芻議復(fù)雜地基上的灌注樁施工技術(shù)

1、<p>　　芻議復(fù)雜地基上的灌注樁施工技術(shù)</p><p>　　摘 要：鉆孔灌注樁是一種直接在現(xiàn)場(chǎng)樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)澆筑砼或安放鋼筋籠再澆注砼而成的樁基礎(chǔ)。與其他地基處理和基礎(chǔ)形式相比，具有施工低噪音、低振動(dòng)、樁長(zhǎng)和直徑可按設(shè)計(jì)要求變化自如、樁端能可靠地進(jìn)入持力層或嵌入巖層、單樁承載力大、擠土影響小、含鋼量低等特點(diǎn)，是復(fù)雜地基上基礎(chǔ)處理中比較常見的形式。 </p><p>

2、;　　關(guān)鍵詞：復(fù)雜地基；樁基礎(chǔ)；施工技術(shù)；預(yù)防措施 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　0 引 言 </b></p><p>　　鉆孔灌注樁技術(shù)，因其對(duì)各種復(fù)雜地基的適應(yīng)性強(qiáng)，無(wú)擠土效應(yīng)，無(wú)震害，噪聲小，承載力高等優(yōu)點(diǎn)，在基礎(chǔ)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量，尤其是復(fù)雜地基上的樁基礎(chǔ)，

3、是建筑施工中最重要的一環(huán)，稍有不慎，就會(huì)造成質(zhì)量事故，從而影響工程的安全使用、工程造價(jià)及工期。樁基礎(chǔ)施工是地下基礎(chǔ)施工，與地下地質(zhì)情況密切相關(guān)。本文結(jié)合山西某礦井建設(shè)中萬(wàn)噸煤倉(cāng)的樁基礎(chǔ)施工實(shí)例，對(duì)復(fù)雜地基樁基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行探討，并對(duì)施工過程中質(zhì)量通病和預(yù)防措施進(jìn)行分析。 </p><p>　　1、工程及地質(zhì)概況 </p><p>　　本工程為我國(guó)山西省長(zhǎng)治市某煤礦2個(gè)萬(wàn)噸煤倉(cāng)基礎(chǔ)，采用砼鉆

4、孔灌注樁工藝，樁徑為800mm，樁型為端承嵌巖樁，選用C40商品砼，共有242根樁，工期25天，其中最深的樁達(dá)48m，最淺的樁為35m，大多數(shù)樁的深度達(dá)40m以上。 </p><p>　　本工程地質(zhì)較差，上部為軟土層，其厚度達(dá)到8-10m；第二層為粉質(zhì)粘土層，厚度為22-25m，中間夾雜有2層粉細(xì)沙層，厚度為2.5-3.5m；第三層為風(fēng)化巖石層，厚度為35-65m，地下水位在15-17m，樁基礎(chǔ)從上到下，依次穿過

5、雜填土層、粉質(zhì)粘土+粉細(xì)沙層、風(fēng)化巖石層等。本工程的設(shè)計(jì)灌注樁最終要嵌入到風(fēng)化巖石層5m以上的深度。 </p><p><b>　　2、工藝選擇 </b></p><p>　　在實(shí)際施工中，該工程地質(zhì)條件復(fù)雜，地基持力層（風(fēng)化巖石層）呈斜坡走向且埋深較深，導(dǎo)致地基承載力不均勻且持力層較深，一般基礎(chǔ)不符合設(shè)計(jì)承載力要求。樁基礎(chǔ)以它承載力穩(wěn)定，適應(yīng)各種復(fù)雜地基，而且相比同

6、等承載力的基礎(chǔ)造價(jià)低廉等優(yōu)勢(shì)被本工程設(shè)計(jì)施工所采用。 </p><p>　　本工程的工程量大，工期較短，樁基礎(chǔ)的施工深度大，如果某一根樁出現(xiàn)質(zhì)量問題，則需要更多進(jìn)行二次補(bǔ)樁，直接影響了緊后工程施工。因此這就要求公司從機(jī)械的配置，原材料的配備、施工人員和管理人員等各個(gè)方面都要協(xié)調(diào)組織好，嚴(yán)格把好每一道質(zhì)量關(guān)。 </p><p><b>　　3、設(shè)備選擇 </b><

