淺談沖孔灌注樁施工
關(guān)鍵詞：沖孔；灌注；施工
1工程概況：
貴港羅泊灣作業(yè)區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)貴港市區(qū)東面，作業(yè)區(qū)1#、2#、3#泊位碼頭水工結(jié)構(gòu)型式為雙懸臂箱梁墩式結(jié)構(gòu)，4#、5#、6#泊位碼頭水工結(jié)構(gòu)型式為重力墩+高樁梁板式結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)年貨物吞吐量：件雜貨160萬t，集裝箱3萬TEU。最終形成年通過能力：件雜貨180萬t、集裝箱5萬TEU。
該河段河床呈開闊的“U”字型，河床部分地段基巖裸露，局部堆積有河漫灘，郁江兩岸分布有I、II、Ⅲ級(jí)沖積階地，碼頭區(qū)受長期削蝕切割作用，地面高程在20.40m～49.04m，自然斜坡坡角為15°～20°，地表植被發(fā)育一般，地層構(gòu)造自上而下分別為人工雜填、淤泥、圓礫、粘土、灰?guī)r。基巖為厚層狀石迭系灰?guī)r，灰?guī)r淺層溶洞發(fā)育。
2施工工藝流程
沖孔灌注樁，是將沖錘提升到一定高度，利用沖錘自由下落的沖擊能量沖擊打碎土層或巖石，并通過泥漿循環(huán)排出泥渣達(dá)到成孔的目的。
沖孔灌注樁工藝流程為：平整機(jī)位→定位放線→沉入鋼護(hù)筒→沖孔機(jī)安裝就位→沖孔→清孔→鋼筋籠制作、吊裝就位→二次清孔→灌注混凝土→待混凝土終凝后撥出鋼護(hù)筒。
�。�1） 沖孔機(jī)位平整：
由于沖孔樁位置處于岸坡上，高低不平，為了避免沖孔過程中沖孔機(jī)出現(xiàn)傾斜，孔位偏離，需對(duì)沖孔機(jī)位進(jìn)行平整，并安放枕木，
�。�2）定位放線：
根據(jù)樁位平面圖及業(yè)主方提供的定位資料和高程基準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)地作好測(cè)量控制網(wǎng)，控制點(diǎn)必須牢固，位置及高程應(yīng)定期檢查校正。做好樁位測(cè)放原始記錄，及時(shí)整理提交測(cè)量成果資料。
�。�3）護(hù)筒埋設(shè)：
3.1護(hù)筒采用6～8mm鋼板卷制而成，上部開400×400mm泥漿進(jìn)出口，護(hù)筒內(nèi)徑大于設(shè)計(jì)樁徑100～150mm。
3.2依據(jù)樁徑挖掘護(hù)筒井，直徑應(yīng)大于護(hù)筒直徑300mm，護(hù)筒埋深1m以上且進(jìn)入原狀土層不小于0.5m，筒口高出地表地面200mm，并使泥漿進(jìn)出口對(duì)準(zhǔn)循環(huán)槽，周邊用粘土夯實(shí)，以防止鉆進(jìn)過程中護(hù)筒松動(dòng)、歪斜或下沉。
3.3埋設(shè)護(hù)筒時(shí)由測(cè)量人員監(jiān)測(cè)，保證做到護(hù)筒中心與樁位中心重合，其偏差≤50mm，護(hù)筒埋設(shè)垂直度偏差≤1%。
3.4護(hù)筒埋置完后，測(cè)量出護(hù)筒口高程，作為樁孔開孔標(biāo)高；亦為吊安鋼筋籠、灌注混凝土頂標(biāo)高的依據(jù)。
�。�4）泥漿制備、泥漿池的設(shè)置：
泥漿池設(shè)置在在合適的位置，制漿采用泥漿攪拌機(jī)。在清孔過程中，應(yīng)加強(qiáng)清理泥漿池及泥漿溝中的沉碴，保持不斷置換優(yōu)質(zhì)泥漿，直至澆注水下混凝土為止。泥漿指標(biāo)值見下：
比重：1.10～1.30
粘度：20～28g
含砂率：＜8%
�。�5）沖孔機(jī)安裝就位：
沖孔機(jī)安裝時(shí)，應(yīng)精心調(diào)整，使滑車、錘繩中心、孔位達(dá)到三點(diǎn)一線，沖孔機(jī)臺(tái)面必須水平穩(wěn)固。安裝完成后，準(zhǔn)確丈量護(hù)筒口與臺(tái)面間高差作機(jī)高值，經(jīng)甲方監(jiān)理下達(dá)樁孔開孔報(bào)告單及樁孔設(shè)計(jì)書后，方能開始沖孔施工。
�。�6）沖孔機(jī)沖孔：
沖孔過程是沖孔灌注樁施工中重要的工序，掌握其要點(diǎn)對(duì)沖孔成孔質(zhì)量起到?jīng)Q定作用，沖孔時(shí)的工作要點(diǎn)：
6.1沖進(jìn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真觀察進(jìn)尺和砂石泵排水出碴的情況；排量減少或出水中含沖碴量較多時(shí)，應(yīng)控制給進(jìn)速度，防止因循環(huán)液比重太大而中斷反循環(huán)。
