沖孔灌注樁施工工藝

1、 沖孔灌注樁在廈門西客站工程中的應(yīng)用                           廈門西站房項(xiàng)目部 孫大朋  摘  要  廈門西站房基礎(chǔ)采用灌注樁基礎(chǔ)，在施工過程中既要穿過土層又要穿過部分風(fēng)化巖層，局部區(qū)域有的還要穿過孤石，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，施工難度大，各種類型

2、的樁機(jī)在本工程中都有應(yīng)用。本文主要介紹沖擊成孔灌注樁的施工工藝、施工中常見問題及處理方法。 關(guān)鍵詞  沖孔灌注樁；泥漿比重；質(zhì)量控制 1 工程概況 廈門西客站位于廈門市集美區(qū)后溪鎮(zhèn)巖內(nèi)村，本工程樁基礎(chǔ)主要包括站房、剛架橋和雨棚三部分。站房部分共計(jì)952根樁，樁徑主要以900mm為主，個(gè)別1000mm，工程樁樁長(zhǎng)按進(jìn)入微分化1d；剛架橋部分共計(jì)268根樁，樁徑設(shè)計(jì)為1250mm和1500mm，持力層為弱風(fēng)化，要求進(jìn)入弱風(fēng)化2000mm以上；雨棚部分共計(jì)224根樁，設(shè)計(jì)樁徑700mm,由于靜載實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)存在偏差，此部分樁擬改為預(yù)應(yīng)力管樁。 根據(jù)工程地址勘察資料，場(chǎng)地地

3、層由上往下依次為：素填土層、耕植土、粉質(zhì)粘土、粗砂、粉質(zhì)粘土、殘積砂質(zhì)粘性土、全風(fēng)化花崗巖、砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖。 2 樁基施工機(jī)械選擇 由于工程樁局部需要穿過孤石，進(jìn)入微分化花崗巖層1d，在這種具有孤石和巖層的特殊地質(zhì)條件下，其它類型的鉆機(jī)在遇到這種地質(zhì)時(shí)根本無(wú)法鉆進(jìn)，經(jīng)過前期樁機(jī)的選用和對(duì)比，最終我們選用了沖擊鉆機(jī)來進(jìn)行施工。這種鉆機(jī)可以把爆破后炸碎的孤石進(jìn)一步擊碎成一粒粒10mm左右的碎石，并隨泥漿浮出孔外，還可以穿過巖層，故在本工程中我們選擇沖擊鉆機(jī)來進(jìn)行施工。 3 沖擊成孔灌注樁施工工藝 3.1 施工準(zhǔn)備  首先利用推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平

4、整，利用挖掘機(jī)把部分場(chǎng)地挖至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高，設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行安裝調(diào)試并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件確定打樁順序。 3.2挖泥漿池   泥漿池應(yīng)挖在樁位附近沒有工程樁的區(qū)域內(nèi)，由項(xiàng)目管理人員統(tǒng)一安排開挖，以免給樁機(jī)移位造成麻煩。一樁必須挖兩池：循環(huán)池和沉淀池，泥漿池周圍用鋼管做防護(hù)。 3.3 測(cè)量放樣  根據(jù)設(shè)計(jì)坐標(biāo)點(diǎn)做好測(cè)量控制網(wǎng)，按平面放線定位，根據(jù)圖紙放出樁的樁位，然后在設(shè)計(jì)樁位處撒白灰并打一有明顯標(biāo)志的小木樁，要求樁基礎(chǔ)軸線控制在20mm以內(nèi)，并且在打樁過程中要經(jīng)常復(fù)核，避免因土質(zhì)擠壓發(fā)生位移而造成樁位的不準(zhǔn)確。由于本工程施工場(chǎng)面比較大，在施工過程中很容易造成土質(zhì)

