關(guān)于鉆孔壓漿樁監(jiān)理要點(diǎn)的探討

劉修圣，毛文友，富宏軍

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江安達(dá)151400)

鉆孔壓漿樁具有在同樣條件下比灌注樁高得多的單樁極限承載力;同時，具有適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件、無噪音、施工工序少、成本低、工期短的優(yōu)勢。鉆孔壓漿樁在工業(yè)與民用建筑中應(yīng)用越來越廣泛。然而，由于對鉆孔壓漿樁的設(shè)計(jì)原理、主要施工參數(shù)的意義理解不透，造成施工后單樁承載力檢測時發(fā)現(xiàn)單樁承載力不符合設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象時有發(fā)生。例如:高壓注漿有兩方面作用，一方面，對樁孔起固壁作用;另一方面，提高單樁豎向承載力。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好時，樁孔壁易于穩(wěn)定，而忽略對注漿壓力控制，影響單樁豎向承載力。再例如:《規(guī)程》規(guī)定:補(bǔ)漿壓力為2～5 MPa;實(shí)際施工中無法實(shí)現(xiàn)，如果只保持水泥漿面不變，補(bǔ)漿壓力為 0.1～0.2 MPa;《規(guī)程》未規(guī)定脈動加壓問題，致使樁身混凝土密實(shí)度較差，我們在實(shí)際施工中采取措施進(jìn)行了彌補(bǔ)。本人作為總監(jiān)理工程師，參加了黑龍江省安達(dá)市農(nóng)機(jī)綜合樓鉆孔壓漿樁基礎(chǔ)的施工，本文從正確理解鉆孔壓漿樁的設(shè)計(jì)原理、掌握鉆孔壓漿樁主要施工參數(shù)的意義，正確把握監(jiān)理要點(diǎn)，確保單樁極限承載力的角度進(jìn)行探討。

1 單樁豎向承載力的確定

1.1 根據(jù)黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《鉆孔壓漿樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DB23/T747－2004第3.5.3條單樁豎向承載力特征值的確定

1)單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定。在同一條件下的試樁數(shù)量，不宜少于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根。單樁的豎向靜載荷試驗(yàn)，應(yīng)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007－2002附錄Q進(jìn)行。

2)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑物，可采用靜力觸探及標(biāo)貫試驗(yàn)參數(shù)確定Ra值;

3)初步設(shè)計(jì)時，單樁豎向承載力特征值可按下式估算:

式中:Ra單樁豎向承載力特征值;qpa、qsia為樁端端阻力、樁側(cè)阻力特征值，由《巖土工程勘察報(bào)告》給定，或參考附錄B取值;Ap為底端橫截面面積;up為樁身周邊長度;li第i層巖土的厚度;tsi為樁側(cè)第i層土受高壓水泥漿滲透作用后的樁側(cè)阻力提高系數(shù)，可按表1取值;tp為樁端受高壓水泥漿滲透作用后的樁端阻力提高系數(shù)，可按表1取值。

表1 鉆孔壓漿樁樁側(cè)阻力、端阻力提高系數(shù)

1.2 根據(jù)黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《鉆孔壓漿樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DB23/T747－2004第3.5.5條樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計(jì)要求

樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合下式要求:

式中:fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010－2002取值;Ac為樁身橫截面積;Q為相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的單樁豎向力設(shè)計(jì)值;ψc為工作條件系數(shù)，取ψc=0.7。

2 鉆孔壓漿樁的施工

根據(jù)黑龍江省地方標(biāo)準(zhǔn)《鉆孔壓漿樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DB23/T747－2004的規(guī)定，對鉆孔壓漿樁的施工的要求如下:

2.1 鉆孔壓漿式樁施工組成

鉆孔壓漿樁施工由穩(wěn)鉆、成孔、安置鋼筋籠補(bǔ)漿管、投填骨料、補(bǔ)漿密實(shí)等主要工序和水泥漿制備、鋼筋籠制作輔助工序組成。

2.2 穩(wěn)鉆

1)鉆機(jī)就位后，必須平正、穩(wěn)固、結(jié)合場地實(shí)際情況，鋪設(shè)枕木或鋼板，使鉆機(jī)支撐穩(wěn)定，確保在施工中不發(fā)生傾斜、移動。

2)鉆機(jī)對準(zhǔn)樁點(diǎn)后必須調(diào)平，確保成孔的垂直度。

3)當(dāng)施工現(xiàn)場地面為軟土鉆機(jī)無法正常走時，施工前宜在地面上澆注一層強(qiáng)度大于C15、厚度為150～200mm的混凝土墊層，便于鉆機(jī)行走施工，同時可作為基礎(chǔ)承臺、板下墊層使用。

2.3 成孔

1)為準(zhǔn)確控制鉆孔深度，應(yīng)在樁架或抱桿上設(shè)置控制深度的標(biāo)尺。

2)開鉆時，下鉆速度要平穩(wěn)，嚴(yán)防鉆進(jìn)中鉆機(jī)傾斜移位。

3)鉆進(jìn)中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)情況或地下障礙物，如地窯、地下管網(wǎng)(上下水管線、煤氣管道、電纜、光纜)、防空洞、化糞池、滲水井等情況時，應(yīng)立即停鉆，并通知建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位，確定處理方案。

4)鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高后，泵車開始高壓灌注水泥漿，注漿壓力應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)條件控制在5～15 MPa。

5)開始注漿時，鉆具應(yīng)在孔底旋轉(zhuǎn)1～2 min;然后邊注漿邊提鉆，確保鉆頭始終埋在水泥漿中不小于1 m，嚴(yán)禁將鉆桿提出水泥漿面。