6.2沖進(jìn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)地層、樁徑、砂石泵的合理排量和沖孔機(jī)的經(jīng)濟(jì)沖速等加以選擇和調(diào)整。
6.3沖進(jìn)時(shí)如孔內(nèi)出現(xiàn)坍孔、涌砂等異常情況，應(yīng)立即將沖錘提離孔底，控制泵量，保持沖洗液循環(huán)，吸除坍落物和涌砂，同時(shí)向孔內(nèi)輸送性能符合要求的泥漿，保持水頭壓力以抵制繼續(xù)涌砂和坍孔，恢復(fù)沖進(jìn)后，泵排量不宜過大以防吸坍孔壁。
6.4沖進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深位置停沖后，將沖頭提離孔底下100～150mm，繼續(xù)維持泥漿循環(huán)，必要時(shí)，可低速回轉(zhuǎn)泥漿泵，同時(shí)向孔內(nèi)送入干凈泥漿或清水，如此反循環(huán)清孔15～20min左右，使返出孔內(nèi)的泥漿含砂量達(dá)到規(guī)定要求為止。
6.5在沖進(jìn)過程中，應(yīng)經(jīng)常檢測(cè)孔位，防止沖孔機(jī)位移，如出現(xiàn)位移要及早調(diào)正沖孔機(jī)。
6.6在沖孔過程中，要根據(jù)沖錘進(jìn)尺等情況經(jīng)常更換鋼絲繩，確保沖孔安全。沖錘使用前在其上部安裝柔性保險(xiǎn)鋼絲繩，以便在掉錘時(shí)能及時(shí)迅速打撈。
�。�7）成孔檢查
當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)對(duì)孔深、孔徑和傾斜度進(jìn)行終孔檢查。發(fā)現(xiàn)異常偏差應(yīng)進(jìn)行處理，如掃孔、擴(kuò)孔等。
�。�8）清孔
樁孔檢查合格后，即可進(jìn)行清孔。清孔標(biāo)準(zhǔn)除沉淀厚度不能超過規(guī)范要求≤50cm外，泥漿各項(xiàng)指標(biāo)也應(yīng)滿足清孔后的要求，相對(duì)密度為1.03～1.10；粘度為17Pa•s～20Pa•s；含砂率<2％。清孔后的泥漿指標(biāo)應(yīng)從樁孔上、中、下三個(gè)層面提取試樣，取其均值。
�。�9）鋼筋籠的加工制作
9.1鋼筋籠制作應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行，原材料的各性能指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，并做好抽檢試驗(yàn)。
9.2確保保護(hù)層厚度，從鋼筋籠底端向上每3m設(shè)置一層導(dǎo)向鼻，每層3個(gè)，按圓心角120°布設(shè)，上下兩層錯(cuò)位60°角。在鋼筋籠頂設(shè)置吊環(huán)。
9.3安裝超聲波檢測(cè)管。布設(shè)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制位置，確保整體對(duì)接后的順直度，同時(shí)還要便于對(duì)接。
�。�10）鋼筋籠吊裝
鋼筋籠就位時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心，緩慢下放，以免擾動(dòng)孔壁。吊放時(shí)應(yīng)防止變形、扭曲。下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)使其軸線位置與樁位重合，然后用串杠通過吊環(huán)將其固定在鉆井平臺(tái)上。
�。�11）導(dǎo)管安裝
導(dǎo)管直徑為φ300mm，每節(jié)長2m～5m，另配1m及1.5m長導(dǎo)管各一節(jié)，接頭由絲扣連接，并用橡膠圈密封防水。導(dǎo)管使用前須經(jīng)過不小于1.25MPa的水密承壓試驗(yàn)和接頭抗拉試驗(yàn)。料斗的容量根據(jù)計(jì)算確定。
�。�12）檢查泥漿指標(biāo)及沉淀厚度
灌注水下混凝土前，應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)及沉淀厚度，如超過規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。
�。�13）灌注水下混凝土
13.1水下混凝土用混凝土輸送泵送至現(xiàn)場灌注，混凝土坍落度控制在18cm～22cm，水灰比控制為0.54。
13.2首批混凝土應(yīng)能保證導(dǎo)管埋深不小于1m。起始部分或第1～2斗投料需采用水泥砂漿，并盡量做到一次性灌入孔內(nèi)。
