成孔效率進行試驗分析，得到設備成孔效率情況（見表2）。

表2 不同設備成孔效率情況

3.3 泥漿置換施工

案例工程中使用了臥式葉片攪拌機，進行泥漿制備，每次攪拌時間為8 min，并在拌和好之后，將其放置在儲存區域內將其靜置24 h以上，使其充分膨化，確保保障后續施工質量效果。在實際鉆進成孔的過程中，應確保泥漿灌注及時，并確保泥漿液面高度始終比護筒標頂低約0.5 m，同時，高于地下水位約1 m，以此避免鉆進過程中出現塌陷的情況。在鉆孔施工完畢之后，還需要從孔底將泥漿導出，并在孔口位置及時補充新鮮的泥漿，在完成泥漿置換施工之后，需要對泥漿進行檢測，保障其相關參數符合工程要求之后，方可進行后續施工作業。

實際鉆進施工過程中，容易形成泥皮，而且地下水或者雨水等也很可能會混入泥漿中，進而對灌注樁質量造成不良影響，甚至出現坍塌情況，因此，必須加強對泥漿質量的管控，其質量控制要點包括以下方面：

1）加強對泥漿性能的檢測，以此確保相關指標均符合國家相關標準的要求，并對其進行采樣試驗，在確保其質量達標之后，方可進行后續施工。

2）在實際進行鉆孔灌注樁施工的過程中，應確保灌注泥漿的高度位于護筒頂面下方0.5 m，地下水位線上方1 m位置，并在灌注過程中做好高度控制工作。

3）在實際灌注施工過程中，應加強對泥漿性能的控制，如黏度、比重、失水率等，一旦發生質量問題，要及時采取有效處理措施。

4）為保障樁基質量，避免出現坍塌現象，應盡量采用大比重泥漿進行施工，并在完成鉆孔之后，使用小比重泥漿進行置換，將泥漿比重控制在1.15以下，同時保障孔內泥漿均勻。

3.4 水下混凝土澆筑施工

水下混凝土澆筑施工主要包括導管下放和混凝土澆筑2個主要環節。根據案例工程實際情況，選擇直徑為25 cm的導管作為混凝土灌注導管，同時確保導管壁厚在3 mm以上。在實際進行灌注前，應對導管進行試拼、試壓，并通過水密性試驗檢驗其密封性和水壓力。此外，需要注意的是，應加強對導管下設長度的控制，結合灌注樁孔深情況，將導管下端與孔底之間的距離控制在300～500 mm，并確保導管埋深在2～6 m，同時，還要在孔外預留長約500 mm的導管，以便后續灌注施工。

在完成導管設置，確保其滿足實際施工要求之后，方可進行混凝土灌注施工。為進一步保障混凝土灌注質量，需要加強對混凝土材料配合比的控制，相較于普通混凝土的配制，用于水下施工的混凝土，和易性應相對更好，因此，為保障施工質量效果，需要試驗確定混凝土的配合比，混凝土相關指標要求見表3。在實際進行混凝土灌注施工的過程中，在導管口設置漏斗進行灌注，并保障第一次灌注后能夠覆蓋導管底口至少1.5 m的高度，將導管埋深控制在2～6 m。最后，還需要加強對最后一次混凝土灌注量的控制，應將超灌高度控制在0.8～1.0 m，并留取相應混凝土試塊，以便控制混凝土施工質量。

表3 混凝土相關指標要求

3.5 后注漿施工

后注漿施工是基礎柱施工工藝應用過程中的重要環節，在實際施工過程中，需要先做好相應的準備工作，并按照設計水灰比進行水泥漿液的制備，然后再將其儲存至指定位置，并將注漿泵與樁身壓漿管連接到一起，然后開泵放氣，再關閉排氣閥試壓清水，在確保注漿管道干凈通暢之后，進行漿液壓注，最后進行樁基質量檢測。在鋼筋籠下放過程中，應確保鋼筋籠對準相應孔位，然后均勻緩慢地下放鋼筋籠，防止鋼筋籠與孔壁之間發生不良碰撞，當鋼筋籠下放到指定位置后，需要核對鋼筋籠的高度，確保其與設計標高相同，然后做好固定工作，保障壓漿系統安全穩固。

在制漿環節，根據案例工程要求，本次試驗采用P·O42.5級普通硅酸鹽水泥，其配料誤差應控制在±5%以內。同時，應加強對水泥漿液攪拌時間的控制，不同攪拌機由于其性能和攪拌速度不同，因此，攪拌時間也存在一定差異，對于普通設備而言，攪拌時間應在3 min以上，若使用的是高速攪拌機，其攪拌時間應在30 s以上。此外，為保障材料質量，應通過相應試驗，合理確定攪拌開始到水泥漿液投入使用之間，通常情況下，漿液保留時間應在4 h以內。

在注漿過程中，應按照先樁側后樁端，先上方后下方的順序進行注漿施工，并在成樁2 h之后，進行清水劈裂操作，觀察壓力表數值，若壓力值明顯下降，則說明混凝土成功貫通，此時停止注水，并測量注水量。并在成樁7 d后30 d之前，進行水泥漿液注入施工，并對注入流量進行控制。壓漿質量檢測時，應確保注漿量符合設計標準，或者壓漿量不低于設計壓漿量的80%且泵壓值達到2 MPa[3]。不同樁徑的注漿情況見表4。

表4 注漿情況分析

4 結語

旋挖鉆孔灌注樁施工本身工藝流程較為復雜，相關技術要求較高，為保障實際施工質量效果，確保該技術作用得到充分發揮，需要進行試驗樁施工，并對成孔質量進行檢測控制。經過上述研究分析，結合相應施工時間和功效要求，確定了旋挖鉆成孔施工工藝，對于樁徑為1 m的樁基，選用成孔設備的型號為TR360F；對于樁徑為1.2 m地樁基，選用成孔設備的型號為YR550C-80M；對于樁徑為2.4 m的樁基，選用成孔設備的型號為BG40。此外，試驗樁施工要點環節還包括鋼筋籠施工、泥漿置換、水下混凝土澆筑以及后注漿施工等。相信通過試驗樁施工，能夠實現對施工工藝的進一步優化與調整，有效保障實際成孔質量。