5、擠壓而影響樁位的準(zhǔn)確性，故在本工程中開鉆前對(duì)每根樁都要進(jìn)行復(fù)核。 3.4 埋設(shè)鋼護(hù)筒   在設(shè)計(jì)樁位處采用人工挖孔埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒設(shè)置位置應(yīng)正確、穩(wěn)定，與孔壁之間應(yīng)用粘土填實(shí)。其埋設(shè)深度粘土層不應(yīng)小于1m，砂質(zhì)或雜填土層不應(yīng)小于1.5m,鋼護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑約大40cm。鋼護(hù)筒用以提高孔內(nèi)水位，隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。樁中心定位采用在護(hù)筒外側(cè)四個(gè)方向設(shè)四個(gè)點(diǎn)，采用拉線方式定位，以便隨時(shí)校核。 3.5 鉆機(jī)就位   護(hù)筒埋設(shè)結(jié)束后將鉆機(jī)就位，鉆機(jī)擺放平穩(wěn)，鉆機(jī)底座用鋼管支墊，鉆機(jī)擺放就位后對(duì)機(jī)具及機(jī)座穩(wěn)

6、固性進(jìn)行全面檢查，用水平尺檢查鉆機(jī)擺放是否水平，吊線檢查鉆機(jī)擺放是否正確。 3.6 沖孔   施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行沖孔，開鉆前必須對(duì)好中線，本工程采用卷?yè)P(yáng)機(jī)懸吊沖擊鉆頭式?jīng)_擊鉆機(jī)，鉆頭形式有十字鉆頭或三翼鉆頭，本工程選用的鉆頭為十字鉆頭。 沖孔過程中每12m檢查一次成孔的垂直度情況，在進(jìn)入巖面后每進(jìn)尺100mm500mm應(yīng)清孔取樣一次，直到微分化巖面。進(jìn)入微風(fēng)化巖面后及時(shí)取渣樣報(bào)項(xiàng)目技術(shù)人員及監(jiān)理確認(rèn)。 在沖孔的過程中泥漿具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)

7、根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應(yīng)視地層變化或操作要求機(jī)動(dòng)掌握，泥漿太稀，排渣能力小，護(hù)壁效果差，泥漿太稠會(huì)削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進(jìn)速度。本工程在進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、微風(fēng)化時(shí)采用制備泥漿，同時(shí)加大泥漿比重。由于風(fēng)化層含砂率較高，在泥漿循環(huán)時(shí)采取濾砂措施：一方面采用兩個(gè)泥漿池，另一方面采用在排漿溝上設(shè)過濾網(wǎng)或采用濾砂筒。 各類不同土層沖程和泥漿比重選用值如表1所示。 表1 不同土層沖程和泥漿比重選用值 土層類別 沖程（m） 泥漿比重 護(hù)筒及以下3m范圍內(nèi) 0.91.1 1.11.3 粘土 12 清水 砂土 13 1.31.5 砂卵石 13 1.31.5 風(fēng)化巖 14 1

8、.21.4 坍孔回填后重新鉆孔 1 1.31.5 施工中應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿比重，并定期測(cè)定粘度、含砂率和膠體率，其指標(biāo)控制標(biāo)準(zhǔn)為：粘度為1822s，含砂率為4%8%，膠體率不小于95%。在鉆孔灌注樁的施工中，無(wú)論對(duì)于成孔質(zhì)量還是對(duì)樁的承載力的發(fā)揮，泥漿質(zhì)量都是重要因素。因此在施工中必須按規(guī)范要求嚴(yán)格控制泥漿的質(zhì)量。 由于本工程為端承摩擦樁，要求進(jìn)入微風(fēng)化1d，故在進(jìn)入微風(fēng)化巖面時(shí)還需要再向下鉆進(jìn)1d到孔底標(biāo)高即終孔。待終孔驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下一道工序。 3.7 第一次清孔   第一次清孔采用正循環(huán)，在清孔過程中應(yīng)注意控制泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)。 3.8 下鋼筋籠及導(dǎo)

9、管   鋼筋籠按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求制作，并均勻設(shè)置吊環(huán)和保護(hù)層厚度控制件，同時(shí)在鋼筋籠頂端根據(jù)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高與護(hù)筒標(biāo)高差值焊接掛鉤。要求鋼筋平直、無(wú)局部彎折、表面潔凈、無(wú)油漬、焊接長(zhǎng)度滿足規(guī)范要求等。鋼筋籠制作完成后，用吊車吊放鋼筋籠，在起吊過程中應(yīng)避免鋼筋籠變形，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后調(diào)整好鋼筋籠位置，將掛鉤掛在護(hù)筒上。鋼筋籠吊裝完成后及時(shí)拼接吊裝導(dǎo)管，導(dǎo)管每節(jié)長(zhǎng)23m，配12節(jié)11.5m短導(dǎo)管。導(dǎo)管必須進(jìn)行氣（水）密性試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后方能下管，導(dǎo)管底距孔底距離300500mm。 3.9 二次清孔   下完鋼筋籠及導(dǎo)管后進(jìn)行第二次清孔，二次清孔驗(yàn)收合格后方