13.3首批混凝土下落后，混凝土應(yīng)連續(xù)澆注，在整個(gè)澆注過程中，導(dǎo)管埋深宜控制在2m～6m之間，應(yīng)經(jīng)常用測(cè)繩測(cè)量樁孔內(nèi)混凝土面的高度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。應(yīng)不停地提降導(dǎo)管振動(dòng)混凝土，使混凝土面大致平衡。灌注水下混凝土過程中，應(yīng)由專人測(cè)量混凝土面深度，填寫水下混凝土灌注記錄。對(duì)出現(xiàn)的異常情況要分析原因。
13.4澆注混凝土?xí)r，混凝土輸送泵管應(yīng)對(duì)準(zhǔn)集料斗一側(cè)，不能直接對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)管口，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊或因混凝土的落差大而發(fā)生離析造成卡管事故。
13.5灌注樁混凝土澆注的頂面標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出50cm～100cm，以確保樁頂?shù)幕炷翉?qiáng)度，多余部分應(yīng)在混凝土初凝前挖除至距樁頂20cm，余下20cm接樁前鑿除，殘余樁頭應(yīng)無松散層。
13.6在灌注混凝土將近結(jié)束時(shí)，應(yīng)核對(duì)混凝土的灌入數(shù)量，以確定所測(cè)混凝土的灌注高度是否正確。
（14）拆拔鋼護(hù)筒
混凝土灌注結(jié)束后，待灌注的混凝土達(dá)到終凝時(shí)間后可拆除鋼護(hù)筒，具體時(shí)間因施工氣溫、水泥性能而不同。
�。�15）斷樁、夾層防治措施
在灌注樁施工中，由于操作失誤，設(shè)備不良及水文地質(zhì)條件等的影響，極容易發(fā)生斷樁和夾層現(xiàn)象，造成重大工程質(zhì)量事故。為此，在施工前制定了以下預(yù)防措施：
15.1成孔后應(yīng)認(rèn)真清孔，確保樁孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)在要求的范圍內(nèi)，盡可能地減少沉淀厚度，以減少首批混凝土沖入時(shí)夾帶泥沙，在翻漿過程中滯留孔壁，形成空洞。
15.2首批混凝土灌注前，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管底口距孔底高度于30cm～50cm及首批混凝土的數(shù)量，在灌注過程中應(yīng)避免停水、停電，以防出現(xiàn)卡管現(xiàn)象或首批混凝土入孔后導(dǎo)管沒有埋深或埋深過少，造成斷樁。
15.3認(rèn)真量測(cè)混凝土澆注面，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深，避免出現(xiàn)量測(cè)誤差。導(dǎo)管埋深若過深可能會(huì)因?yàn)榛炷烈殉跄�，使�?dǎo)管不能拔出，造成工程事故；若過淺又會(huì)因混凝土在翻漿過程中不停地?cái)_動(dòng)孔壁產(chǎn)生夾泥，出現(xiàn)脫管現(xiàn)象，形成夾泥或斷樁。
15.5嚴(yán)格控制混凝土施工配合比，嚴(yán)禁出現(xiàn)混凝土坍落度時(shí)大時(shí)小，造成卡管，增加斷樁風(fēng)險(xiǎn)，或使基樁混凝土出現(xiàn)離析或空洞現(xiàn)象，影響成樁質(zhì)量。混凝土中摻加泵送緩凝減水劑，能延長混凝土初凝的時(shí)間，增加施工的和易性。
�。�16）成樁質(zhì)量
貴港羅泊灣碼頭原設(shè)計(jì)沖孔灌注樁25根，人工挖孔樁58根。由于地質(zhì)方面的原因，后把人工挖孔樁改為沖孔灌注樁，同時(shí)4-1-5#和3-3-2#重力墩也改為沖孔灌注樁施工，每個(gè)墩由四根樁組成。經(jīng)廣西交通質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)所有91樁基進(jìn)行超聲波檢測(cè)，認(rèn)定樁身完整性優(yōu)良，其中被評(píng)為I類樁有67根,被評(píng)為Ⅱ類樁有24根。
3.總結(jié)
沖孔灌注樁屬隱蔽性工程，特別是沖孔和澆灌水下混凝土兩道工序，最容易出問題，施工時(shí)應(yīng)著重管理。一旦出現(xiàn)問題，一定要結(jié)合實(shí)際情況認(rèn)真分析，判明事故發(fā)生的原因，并提出技術(shù)上簡單可行的處理方法。
參考文獻(xiàn)
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[5]《沖孔灌注樁在復(fù)雜地質(zhì)條件下基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用》，鄭博，廣東建材2005年第8期
