泥漿護(hù)壁沖擊式機(jī)械鉆孔樁施工技術(shù)概述

王旭明

廣州局集團(tuán)有限公司住房建設(shè)指揮部 湖南 懷化 418000

前言

在水利工程、公路橋梁工程以及高層建筑工程施工中，泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用廣泛，樁體穿越軟土層，并支撐在持力層上，具有較高的承載力。

1 工程概況

某建筑工程地面建筑工程主體十六層，負(fù)一層地下車庫（平戰(zhàn)結(jié)合，臨戰(zhàn)時轉(zhuǎn)換為甲6級二等人員掩蔽所）建筑面積4293.63平方米（防水等級一級），抗?jié)B等級P8）。本樁基工程采用泥漿護(hù)壁沖擊式機(jī)械鉆孔樁，共計126根樁，其中：1米樁徑69根，1米2樁徑7根，1米5樁徑8根，1米8樁徑35根，2米樁徑7根，樁長為12～20米。樁端持力層為中風(fēng)化礫巖，飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk=27mpa，樁身要求進(jìn)入持力層＞1米為準(zhǔn)，樁心砼強(qiáng)度等級為c30，鋼筋為HPB235，HPB335。

2 施工準(zhǔn)備及要求

灌注樁施工環(huán)境復(fù)雜，在施工前，首先需要對工程設(shè)計方案進(jìn)行詳細(xì)了解，確定施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，制定完善的施工方案，同時還應(yīng)該做好以下施工準(zhǔn)備：①對施工現(xiàn)場地質(zhì)勘查資料進(jìn)行分析，了解施工區(qū)域的水文條件、地質(zhì)條件等，并預(yù)測在機(jī)械鉆孔環(huán)節(jié)是否會發(fā)生塌孔問題。②對工程設(shè)計圖紙進(jìn)行仔細(xì)會審分析，確定圖紙中對于樁基施工的技術(shù)要求，包括樁頂標(biāo)高、入巖深度等。③綜合考慮施工現(xiàn)場實際情況編制施工技術(shù)方案，并未施工人員做好技術(shù)交底工作。④組織施工現(xiàn)場管理人員確定文明施工方案，保證施工現(xiàn)場安全。⑤對施工現(xiàn)場進(jìn)行測量放樣，并組織監(jiān)理做好驗線工作[1]。

3 泥漿護(hù)壁沖擊式機(jī)械鉆孔樁施工

3.1 平臺搭設(shè)

在地面上鋪設(shè)250×18×20cm枕木，枕木上擱36號工字鋼作為鉆機(jī)承重梁，工字鋼上設(shè)20＃槽鋼作為橫向分配梁，以求整體穩(wěn)定，然后在槽鋼上安設(shè)鉆機(jī)，即完成平臺的搭設(shè)。

3.2 鋼護(hù)筒埋設(shè)

鋼護(hù)筒直徑為210cm、180cm，150cm，120cm及100cm五種規(guī)格，壁厚10mm，高3.0m，上口邊設(shè)法蘭，護(hù)筒周圍用10mm鋼板加肋。為加快施工進(jìn)度，每種規(guī)格鋼護(hù)筒各加工兩套，鋼護(hù)筒安放前，利用挖機(jī)進(jìn)行樁位基坑開挖，定位后，再利用挖機(jī)振動下沉。護(hù)筒埋入前先用全站儀將樁孔位放至地面，用十字線騎馬樁臨時定位，再開挖孔口坑，下放鋼護(hù)筒，護(hù)筒周圍留有50cm空間，用黏土回填，分30cm一層分層夯筑緊密，以保證護(hù)筒不移位、不漏水。護(hù)筒高出地面30cm，護(hù)筒埋設(shè)的平面偏差小于5cm，傾斜率小于1%。用水準(zhǔn)儀將標(biāo)高引至護(hù)筒頂并作記號，便于鉆孔時量測孔深及計算標(biāo)高。

3.3 鉆機(jī)安裝

鉆機(jī)安裝完成后，首先用全站儀調(diào)整鉆機(jī)就位，保證鉆頭中心對準(zhǔn)樁位中心，同時調(diào)平鉆機(jī)。鉆孔所用的泥漿池修筑在方便清理和不影響施工的場地內(nèi)，循環(huán)系統(tǒng)保證有一定的坡度，保證泥漿正常循環(huán)而不外溢。泥漿池、沉淀池和泥漿循環(huán)槽可用磚和水泥砂漿砌筑而成。本工程鉆機(jī)安裝形式如圖1所示。

圖1 鉆機(jī)安裝圖

首先用全站儀在護(hù)筒上測量放樣，再調(diào)整鉆機(jī)就位，并保證鉆頭中心對準(zhǔn)樁位中心，同時調(diào)平鉆機(jī)，檢查配套系統(tǒng)是否符合要求，所有準(zhǔn)備工序完成，報監(jiān)理工程師簽字同意后，即可開鉆。鉆孔時認(rèn)真做好鉆孔記錄，隨時觀察鉆孔情況，及時調(diào)整鉆孔的各種參數(shù)，以保證鉆孔的順利進(jìn)行。

鉆孔進(jìn)行過程中，派專人觀察孔內(nèi)泥漿面高度，嚴(yán)格控制孔內(nèi)泥漿面標(biāo)高，鉆孔過程中泥漿頂面標(biāo)高不低于孔口高度，以確保孔壁穩(wěn)定，不塌孔。同時注意觀察孔內(nèi)泥漿面有無異常變化，若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿面有明顯降低或升高現(xiàn)象，立即提起鉆頭，防止孔壁坍塌，導(dǎo)致鉆頭被埋。

