厚淤泥區(qū)超長鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制

厚淤泥區(qū)超長鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制摘要：以珠海市金港路橫琴北段（橫琴二橋）工程北引橋樁基施工為基礎(chǔ)，淺談厚淤泥區(qū)超長鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制。關(guān)鍵詞：超長灌注樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制ConstructiontechnologyandqualitycontrolofsuperlongboredpileinthicksiltareaHuYu（ZhuhaiHongHeBridgeCo.，Ltd.，GuangdongZhuhai519001）Abstract：theconstructiontechnologyandqualitycontrolofsuperlongboredcast-in-placepileinthicksiltareaarediscussedonthebasisoftheconstructionofthenorthbridgepilefoundationofthenorthernsectionofHengqin（Hengqinsecondbridge）ofJinggangRoad，Zhuhai.Keywords：superlongboredpile；constructiontechnology；qualitycontrol1刖言我國應(yīng)用鉆孔灌注樁始于20世紀60年代初，首先在橋梁和港口建設(shè)中采用。隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，大跨度橋梁、高程建筑越來越多，對鉆孔灌注樁基礎(chǔ)承載力的要求越來越高，因此超長灌注樁應(yīng)用越來越廣泛。為滿足高層建筑的需要，鉆孔灌注樁的入土深度已達到百米。本文結(jié)合珠海市金港路橫琴北段（橫琴二橋）工程北引橋樁基施工，介紹控制厚淤泥區(qū)超長鉆孔灌注樁施工施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點。2工程概述珠海市金港路橫琴北段（橫琴二橋）工程北引橋樁基全為陸地樁，樁基共440根，其中摩擦樁236根；端承樁204根。樁徑分別為1.8m、1.5m、1.2m共三種類型，有效樁長12m到85m不等。其中北引橋16#?29#墩及紅東互通A、B、C匝道，根據(jù)地質(zhì)勘察報告從上到下典型地質(zhì)情況為：淤泥（素填土）一黏土一礫砂一粉質(zhì)黏土一全風(fēng)化花崗巖一強風(fēng)化花崗巖。該區(qū)段地形、地質(zhì)條件變化較大，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，淤泥厚度在10?30米左右，淤泥程流塑狀態(tài)。樁長85m摩擦樁地質(zhì)情況一覽表：3施工工藝流程樁基施工工藝流程圖：4施工技術(shù)要點及質(zhì)量控制方法超長灌注樁質(zhì)量控制可以分為施工準備、沖孔、成孔、成樁四個階段，結(jié)合本項目的施工情況，對這四個階段進行闡述。4.1施工準備4.1.1施工場地的整體規(guī)劃施工場地規(guī)劃主要包含施工用水、施工用電的布置，施工便道、泥漿循環(huán)池及儲備池的整體規(guī)劃，施工平面布置遵循以下原則：滿足正常施工作業(yè)和生產(chǎn)管理。保證泥漿池不污染場地。保證施工有序高效進行。滿足文明施工要求。滿足安全生產(chǎn)要求。滿足健康衛(wèi)生要求。4.1.2鉆機選擇鉆機選擇應(yīng)考慮卷揚機的提升力和可收放鋼絲繩的長度，根據(jù)地質(zhì)情況，結(jié)合廣東省樁基施工經(jīng)驗，選擇JK-6型沖擊鉆，配置PNL45kw立式泥漿泵，正循環(huán)沖擊成孔。4.1.3鉆孔平臺填筑及鉆機就位鉆孔平臺填筑應(yīng)保證平整，并碾壓密實，確保鉆機安裝就位后，底座和頂端用保證平穩(wěn)，用水平尺進行檢查，確保鉆機鉆進過程中不產(chǎn)生移位或沉陷。鉆機就位后，要對鉆機鉆架進行調(diào)整，以保證鉆架吊點中心與孔位中心在同一鉛垂線上，開動卷揚機，檢查卷揚機及導(dǎo)向滑輪系統(tǒng)是否正常。