淺談全護筒樁基施工技術的應用

王志紅

山西四建集團有限公司（030000）

1 工程概況與實際應用

全國“二青會”射擊射箭比賽場館建設項目，位于山西省陽泉市郊區大西莊村西側，207國道以東，漾泉大道以北。本工程為多層公共建筑，框架結構+鋼屋架結構，總建筑面積12954m2。其中，射箭館3154m2，射擊館9800m2。50m射擊館地上3層，50m射箭館地上2層，觀眾走廊、運動員走廊、槍彈庫及25m射擊館，固定看臺均為地上1層結構。本工程50m射擊館、25m射擊館、槍彈庫設計為鋼筋混凝土灌注樁承臺基礎，樁徑1m。B區射擊館樁基工程共設計樁數189根，C區25m射擊館樁基工程共設計樁數62根。由于場地內土質疏松，采用旋挖機成孔時，孔壁塌孔嚴重，成孔困難，采取孔內灌紅膠泥土、C15混凝土等措施，均不能保證鋼筋混凝土的成樁質量。經多方考察引進全護筒沖擊抓錘鉆孔樁機+旋挖樁機的施工方法，經試樁成孔質量良好，能保證樁基施工質量[1]。

2 施工工藝

場地平整及樁位放線→旋挖樁機就位→旋挖機引孔（至塌孔處）→搓管機就位下放鋼護筒→搓管機下挖→沖擊抓錘取土→旋挖機入巖（處理孤石）→擴底搓管機下放鋼護筒→清底→驗孔→鋼筋籠制作及安裝→澆筑混凝土[2]。

3 施工過程及質量控制要點

3.1 場地平整及樁位放線

施工前將強夯完的場地進行場地平整，平整度≤±10cm，保證樁基機械行駛及就位平穩。根據規劃局給定的坐標控制點，采用全站儀進行樁位放樣，報監理單位驗收后，方可開始開挖。

3.2 旋挖鉆機就位

根據測量放樣的樁點，先由旋挖鉆機進行引孔，引孔深度為2～5m。在樁體開挖過程中，若發生樁壁裂痕或出現坍塌跡象，應立即停止旋挖作業，由搓管機下放鋼護筒（如圖1、圖2所示）。

圖1 旋挖機就位

圖2 旋挖引孔

3.3 鋼護筒安裝

引孔完成后，將旋挖鉆機移走，搓管機就位（如圖3所示），吊放并壓入第一節套管，校對垂直度，沖抓取土，壓入深度為2.5～3.5m，然后用沖抓斗從套管內取土，一邊抓土，一邊下壓套管，保持套管底口超過開挖面的深度≥2.5m。第一節套管全部壓入土中后（套管高出導墻頂面1.2～1.5m，便于接管），檢測垂直度，如不合格則進行糾偏調整，如合格則安裝第二節套管繼續下壓取土（如圖4所示）。以此類推，采用全鋼護筒挖至巖層。每節護筒安裝后采用旋挖機校正垂直度，旋挖鉆頭檢查鋼護筒垂直度。

圖3 搓管機就位

圖4 吊入鋼護筒

3.4 沖抓錘取土

套管搓入后，沖抓錘（如圖5所示）在套管內利用自身的重量沖擊破碎土層，將破碎后的土抓取出護筒外，及時清運（如圖6所示）。如果在沖抓錘開挖過程中遇到孤石或者大體積巖體，可配合旋挖鉆桿破除巖層，保證鋼護筒順利下放，直至挖至巖層。

圖5 沖抓錘

圖6 沖抓錘取土作業

3.5 旋挖機入巖

由于沖擊抓錘只能破除單軸抗壓強度小于6 MPa的巖層，若靠沖擊抓錘無法保證入巖深度時，需要旋挖鉆機破除堅硬巖層，旋挖鉆機鉆桿直徑為800mm，入巖深度不小于3m，更換擴底鉆頭進行鉆孔，保證鋼護筒能夠下至樁孔底部。

3.6 樁底清孔

成孔后，采用沖擊抓錘或者旋挖鉆進行清底。清底后，采用沉渣儀檢測沉渣厚度，確保樁底沉渣少于5cm[3]。

3.7 鋼筋籠制作安裝

鋼筋籠制作嚴格按設計加工，主筋位置用鋼筋定位支架控制等分距離。主筋間距允許偏差±10 mm，箍筋或螺旋筋螺距允許偏差±20mm，鋼筋籠直徑允許偏差±10mm，鋼筋籠長度允許偏差±50 mm。加頸箍每2m一道，以加強鋼筋籠的強度，鋼筋籠的長度由挖孔深度確定。縱向鋼筋焊接采用單面搭接焊，搭接長度≥10d。接頭相互錯開不小于35d同一截面接頭數量≤50%（如圖7～9所示）。

圖7 吊入鋼筋籠

圖8 鋼筋籠連接

圖9 鋼筋籠定位

鋼筋籠搬運和吊裝時，應防止變形。安放前需再檢查孔內的情況，以確定孔內無塌方和沉渣。安放要對準孔位，扶穩、緩慢、順直，避免碰撞孔壁，嚴禁墩籠、扭籠。

3.8 澆筑樁身混凝土

在澆筑混凝土前，應進行清孔，要求孔壁、孔底必須清理干凈，孔底無浮渣，孔壁無松動。

當有地下水且滲水量不大時，則應抽出孔內積水，用導管法澆筑混凝土（如圖10～11所示）。導管未端離孔底不宜大于1.5m。混凝土宜采用插入式振搗器振實，每澆筑1.5m振搗一次。混凝土應連續澆筑振搗密實，充盈系數大于1。

圖10 混凝土導管

澆筑混凝土至少超出設計樁頂標高500mm，以確保樁頂處沒有浮漿、雜質。

3.9 根據試樁情況確定混凝土澆筑工藝參數

混凝土使用陽泉市益匯混凝土有限公司的C30混凝土，塌落度160～180mm。初凝時間不小于45min，且不大于2h。終凝時間不大于6h。混凝土澆筑時間每30min一車（10m3）。混凝土澆筑時淹沒護筒的高度不得大于3m，混凝土澆筑至拔管高度后即進行拔管，拔管時間控制在每6min1m。樁混凝土充盈系數試樁為1.20～1.35。樁底入巖擴大頭擴孔深度為樁入巖深度3m。

圖11 混凝土澆筑

3.10 樁承載力檢測

樁承載力檢測應采用慢速維持荷載法。

4 結語

全國“二青會”射擊射箭比賽場館建設項目鋼筋混凝土灌注樁共計251根，根據場地內為雜填區的復雜地質條件，采用全護筒樁基施工技術。在保證施工質量的前提下，施工進度得到了很大的提升，為比賽場館的順利竣工創造了有力的條件，得到了建設單位、監理單位的認可，也為今后施工同類工程項目積累了寶貴的施工經驗。