10、能澆筑混凝土。二次清孔時(shí)沉渣厚度不能超過50mm,測(cè)定用同一根繩子采用尖錘及平錘測(cè)量。二次清孔時(shí)當(dāng)泥漿的其它幾項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求時(shí)可進(jìn)行澆筑混凝土。 3.10 灌注水下混凝土   灌注水下混凝土采用內(nèi)徑為0.25m的剛性導(dǎo)管，容量為2m3的漏斗，二次清孔至混凝土澆筑的時(shí)間不得超過30min，否則重新清孔。灌注混凝土必須連續(xù)進(jìn)行，并經(jīng)常用測(cè)繩探測(cè)孔內(nèi)混凝土高度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深控制在（26m）范圍內(nèi)，采用樁機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩提升導(dǎo)管。當(dāng)混凝土面接近和進(jìn)入鋼筋骨架時(shí)，保持導(dǎo)管較大埋深，放慢灌注速度，減少混凝土對(duì)鋼筋籠的沖擊，當(dāng)混凝土面進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后，

11、適當(dāng)提升導(dǎo)管，使鋼筋籠骨架在導(dǎo)管下有一定的埋深。施工時(shí)應(yīng)盡量減少拆管時(shí)間，灌注混凝土工作應(yīng)控制在2小時(shí)之內(nèi)完成，在灌注接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，保持導(dǎo)管上端比護(hù)筒頂高45m,實(shí)際澆灌的混凝土高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)0.51.0m。 3.11 施工工藝流程如圖1所示。   圖1 工藝流程圖  4 施工中常見問題及處理方法 4.1 孔壁坍塌   本工程由于地質(zhì)條件比較復(fù)雜，局部地區(qū)的土層是由風(fēng)化后的巖石形成的，在鉆進(jìn)過程中容易發(fā)生坍孔。遇到這種問題時(shí)，我們應(yīng)探明坍孔的位置，將砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上12m，等回填物沉積密實(shí)后

12、再重新沖孔。按不同地層土質(zhì)采用不同的泥漿相對(duì)密度，提高泥漿面，坍孔比較嚴(yán)重時(shí)，用粘土泥膏投入，待孔壁穩(wěn)定后，采用低錘重新鉆進(jìn)。地層變化時(shí)要隨時(shí)調(diào)整泥漿相對(duì)密度，清孔或漏漿時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿，保持漿面在護(hù)筒范圍以內(nèi)，成孔后應(yīng)及時(shí)灌注混凝土，下鋼筋籠應(yīng)保持豎直，不撞擊孔壁。 4.2 鉆頭偏移   在鉆進(jìn)過程中，遇到孤石中較大的結(jié)塊，會(huì)造成沖擊鉆頭偏移，對(duì)此我們應(yīng)回填碎石或?qū)@機(jī)稍微移向結(jié)塊一側(cè)，用高沖程猛擊結(jié)塊，破碎后再鉆進(jìn)。 4.3 沖擊無(wú)法鉆進(jìn)   當(dāng)鉆機(jī)進(jìn)行沖孔鉆進(jìn)遇到地下有大面積的孤石時(shí)，就會(huì)造成無(wú)法鉆進(jìn)的問題。在這種情況下，我們利用勘探用的超前鉆鉆透孤石，進(jìn)行水下爆破，同時(shí)在磨損的鉆頭刃齒處用氧氣乙炔割平，重新補(bǔ)焊，增大泥漿比重把碎渣帶出。    5 社會(huì)效益分析 在實(shí)際施工中我們發(fā)現(xiàn)沖擊成孔灌注樁既切實(shí)可行又能保證工程進(jìn)度和工程質(zhì)量，經(jīng)