7、/p><p>　　按照本工程施工區(qū)的地質(zhì)狀況，以及之前積累的施工經(jīng)驗(yàn)等，決定在風(fēng)化巖石層以上部分使用世界上最先進(jìn)的旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)成孔，風(fēng)化巖石層使用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行施工。 </p><p>　　3.1旋挖鉆機(jī)的選用 </p><p>　　選擇使用旋挖鉆機(jī)有以下三點(diǎn)理由：首先是該鉆機(jī)能夠放在自行移動(dòng)的履帶式安裝底盤上面，使得根樁之間的移動(dòng)容易，需要很短的幾分鐘時(shí)間就能夠到位

8、，這就節(jié)約了較多的移動(dòng)時(shí)間。其次，該鉆機(jī)的地盤能夠?qū)崿F(xiàn)伸縮，自動(dòng)調(diào)整等，塔的垂直度、鉆機(jī)的深度等都能夠通過操作板顯示出來(lái)。自動(dòng)垂直的鉆機(jī)以及安裝導(dǎo)向桿的鉆桿予以導(dǎo)向，提高了鉆進(jìn)的效果。再次，旋挖式鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度快，形成鉆孔的時(shí)間短，而且可以根據(jù)不同的土層來(lái)選擇合適的鉆頭進(jìn)行作業(yè)。 </p><p>　　3.2沖擊鉆的選用 </p><p>　　由于旋挖機(jī)沒有沖擊鉆在巖石層的鉆進(jìn)速度，所以使

9、用換設(shè)備進(jìn)行鉆進(jìn)成孔的方法，能有效的保證施工的安全和進(jìn)度。當(dāng)旋挖機(jī)鉆進(jìn)至土層和石層的分界處時(shí)候，把旋挖鉆機(jī)移動(dòng)到下一樁位進(jìn)行成孔作業(yè)，使用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行入巖成孔作業(yè)。 </p><p><b>　　4、施工工藝 </b></p><p><b>　　4.1場(chǎng)地準(zhǔn)備 </b></p><p>　　由于鉆機(jī)是坐落在雜填土地基上面

10、的，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的狀況，雜填土地基較軟，承載能力不夠，會(huì)夠造成鉆機(jī)偏移傾斜甚至下沉等情況，從而使得樁位偏移，樁垂直度不合格及鉆機(jī)存在傾覆危險(xiǎn)等。根據(jù)雜填土層的現(xiàn)實(shí)情況，采用大于60cm的碎石屑進(jìn)行填、壓，保證鉆機(jī)處于平穩(wěn)的狀態(tài)。 </p><p><b>　　4.2埋置護(hù)筒 </b></p><p>　　護(hù)筒制作要求:堅(jiān)固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便并能重復(fù)使用

11、。一般用木材、薄鋼板或鋼筋砼制成。本工程采用壁厚3mm、直徑850mm，長(zhǎng)度2m 的鋼護(hù)筒。①護(hù)筒的作用：固定樁位，并作鉆孔導(dǎo)向；保護(hù)孔口防止孔口土層坍塌；提高樁頂部分的灌注質(zhì)量。②護(hù)筒埋置需注意事項(xiàng)：護(hù)筒平面位置埋設(shè)準(zhǔn)確(偏差不大于50mm)，護(hù)筒溢漿口應(yīng)高出地面0.2-0.3m，護(hù)筒四周用粘土夯填密實(shí)，護(hù)筒底必須在穩(wěn)定的粘土層中，否則換填粘土并夯實(shí),厚度不小于50cm。 </p><p><b>　

12、　4.3制備泥漿 </b></p><p>　　制漿設(shè)備及場(chǎng)地：泥漿攪拌機(jī)兩臺(tái)，3PN泵二臺(tái)，泥漿泵3臺(tái)，旋流器一臺(tái)，泥漿送、回漿管道200m，比重計(jì)1個(gè)，制漿池一個(gè)（10m×3m×3m），沉淀池（4m×4m×2m）等。 </p><p>　　本工程采用鈉基膨潤(rùn)土(堿性土)進(jìn)行制漿。膨潤(rùn)土泥粉和水不能在自然狀態(tài)下混合成泥漿，必須通過強(qiáng)勁的