6)當(dāng)水泥漿面超過足夠支撐孔壁穩(wěn)定的位置或超過地下水位以上0.5～1.0 m時，停止注漿，將孔口周圍殘土清理干凈，提出鉆具，防止孔口周圍的泥土掉入孔中。

2.4 安置鋼筋籠、補(bǔ)漿管

2.4.1 安置鋼筋籠

1)將檢查合格的預(yù)制鋼筋籠抬到孔口，搬運(yùn)過程中輕抬輕放。

2)利用鉆機(jī)自備吊鉤或吊車，將鋼筋籠豎直吊起，垂直于孔口上方，然后扶穩(wěn)旋轉(zhuǎn)下入孔中，固定在設(shè)計(jì)籠頂標(biāo)高處。

3)鋼筋籠主筋保護(hù)層厚度應(yīng)符合3.4.8條和4.2.4條的規(guī)定。

2.4.2 安置補(bǔ)漿管

鋼筋籠安置后，下入一長一短2根補(bǔ)漿管。長管長度應(yīng)根椐樁身下部及樁端持力層地質(zhì)條件確定，長管長度不宜小于2/3樁長;短管距樁頂不宜小于3m，且不大于5m。

2.5 投填骨料

1)安置鋼筋籠、補(bǔ)漿管工序結(jié)束后，應(yīng)立即在孔口上鋪好鐵皮料斗，向孔內(nèi)投填粗骨料。

2)骨料投填時，不宜過急，防止叉孔。骨料必須投至樁頂標(biāo)高以上，并保證補(bǔ)漿結(jié)束后高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5 m。

3)骨料投填量以投填系數(shù)確定是否符合要求，投填表系數(shù)等于實(shí)際投填量與樁身體積之比。①在黏性土、粉土層中投填系數(shù)不得小于0.85;②在粉砂、細(xì)砂層中投填系數(shù)不得小于0.75;③在中砂、粗砂層中投填系數(shù)不得小于0.65;④在礫砂、碎石土層中投填系數(shù)不得小于0.60。

2.6 補(bǔ)漿密實(shí)

1)前兩次補(bǔ)漿應(yīng)用長管，長管補(bǔ)漿結(jié)束后即可拔出，然后用短管補(bǔ)漿。

2)補(bǔ)漿壓力為2～5 MPa。當(dāng)水泥漿飽滿不再滲透時，可終止補(bǔ)漿，拔出短補(bǔ)漿管。

3)補(bǔ)漿密實(shí)工序應(yīng)在水泥漿初凝前完成。

3 綜述

根據(jù)上述內(nèi)容可知:鉆孔壓漿樁的單樁豎向承載力由兩方面因素決定:

3.1 單樁豎向承載力特征值

根據(jù)式(3.5.3)鉆孔壓漿樁單樁豎向承載力特征值比鉆孔灌注樁增加了兩個參數(shù)tsi、tp，其意義如下:

tsi為樁側(cè)第i層土受高壓水泥漿滲透作用后的樁側(cè)阻力提高系數(shù)，可按表1取值;tp為樁端受高壓水泥漿滲透作用后的樁端阻力提高系數(shù)，可按表3.5.3取值。

樁側(cè)阻力提高系數(shù)和樁端阻力提高系數(shù)是由高壓水泥漿滲透作用產(chǎn)生，其大小取決于注漿壓力和注漿時間。一方面，注漿壓力按3.5.3條4款控制，內(nèi)容如下:鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高后，泵車開始高壓灌注水泥漿，注漿壓力應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)條件控制在5～15 MPa;另一方面，注漿時間按3.5.3條5款控制，內(nèi)容如下:開始注漿時，鉆具應(yīng)在孔底旋轉(zhuǎn)1～2 min;然后邊注漿邊提鉆，確保鉆頭始終埋在水泥漿中不小于lm，嚴(yán)禁將鉆桿提出水泥漿面。

關(guān)于停止注漿位置，3.5.3條6款規(guī)定如下:當(dāng)水泥漿面超過足夠支撐孔壁穩(wěn)定的位置或超過地下水位以上0.5～1.0 m時，停止注漿，將孔口周圍殘土清理干凈，提出鉆具，防止孔口周圍的泥土掉入孔中。本人認(rèn)為本款應(yīng)加一項(xiàng)內(nèi)容“或超過設(shè)計(jì)樁頂”。

3.2 樁身混凝土強(qiáng)度

樁身混凝土強(qiáng)度取決于水灰比和補(bǔ)漿密實(shí)情況?！兑?guī)程》規(guī)定:補(bǔ)漿壓力為2～5 MPa，實(shí)際施工中無法實(shí)現(xiàn);實(shí)際施工中，如果保持水泥漿面不變，補(bǔ)漿壓力為0.1～0.2 MPa。我們采取瞬間加大補(bǔ)漿壓力，使水泥漿面上涌至樁孔頂時停止，管道水頭損失、樁孔內(nèi)靜水壓力以及樁孔內(nèi)動水壓力之和最大在1.2～1.3 MPa;水泥漿面因滲透回落至設(shè)計(jì)樁頂后，再重復(fù)上述操作，直至碎石頂面不再下降后，繼續(xù)維持水泥漿面不變至水泥漿飽滿不再滲透為止。值得注意的是:由于滲透作用，水泥漿的水灰比不斷減小，實(shí)際混凝土強(qiáng)度要高于按《規(guī)程》4.2.11條規(guī)定所留試塊的強(qiáng)度。