軟土地基（海涂）鉆孔灌注樁質量控制分析

汪崢

（浙江省二建建設集團有限公司，浙江 寧波 315207）

1 引言

在城市化建設不斷深入背景下，國內圍海造地工程數量逐漸增加，但因沿海區域地基較為松軟，軟土地層范圍較大，在此類地基上進行鉆孔灌注樁施工時，對施工質量要求十分嚴格。在國外的鉆孔灌注樁施工技術研究中，多是在普通土層建筑工程中的應用，本研究重點分析海涂鉆孔灌注樁的應用措施與質量控制要點，使建筑物安全得到切實保障。

2 工程概況

以雨水監控及事故水收集池工程為例，位于浙江寧波市。根據氣象資料，在2019 年12 月初～2020 年3 月初進行水泥攪拌樁施工，當地環境溫度在-5～10 ℃。項目主要內容是新建雨水監控池和事故水收集池，二者的有效容積分別為11 000 m3和47 000 m3，并創建值班室、變電所、閥門井、生活污水井與相關基礎設施。該項目工期要求嚴格，在水泥攪拌樁施工階段，將根據實際天氣情況采取相應的施工措施，使樁體質量得到保障。在基坑圍護結構中采用三軸水泥攪拌樁，三軸勁性水泥土攪拌樁內插入H 型鋼，采用直徑為850 mm 的水泥土攪拌樁，內插H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm 型鋼作為止水帷幕，利用標準整圓套接方式，選擇與之相匹配的設計搭接跳打法，保障整體施工質量。

3 軟土地基鉆孔灌注樁質量控制措施

3.1 明確SMW工法樁設計要求

該項目采用SMW 工法樁，為了保障樁體質量，需要明確以下設計要求。止水帷幕選用850 mm@600 mm 三軸水泥攪拌樁，水泥摻入量為20%，水灰比為1.5～2.0；要求28 d 無側限抗壓強度超過0.8 MPa；樁身垂直度應小于0.5%，樁體中心偏差控制在50 mm 以內；型鋼應確保平直，接頭位置與坑底上下距離均超過2.5 m，圖紙內沒有詳細標記的位置可參考施工規范；SMW 工法樁內插H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm 型鋼，H 型鋼在基坑回填完畢后才可拔除；型鋼插入并固定后，誤差與標準值相比不可超過50 mm，垂直偏差控制在0.5 mm以內；型鋼應在三軸攪拌樁施工后3 h 內插入。在基坑開挖前，對工法樁的施工質量進行檢驗，通過取芯、滲透系數檢測等方式，要求檢驗數量超過設計要求，質檢標準見表1[1]。待樁體達到齡期28 d 后，可鉆孔取心檢測其強度是否符合標準，無側限抗壓強度應超過0.8 MPa，樁體檢查數量為總數的2%。

表1 SMW工法樁質檢標準

3.2 加強施工材料質量管理

該項目中的三軸水泥攪拌樁的主要材料為水泥，加強材料質量控制可使整體工程質量得到保障。選用正規廠家生產、資質齊全的水泥，在入場前進行嚴格的質檢，要求質檢人員充分意識到水泥材料質量的重要性，由專人負責整理材料，創建完善的材料質檢制度，明確各崗位職責，定期檢驗水泥資料與產品狀態，確保水泥產品完好、信息準確。按照設計要求定時采購，購入水泥均要具備質量證明單據，并對品種、標號、生產日期進行檢驗，對于證件缺失的產品，應主動向廠家索取，認真做好復檢工作，復檢項目包括安定性、強度、凝結時間和細交等，根據規定要求進行質量審查，并將質檢材料和復試資料匯總存檔[2]。

3.3 落實各項施工流程管理

3.3.1 測量放線

按照測繪方提供的坐標點位，根據圖紙中的尺寸位置，在現場設置圍護結構中線，明確標記出來，放線后由監理方到場復核，確定無誤后正式攪拌施工。該項目采用0.4 m3的挖機，順著圍護內邊控制線進行挖掘，溝槽寬度為1 200 mm，深度為800 mm，將土渣清理干凈，挖到原土為止，如若挖掘中遇到障礙物，由總包進行清理，并將較大空洞回填、壓實，確保SMW工法樁順利施工。

3.3.2 定位與鉆孔

在溝槽兩端鋪設導向定位軸線，根據設計規定，在軸線上標記出鉆孔及安插H 型鋼的點位，由技術人員根據標記點位調整鉆機樁架，使鉆孔軸芯位置準確；將控制標高引測到定位型鋼上，使鉆桿下鉆深度能夠與規定相符。在設備位置移動時，需要順著圍護中心線方向，按照既定作業順序移動，利用間隔全斷面套打形式，循環至圍護墻體成型。打樁移位應由機長統一指揮，前后臺成員發揮合力完成枕木搬移，使打樁架位置能夠穩定，滾管下方的枕木應墊實，使深攪機在水平和垂直方向的誤差均滿足要求。以水泥土攪拌樁作為坑內外止水帷幕，施工期間禁止出現冷縫，對于出現時長超過24 h 的接縫，需要立即補強處理[3]。