3.4 鋼筋籠制作吊裝

鋼筋采用直螺紋連接器連接。每根樁基鋼筋籠在臺座制作好后，在鋼筋骨架頂部沿骨架四周焊鋼筋將其固定于鋼護(hù)筒內(nèi)壁，防止混凝土灌注過程中鋼筋籠上浮。加焊鋼筋對準(zhǔn)中線防止鋼筋骨架傾斜和移動。在鋼筋骨架周圍按設(shè)計圖紙要求等間距焊接好定位鋼筋，沿樁長方向間距不超過2m，圓周向不少于4處，層間錯開45°。鋼筋骨架底面高程按規(guī)范要求進(jìn)行控制，允許偏差為±50mm。

鋼筋籠制作完成后，即可進(jìn)行吊裝施工。在驗收過程中，需要對每一根樁鋼筋籠進(jìn)行校驗，避免混用。在鋼筋籠吊裝就位后，即可組織專業(yè)技術(shù)人員指揮吊裝，在起吊過程中，司機(jī)應(yīng)盡量保證操作平穩(wěn)、準(zhǔn)確，對準(zhǔn)樁位。在鋼筋籠下放過程中，要求施工人員扶著鋼筋籠，避免對孔壁造成刮擦。鋼筋籠入孔后，需要檢查是否處于居中位置，直至下方至設(shè)計標(biāo)高，防止鋼筋籠發(fā)生移位，需要采用短鋼筋在鋼筋籠的上口位置與護(hù)筒進(jìn)行焊接。

3.5 水下砼灌注

導(dǎo)管用內(nèi)徑Ф300卷焊鋼管，中間標(biāo)準(zhǔn)段按3.0m制作，并配置若干1米長的調(diào)節(jié)管段，中間節(jié)兩端焊法蘭盤，法蘭盤上設(shè)有6～8個螺栓孔，在一端法蘭盤附近焊小耳一對，下端導(dǎo)管按4～6米制作。鋼筋籠就位后，用螺栓聯(lián)結(jié)導(dǎo)管兩端法蘭盤（接頭處上5mm厚橡膠墊），再將導(dǎo)管提高至孔底30～40cm左右。

鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，盡快進(jìn)行砼的灌注。其工藝流程為：復(fù)測孔深和沉渣厚度→吊放鋼筋籠并固定→搭設(shè)灌注支架和平臺→清孔及檢查沉渣厚度→安裝水下砼導(dǎo)管→壓水進(jìn)行砼的澆注。

鋼導(dǎo)管在安裝之前進(jìn)行水密性試驗，鋼導(dǎo)管提升利用鉆機(jī)上的卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩套住鋼導(dǎo)管頂部，提升鋼絲繩時，卷揚(yáng)機(jī)要控制提升速度，確保整個砼澆筑過程中安全可靠。砼采用商品砼，一般情況下采取汽車泵澆注，鉆孔樁水下混凝土坍落度控制在18～22cm，初凝時間須控制在6小時以上。鋼筋籠安裝就位并安設(shè)好導(dǎo)管后，向孔底吹高壓風(fēng)，使沉淀在孔底的鉆渣懸浮在泥漿中。拔球前在儲料斗中灌注首批砼，首批砼方量必須保證導(dǎo)管埋深不少于1m，然后立即利用卷揚(yáng)機(jī)拔球，連續(xù)不斷的灌注砼直至導(dǎo)管埋深4～6米后，視其具體情況拆1～2根導(dǎo)管，如此循環(huán)直至混凝土澆筑完成。在混凝土的灌注過程中，需派專人測量孔深，準(zhǔn)確掌握混凝土面的上升高度，作好混凝土的灌注記錄，以便嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深在2～6m之間，嚴(yán)格因?qū)Ч苈袢脒^深，部分混凝土初凝而致使導(dǎo)管提不起來，或?qū)Ч苈袢胩珳\脫空而造成斷樁事故的發(fā)生。同時做好有關(guān)混凝土坍落度及水下混凝土灌注的施工記錄。灌注的混凝土樁頂標(biāo)高比設(shè)計高度高0.6～1.0m，以保證樁頭混凝土的強(qiáng)度，多余部分在承臺、系梁施工前鑿除，樁頭鑿至露出新鮮混凝土為止。水下混凝土的灌注是重要工序，必須認(rèn)真組織，確保緊湊、連續(xù)進(jìn)行。

樁基砼澆注開盤前必須保證首批砼的數(shù)量滿足要求，確保壓水成功。以主墩5#墩樁基為例，計算首批砼方量。5#墩設(shè)計樁長12m，樁徑1.8m，導(dǎo)管長14m，首批砼必須滿足導(dǎo)管埋深不小于1m，導(dǎo)管距孔底30cm。導(dǎo)管內(nèi)砼數(shù)量：3.14*0.152*14=0.99m3；導(dǎo)管埋深1m孔內(nèi)砼數(shù)量：3.14*0.92*（1.0+0.3）*1.2=3.97m3；（考慮1.2的擴(kuò)孔系數(shù)）導(dǎo)管埋深1m所占有的體積：3.14*0.152*1.0=0.07m3；則首批砼計算數(shù)量為：0.99+3.97-0.07=4.89m3。

4 結(jié)束語

在具體的施工過程中，需要對工程設(shè)計方案以及施工現(xiàn)場地質(zhì)條件進(jìn)行仔細(xì)分析，制定完善的施工方案，并嚴(yán)格依據(jù)施工要求以及施工規(guī)范組織施工，保證施工質(zhì)量。