13、攪動(dòng)才能形成膠體，膨潤(rùn)土經(jīng)制漿機(jī)攪和后注入制漿池中，還要用高壓水泵（本工程中用3PN泵）自吸多次循環(huán)后才能形成均勻泥漿。制好的泥漿其技術(shù)指標(biāo)為：粘度17 min—20min；含砂率不大于6％；膠體率不小于90％；比重1.15-1.2左右。 </p><p>　　制備好的鮮泥漿從制漿池經(jīng)過高壓水泵壓送到成孔內(nèi)，護(hù)壁清孔后及在灌注砼過程中從孔口排出并回抽到沉淀池，經(jīng)過慮砂泵（本工程中用旋流器）過濾后進(jìn)入制漿池，不斷測(cè)

14、量（每30分鐘一次）泥漿的比重，通過加入新的膨潤(rùn)土、火堿和纖維素等使其達(dá)到施工要求的比重，通過反復(fù)循環(huán)提到泥漿的利用率。 </p><p>　　泥漿在鉆孔中的作用：在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力，可以平衡孔內(nèi)地下水機(jī)孔壁壓力，可防止坍孔；泥漿向孔外土層滲漏，在鉆進(jìn)過程中，因鉆頭的作用在孔壁表面形成一層膠泥，具有護(hù)壁堵漏作用；泥漿比重大，具有懸浮并挾帶鉆渣作用，利于鉆渣排出；泥漿起到潤(rùn)滑作用兼顧保護(hù)鉆具，提高效率。 &l

15、t;/p><p><b>　　4.4鉆進(jìn)成孔 </b></p><p>　　旋挖鉆機(jī)由于自身重量較大，所以要求鉆機(jī)工作區(qū)域的地基必須堅(jiān)實(shí)，防止在鉆進(jìn)過程中由于地基變形造成鉆機(jī)移位。鉆機(jī)入位后，首先將鉆機(jī)調(diào)平，再將鉆桿調(diào)垂直，鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)樁位，使鉆桿、鉆頭、樁中心三點(diǎn)成一線，垂直度由鉆機(jī)儀表指示確定。 </p><p>　　旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)雜填土層及粘土

16、沙層容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，一定要輕壓慢轉(zhuǎn)、慢放慢提，鉆進(jìn)過程中隨時(shí)注意地層變化、儀表顯示，嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺，操作人員必須慢提慢放，盡量減輕鉆具對(duì)孔壁的擾動(dòng)，防止塌孔；初見地下水時(shí)要加漿鉆進(jìn)，始終保持泥漿液面高于地下水位1.0m以上。在到達(dá)風(fēng)化巖石層時(shí)改用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)，剛開始應(yīng)低沖程，慢進(jìn)尺，使孔口形成圓滑，密實(shí)，直順狀態(tài)，這樣既可控制孔口塌方，也可起導(dǎo)向作用，當(dāng)鉆頭全部進(jìn)入風(fēng)化巖石層后再正常鉆進(jìn)。若巖石層很硬時(shí)要應(yīng)低沖程，慢進(jìn)尺，防止出

17、現(xiàn)斜孔。機(jī)長(zhǎng)應(yīng)隨時(shí)掌握主卷?yè)P(yáng)機(jī)的進(jìn)度，并注意地層與地質(zhì)資料是否一致。 </p><p>　　在鉆孔時(shí)要注意下面幾點(diǎn)：① 始終保持孔內(nèi)外的水位差和泥漿濃度，防止坍孔。②根據(jù)地質(zhì)勘探情況控制鉆進(jìn)速度、調(diào)整泥漿稠度，防止坍孔、鉆孔偏斜、卡鉆等情況發(fā)生。③鉆孔宜一氣呵成。不宜中途停鉆以避免坍孔，若坍孔嚴(yán)重應(yīng)回填重鉆。④鉆孔過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位、成孔情況的檢查工作，終孔時(shí)應(yīng)對(duì)樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底情況按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

18、進(jìn)行驗(yàn)收。⑤要隔排隔樁跳打，保證已澆筑砼不受鄰樁成孔時(shí)的影響。 </p><p><b>　　4.5鋼筋籠制安 </b></p><p>　　制作前要先進(jìn)行鋼筋原材及焊接檢驗(yàn)。鋼筋籠制作采取支承架成型法，采用雙面搭接焊加工制作。嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行制作，接口處要打彎，保證接口處與主筋同心。在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)，以確保保護(hù)層厚度。防止漏焊或者焊接不達(dá)標(biāo)的情況，嚴(yán)格控制好