確保鉆機就位的準確性和鉆進過程中的牢固性，是為防止鉆孔過程中出現(xiàn)偏孔、擴孔、斜孔、塌孔現(xiàn)象的重要措施4.1.4鋼護筒制安前期項目部采用3m臨時護筒輔助成孔，實際施工中在厚淤泥層成孔困難、屢屢發(fā)生坍孔，總結(jié)分析主要原因有兩個方面，一方面是淤泥層過厚，鉆進過程中無法形成有效的泥漿護壁；另一方面淤泥含水量過高，特別是在強降雨天氣淤泥遇水軟化，且淤泥飽水增加上部荷載后對下部淤泥產(chǎn)生擠壓和推移，前期項目發(fā)生4個坍孔，大多發(fā)生于強降雨天氣。表一成孔情況匯報一覽表對于采用長鋼護筒的必要性，也參考了類似地質(zhì)的施工經(jīng)驗，根據(jù)廣深沿江高速公路（深圳段）工程關(guān)于《淤泥地質(zhì)條件下鄰近填海工程對橋梁樁基影響分析》研究報告，對于這種軟土地基，若不打設(shè)鋼護筒，在不考慮便道荷載的工況下，孔口處淤泥層水平位移為130mm，實際上已經(jīng)縮孔、坍孔。在考慮便道施工荷載的情況下，孔口處淤泥層水平位移達到1m。在設(shè)置鋼護筒后，鋼護筒底口處淤泥層的水平位移將隨著鋼護筒的深度增大而減小，充分說明設(shè)置鋼護筒是必要的也是必須的。報告中還進行三個批次的樁基試驗，第一批試驗樁的目的是驗證鋼護筒的有效性，第二批試驗樁的目的是探索在僅設(shè)置臨時鋼護筒的前提下如何保證順利成孔，第三批試驗樁的目的是在總結(jié)前兩批試驗樁的結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定合理的鋼護筒壁厚及長度等參數(shù)。在第二批試驗樁中，采用4m長的臨時鋼護筒各試驗樁分別采取拋填片石、二次加設(shè)長護筒等輔助工藝施工，試驗結(jié)果如表二所示：表二第二批工程試驗樁試驗結(jié)果匯總表另外現(xiàn)場在樁基灌注過程中，較大超方全部發(fā)生在淤泥層中，造成混凝土超方的主要原因為混凝土比重較淤泥大，澆筑混凝土過程無鋼護筒約束極易產(chǎn)生擴孔，擴孔一般發(fā)生于護筒底以下0.5~8m處，澆筑過程中體現(xiàn)為泥漿面無顯著變化，擴孔系數(shù)均為1.5左右，最大可達2.0。因此在隨后的施工中，根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，采用壁厚12mm、長度為9~18m不等的鋼護筒，確保在淤泥層沖孔時樁孔周圍及孔壁土體的穩(wěn)定性，未發(fā)生較大的塌孔事故，效果較好。4.3沖孔階段鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進行，認真填寫施工記錄，在鉆進過程中，特別是在地層變化處均應(yīng)撈取渣樣，以便與勘察設(shè)計時的地質(zhì)剖面圖進行核對，同時也為泥漿、鉆錘及鉆進速度的選擇提供更為直接的資料。在沖孔的同時每天復(fù)核樁錘偏位、鉆機牢固性、鋼絲繩，避免不發(fā)生偏孔、斜孔、掉錘等事故。（1） 淤泥層沖孔本項目淤泥層主要以流動性淤泥為主，在沖孔前先進行鋼護筒的下放。根據(jù)現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，鋼護筒下放長度為9~18m不等，確保在淤泥層沖孔時樁孔周圍及孔壁土體的穩(wěn)定性；淤泥層沖孔時嚴格保證孔內(nèi)水頭高度，由于護筒沒有完全穿過淤泥層，因此泥漿比重控制在1.3~1.4之間，增加護壁穩(wěn)定性，同時應(yīng)防止泥漿比重過大出現(xiàn)糊鉆現(xiàn)象。（2） 粘土層沖孔可利用粘土自然造漿的特點向孔內(nèi)送入清水，通過鉆頭沖搗形成泥漿；在粘土層中鉆進時，可邊沖邊向孔內(nèi)投入適量的碎石，防止粘錘現(xiàn)象；當(dāng)孔內(nèi)泥漿粘度過大、比重過高時，在掏渣的同時，向孔內(nèi)泵入清水。（3） 粗砂使用粘度較高、比重大的泥漿；保持孔內(nèi)有足夠的水頭高度；視孔壁穩(wěn)定情況邊沖擊邊向孔內(nèi)投入適當(dāng)?shù)恼惩?，使土擠入孔壁增加孔壁的膠結(jié)性，沖孔時采用中、低速，小沖程鉆進（控制在0.5~0.8m），控制進尺，泥漿比重控制在1.3左右，確保護壁形成穩(wěn)定。（4） 礫質(zhì)黏土沖孔時采用中、低速，小沖程鉆進，控制進尺，確保護壁形成穩(wěn)定；在沖孔過程中適當(dāng)向孔內(nèi)投入粘質(zhì)土，防止泥漿相對密度過?。