3.3.3 水泥漿液拌制

在現場創建自動攪拌系統，正式開鉆前，將攪拌好的水泥漿液放入儲漿池中，鉆進與供漿同步開展，并開展技術交底，攪拌樁選用42.5 級普通硅酸鹽水泥，水灰比為1.5～2.0，水泥摻入比為20%。拌漿與注漿量用每鉆的加固土體換算，漿液流量根據輸送能力、鉆進速度進行靈活調整。待土體加固完畢后，28 d 抗壓強度應超過設計值。利用電子秤對水泥用量進行控制，在漿液制備前，需要將水泥與水的總重量相加后，分多次攪拌，先放入水的用量，再將水泥放入，待電子秤數值與水泥漿總重相同后，再進行攪拌，時長超過3 min；按照成樁深度的設計值，在鉆機運行中鉆桿應始終保持勻速轉動，下鉆速度應控制在1.0 m/min 以內，提升速度控制在1.5 m/min 內，可結合項目實際地質情況進行靈活調整。對于三軸攪拌樁機來說，首次噴漿攪拌的下沉速度應大約在1.0 m/min，提升第二次攪拌的速度應大約在1.5 m/min，并始終將樁機電流控制在電機額定值中，避免其下沉或提升速度受到影響。同時，注入水泥漿液，在孔內使水泥漿與土體充分攪拌，從而提高樁體質量。科學處理溢出的泥土，使攪拌樁設計樁頂標高滿足要求，便于后續工序施工。

3.3.4 H 型鋼插放

在鉆孔水泥經過充分攪拌后，沒有初凝硬化前，可用大型吊裝設備，將H 型鋼吊起，轉移到指定地點，借助型鋼自身重力插入設計深度，再用水準儀進行調整，使各項指標滿足設計規定。將型鋼垂直度調整到0.5%內，通常借助鋼體吊裝孔將其垂直調離地面，或利用全站儀進行操控。如若軟土層中型鋼受自身重量影響下沉深度超過設計值，可用鋼筋穿過型鋼吊孔，將其固定到溝槽兩端的定位型鋼上，直到孔中水泥凝固。在實際操作中，因局部地質較為復雜，帶有流沙、孤石等情況，在型鋼插放時可能受到阻力影響難以順利下沉，可借助振動錘擊設備，幫助其下沉到特定深度。

部分H 型鋼需要拔出回收，可在插放之前在表面涂抹高分子隔離材料，正式澆筑圈梁前，要用隔離材料將型鋼各面與混凝土分離，選用0.8～1.0 泡沫板完成，澆筑圈梁時，需要由專人負責指導，避免隔離材料受損，無法二次利用，型鋼還要超過圈梁500～600 mm[4]，如圖1 所示。

圖1 H型鋼安插位置圖

3.3.5 溝槽清理

漿液注入攪拌孔后，再將H 型鋼插入，難免會有部分水泥土被擠出，可利用挖機進行溝槽清理，并將清理出的泥土及時運出現場，確保場地整潔，溝槽邊緣施工能夠照常開展。同時，還要保證三軸攪拌樁硬化成型，被清理的水泥土固化后，及時運送到指定地點。清孔后30 min 內進行水下灌注，初次灌注量為0.8 m3，滿足設計要求后剪斷鐵絲，使混凝土徹底灌注至孔底。拔出H 型鋼時，先用液壓千斤頂，借助圈梁反力座將插板安裝到型鋼端頭，再將H 鋼接長，依次安裝液壓千斤頂、夾具等，使型鋼頂部松動，頂起約2 m，型鋼頂部利用25 t 汽車吊牽引，避免傾倒，如圖2 所示。

圖2 H型鋼拔除工藝圖

3.4 泥漿池設置與外運處理

為了確保混凝土灌注樁質量符合標準，在現場創建一個臨時泥漿池，尺寸為6 m×5 m×3 m，位置鄰近便道，靠近多個墩位，且有序排列。在泥漿循環與凈化方面，為使現場環境得以保持，促進泥漿重復利用，可在現場設置循環凈化系統，主要由制漿池、循環池、凈化裝置來組成。泥漿所用黏土以膨脹土和凍融后的地表黏土為主，可將沉淀池、循環池單獨設置，便于孔底鉆渣及時清理出來，沉淀后的泥漿也可二次使用；在泥漿排放方面，站在環保角度上看，一方面孔底鉆渣應排放到指定位置，不可隨意排放到周圍河流、水塘等處；另一方面，可用罐車將廢泥漿運送出去，以免廢泥漿引發場地污染；為了確保水泥土攪拌均勻，應嚴格控制下沉與提升速度，如若出現堵管斷漿情況，應及時停泵尋找原因，在故障排除后進行鉆具提升或沉降，方可噴漿，預防斷樁。

4 結語

綜上所述，經過近年來的不斷摸索和總結，鉆孔灌注樁施工工藝逐漸優化創新，施工設備也不斷改進，可應用到各種條件與場景中。隨著淺海、海涂地區建筑規模逐漸擴大，該技術在軟土地基中的應用日益頻繁，與其他區域相比作業難度較高，對工程質量控制更為嚴格。這就要求施工人員充分了解當地實際情況，認真熟悉設計圖紙與相關資料，提前預測灌注樁施工期間可能出現的問題，并制定應急措施，牢牢把握測量放線、定位與鉆孔、水泥漿液拌制、H 型鋼插放等施工要點，并注重材料、施工流程、泥漿排放等方面的質量管控，強化竣工驗收，使工程各環節有條不紊地開展，整體施工質量得到切實保障。