19、焊接的質(zhì)量，保證設(shè)計(jì)材料的實(shí)際使用效果。各項(xiàng)誤差要控制在規(guī)范范圍之內(nèi)。 </p><p>　　下放時(shí)，應(yīng)吊直對(duì)準(zhǔn)樁孔慢放入孔，遇阻礙時(shí)，應(yīng)查明原因不得強(qiáng)行下插，應(yīng)慢起慢放，正反旋轉(zhuǎn)數(shù)次逐步下放到位。必須精確計(jì)算鋼筋籠安放深度，鋼筋籠下放完畢后，將吊筋焊接在孔口護(hù)筒邊上。 </p><p><b>　　4.6清孔工作 </b></p><p>　

20、　清孔的目的是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿，以保證灌注的砼質(zhì)量及承載力。由于樁基較深，清孔工作顯得尤為重要。在成孔驗(yàn)收之后、實(shí)施砼灌注之前要進(jìn)行清孔。本工程清孔使用換漿法進(jìn)行，即鉆孔完成以后，提升沖錘在孔內(nèi)進(jìn)行上下攪動(dòng)，同時(shí)注入用拌制好的泥漿，與孔內(nèi)的泥漿及鉆渣進(jìn)行中和，再用泥漿泵將中和后的泥漿及鉆渣通過回漿管回抽到泥漿沉淀池中沉淀，沉淀后的泥漿再通過旋流器將沙粒及鉆渣分離出來(lái)，分離后的泥漿注入到泥漿池中重新加入膨潤(rùn)土，火堿及纖維素等進(jìn)行制

21、漿。在進(jìn)行清孔的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員要及時(shí)觀測(cè)置換出的泥漿密度，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后及時(shí)進(jìn)行灌注工作。灌注砼前孔底沉淀厚度不得大于設(shè)計(jì)規(guī)定。不得用加深孔深的方法代替清孔。 </p><p><b>　　4.7砼灌注 </b></p><p>　　清孔后要及時(shí)安裝導(dǎo)管進(jìn)行砼灌注。根據(jù)孔深配置導(dǎo)管長(zhǎng)度。在澆注前必須檢查導(dǎo)管的密封性，確保導(dǎo)管密封不滲水。將導(dǎo)管居中下放到離孔底0.3～0.

22、5m，導(dǎo)管上口接漏斗，并設(shè)隔水栓。待漏斗中裝滿砼后,放開隔水栓,砼從漏斗底迅速下落,將導(dǎo)管內(nèi)泥漿全部壓出,并使導(dǎo)管下口埋入孔底砼內(nèi)1.0m 以上, 隨著砼不斷通過導(dǎo)管灌入孔內(nèi),孔內(nèi)泥漿不斷被頂托升高,同時(shí)不斷提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管,保證導(dǎo)管在灌注過程中埋深在2-6m，直至灌注砼完畢。灌注水下砼是鉆孔灌注樁施工最后一道關(guān)鍵性的工作, 其施工質(zhì)量嚴(yán)重影響樁的質(zhì)量,必須注意以下幾點(diǎn): </p><p>　　①必須有砼出廠合

23、格證、原材料檢驗(yàn)報(bào)告、配合比及開盤鑒定表等質(zhì)保文件，按規(guī)定留置試塊。②必須保證砼初灌量。漏斗的容積應(yīng)在1m3以上。③灌注砼必須連續(xù)作業(yè),避免任何原因中斷灌注。砼的拌制和運(yùn)輸必須滿足連續(xù)作業(yè)的要求。④要控制砼的塌落度及入模溫度，檢查砼是否離析，不合格的要退回,并做好記錄。施工過程中嚴(yán)禁隨意改變配合比。⑤灌注過程中要保證導(dǎo)管的埋深，堅(jiān)決杜絕導(dǎo)管拔離砼面。 </p><p>　　5、質(zhì)量通病與預(yù)防 </p>

24、<p><b>　　5.1掉鉆 </b></p><p>　　掉鉆事故主要是由于施工的根樁基礎(chǔ)深度大，使用的鋼絲繩不能很好的滿足高強(qiáng)度的工作要求，或者是在鉆進(jìn)的過程中強(qiáng)提硬扭，鉆頭接觸不良等。預(yù)防措施：按照鉆孔的深度做好鋼絲繩的承受能力計(jì)算，選擇材質(zhì)好的鋼絲繩。在鉆孔時(shí)候注意安全的操作，可以使用打撈叉、鉤等器具。 </p><p>　　5.2鉆孔縮孔偏斜