皇褂谜扯容^高、相對密度適中的泥漿并保證護筒內(nèi)水頭足夠。（5） 全風(fēng)化花崗巖沖擊鉆頭操作要平穩(wěn)，盡可能少碰撞孔壁；沖程保持在0.55m左右，不宜過大；在沖孔過程中適當(dāng)向孔內(nèi)投入粘質(zhì)土，并及時排渣，防止沉渣不能懸浮，孔內(nèi)反復(fù)沖孔，影響進尺速度；當(dāng)出現(xiàn)巖面傾斜時，應(yīng)及時向孔內(nèi)投入石塊及粘質(zhì)土，再采用低沖程沖孔，控制鋼絲繩的放繩量。4.4成孔階段鉆孔至設(shè)計孔低標高后，應(yīng)及時對孔深、孔型進行檢測，符合要求后進行清空，嚴禁使用加深鉆孔深度的方式代替清空。清空前對泥漿池及沉淀池進行掏渣，防止沉渣反復(fù)循環(huán)，影響清空質(zhì)量及效率。本項目采用正循環(huán)清空，對超長樁一次清空主要進行排渣及分砂，對于摩擦樁沉渣厚度控制在10cm內(nèi)，砂率控制在2%以下，清孔時間控制在48h內(nèi)；二次清空主要進行調(diào)漿，泥漿比重控制在1.1~1.15之間，清孔時間控制在24內(nèi)。如果一次清孔就進行調(diào)漿，那么在下放鋼筋籠時觸碰掉的護壁泥團就不易通過循環(huán)而清出孔外。但對于較大的泥團應(yīng)用撈渣筒進行撈渣。傳統(tǒng)的正循環(huán)清孔采用泥漿泵皮管下放至孔底反復(fù)沖洗孔底，使孔底沉渣懸浮從而循環(huán)至沉淀池內(nèi)。而本項目正循環(huán)采用一個45kw的泥漿泵和一個25kw的泥漿泵相互配合清孔，增強孔底沖洗力。并采用直徑為E0cm，標準長度為6m的鋼管代替皮管直接伸入孔底，避免皮管彎折或纏繞在一起降低孔底沖洗力，鋼管之間采用法蘭連接，從而提高清孔工效。4.5成樁階段成樁階段主要針對樁基砼灌注控制及淤泥層砼超方控制。（1） 砼灌注控制：根據(jù)樁徑及具體生產(chǎn)情況，選擇導(dǎo)管直徑為430cm，標準節(jié)為2.7m，導(dǎo)管之間采用絲頭連接。灌注封底砼時導(dǎo)管懸空控制在30~40cm，首封砼不小于6.5m3（針對直徑為41.8m的超長灌注樁），首封埋管深度不小于1m。在灌注首封砼前，應(yīng)將導(dǎo)管完全放入泥漿中排盡導(dǎo)管內(nèi)的空氣。料斗安裝后，在料斗上安裝一個排氣管，防止砼灌注時空氣未能及時排出，影響砼密實度；料斗安裝后，應(yīng)料斗底口放置一個比導(dǎo)管直徑小1~2cm的球塞，并在球塞上放置一個隔水板，防止砼與泥漿混合影響樁底質(zhì)量；砼到場后，查看砼和易性，首封砼坍落度控制在200~220mm之間；首封砼完成后，后續(xù)的砼灌注過程應(yīng)當(dāng)徐徐灌注，避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊；砼澆筑過程中，嚴格控制拆管長度和埋管深度，不應(yīng)埋管過長；超長樁灌注至樁頂時砼浮漿往往在0.5~1m左右，為了保證樁頂砼質(zhì)量，應(yīng)超灌不小于0.8m。并用竹竿插入孔內(nèi)測量砼頂面的高度。（2） 淤泥處砼超方控制由于本項目鋼護筒并未打入粘土層，因此應(yīng)控制砼在淤泥處的超方。砼灌注至淤泥層底部時，可以適當(dāng)?shù)某槿】變?nèi)泥漿（根據(jù)護筒長度，降低水頭高度一般控制在2~3m），降低孔內(nèi)水頭高度，減小砼面壓力，防止出現(xiàn)反穿孔。在淤泥層處的鋼筋籠外纏繞鋼絲網(wǎng)（鋼絲直徑為1.5~2mm，網(wǎng)格尺寸為4~7mm，尤其在護筒底口處，鋼絲網(wǎng)纏繞長度控制在6~8m），鋼絲網(wǎng)纏繞直徑與樁徑相同，防止砼的擴散，造成超方。5結(jié)語隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便等特點廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。但灌注樁屬于隱蔽工程，大部分是在水下進行的，影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，質(zhì)量檢查也比較困難，因此在施工過程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計地勘資料加強施工原始資料的收集，加強工序控制及工序銜接，制定有針對性的技術(shù)措施，才能