25、 </p><p>　　導(dǎo)致鉆孔縮孔偏斜的主要原因有：首先可能是打樁機(jī)的硬化達(dá)不到要求；其次是鉆的過程中碰到了較大的石塊；再次是在存在傾斜度的軟硬土層的交界，造成了鉆頭受力不均；另外可能還有操作不當(dāng)?shù)仍?。預(yù)防措施：硬化好鉆進(jìn)的場(chǎng)地；在傾斜度較大的底層鉆進(jìn)時(shí)候，要采用減壓低速鉆入；檢查好鉆桿街頭等。 </p><p><b>　　5.3塌孔 </b></p>

26、;<p>　　導(dǎo)致塌孔主要原因有：護(hù)筒埋設(shè)淺，護(hù)筒周圍沒有分層搗實(shí)；鉆進(jìn)時(shí)泥漿比重和粘度偏??；在松散砂層中鉆進(jìn)太快，樁間距較近，地層受到上一根樁施工的擾動(dòng)；地層中有特殊區(qū)段存在塌孔因素；孔內(nèi)泥漿面下降沒有及時(shí)補(bǔ)漿;成孔后停滯時(shí)間天長(zhǎng)；吊入鋼筋籠、導(dǎo)管時(shí)碰撞孔壁等。預(yù)防措施：護(hù)筒埋入原狀土內(nèi)，筒外圍填粘土分層夯實(shí)，必要時(shí)加生石灰拌和粘土夯實(shí)，適時(shí)調(diào)節(jié)泥漿參數(shù)，在松軟砂層中鉆進(jìn)時(shí)適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度，可采用隔一打一的方法施工，及時(shí)

27、補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿，成孔后積極組織后續(xù)工作，盡量減少停滯時(shí)間，吊放鋼筋籠和導(dǎo)管時(shí)要避免碰撞孔壁。 </p><p>　　5.4樁頂標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 </p><p>　　其原因主要是砼灌注過程中，砼面測(cè)量不準(zhǔn)。預(yù)防措施：可采取反復(fù)測(cè)量和交叉測(cè)量的方法提高測(cè)量精度，使樁頂標(biāo)高既滿足設(shè)計(jì)要求又不會(huì)超灌太多。 </p><p><b>　　5.5斷樁 </b&

28、gt;</p><p>　　引起斷樁的原因主要有：a、堵管；b、砼灌注過程中導(dǎo)管拔脫砼面。針對(duì)堵管，主要是因?yàn)轫潘涠忍?，停滯時(shí)間過長(zhǎng)，沒有控制好泥漿的濃度，砼內(nèi)夾有較大的石塊或雜物。預(yù)防措施：砼灌注前必須檢查砼質(zhì)量，砼供應(yīng)必須及時(shí)，保證砼連續(xù)灌注；開灌前所有準(zhǔn)備工作必須做好，并在砼漏斗上設(shè)置過濾網(wǎng)，防止大的塊體進(jìn)入導(dǎo)管；控制好泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)，起到護(hù)臂與壓力平衡作用；拆管時(shí)，砼面高度測(cè)量不準(zhǔn)或孔口導(dǎo)管長(zhǎng)度計(jì)算不

29、準(zhǔn)導(dǎo)管導(dǎo)管底口拔出砼面。 </p><p><b>　　6、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　在復(fù)雜地基上進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，質(zhì)量事故屢見不鮮，且負(fù)面影響很大。管理人員對(duì)以上問題的重視程度和施工隊(duì)伍的施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生是很重要的。只要堅(jiān)持科學(xué)的態(tài)度，認(rèn)真分析、共同探討，就能杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生，就能保證工程的順利進(jìn)行。就能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 <

30、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范【S】 </p><p>　　[2] 204-1996，泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工藝標(biāo)準(zhǔn)【S】 </p><p>　　[3] GB50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范【S】 </p>

31、<p>　　[4]劉金礪.邱明兵.軟土中群樁承載變形特性與減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2008 </p><p>　　[5]蔡文盛.軟土地基鉆孔灌注樁施工質(zhì)量通病與防治[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2000 </p><p>　　[6]楊敏.王樹娟.王伯鈞等.使用Geddes應(yīng)力系數(shù)公式求解單樁沉降[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1997 </