砂性土中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1、精心打造砂性土中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)砂性土中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)摘 要：鉆孔灌注樁是目前國內(nèi)公路橋梁和房屋建筑等土木工程 中應(yīng)用最為廣泛的樁基基礎(chǔ)類型之一。鉆孔灌注樁不僅可有效解決抗 震、承載等問題，還具備施工噪音小、擠土效應(yīng)低等環(huán)境保護(hù)問題。 隨著高層建筑的發(fā)展，建筑基礎(chǔ)和樁基深度顯著增加。灌注樁在進(jìn)入 砂性土層時(shí)，具成孔和成樁質(zhì)量以及承載力都將受到砂的影響。本文 則通過工程實(shí)踐所得，對砂性土中鉆孔灌注樁的施工難點(diǎn)進(jìn)行了分 析，著重指出了泥漿系統(tǒng)在保證成孔和成樁質(zhì)量中的重要性，概要總結(jié)了相對應(yīng)的控制措施，可為今后類似樁基基礎(chǔ)的施工和驗(yàn)收提供借 鑒。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；砂性土層；泥

2、漿系統(tǒng)引言灌注樁是指通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土 中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。依照成 孔方法不同，灌注樁可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等 多種。其中，鉆孔灌注樁因其工藝特點(diǎn)，可不受樁徑和樁深的限制， 適用于粘性土、粉土、砂土、填土、碎石類，以及地質(zhì)條件比較復(fù)雜、 夾層多和風(fēng)化不均、軟硬變化較大的巖層，故廣泛應(yīng)用于高層、超高 層的建筑物和重型構(gòu)筑物中。但由于地下施工的不可預(yù)計(jì)因素， 加之 鉆孔灌注樁的工序繁多，造成其質(zhì)量離散性相對較大，容易出現(xiàn)塌孔、 縮孔、孔斜、沉渣過大以及斷樁、夾泥等等質(zhì)量問題，而這些問題之 間往往存有很大的關(guān)聯(lián)性和系統(tǒng)性

3、，成孔質(zhì)量為首要關(guān)鍵。數(shù)十年來，圍繞鉆孔灌注樁施工工藝改進(jìn)和質(zhì)量防范措施的研究 較多，但對于超深鉆孔灌注樁方面尚無針對性的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)成果，尤其在樁身進(jìn)入砂性土層時(shí)的施工方面沒有現(xiàn)行的規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)可依。作者通過在某超高層建筑樁基工程中的親身實(shí)踐，以及與各位同仁的研究精心打造認(rèn)識到，采用泥漿護(hù)壁法成孔的超深鉆孔灌注樁 （工藝流程如圖1所 示），泥漿性能的好壞對于鉆進(jìn)成孔、清孔以及鋼筋籠下放等工序環(huán) 節(jié)上均起著重要的影響作用。無論對于成孔質(zhì)量還是最終對樁的承載 能力的發(fā)揮，泥漿質(zhì)量都是重要因素。本文即以該超高層建筑的樁基工程實(shí)踐為案例， 通過改進(jìn)泥漿循 環(huán)系統(tǒng)、設(shè)置除砂設(shè)備和人工造漿等措施來調(diào)整控制泥漿

4、比重、粘度指標(biāo)，從而有效保證了超深鉆孔灌注樁的一次成孔合格率和成樁質(zhì) 量。該控制措施和工藝方法可對類似鉆孔灌注樁乃至地下連續(xù)墻施工 提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。.施工工藝與風(fēng)險(xiǎn)工程概況該超高層建筑位于市區(qū)繁華區(qū)域，為超高層摩天大樓。主樓高度 達(dá)600多米，地上121層，地下5層，基礎(chǔ)埋深為30余米多。為降 低對周邊環(huán)境的影響，工程樁基形式選用了造價(jià)較高但施工噪音小、 擠土效應(yīng)低的鉆孔灌注樁，在民用超高層建筑中屬首次應(yīng)用。 主樓樁 基直徑1米，分為A、B兩種樁型，成孔深度分別達(dá) 86米和82米， 單樁承載力特征值均為10000KN根據(jù)巖土勘察報(bào)告顯示，工程場地地基土在 150m深度范圍內(nèi)的 土層主要由飽和粘性

5、土、粉性土和砂土組成，自第層起進(jìn)入砂性土 層，其中第層粉質(zhì)粘土層缺失，第層和第層為承壓含水層，相 為連通。施工工藝經(jīng)工程前期樁型試驗(yàn)，主樓鉆孔灌注樁采用了泵吸反循環(huán)施工工 藝，即在上部粘土層（25米深度）采用正循環(huán)，而下部砂土層進(jìn)行 泵吸反循環(huán)成孔。一清和二清均采用泵吸反循環(huán)的清孔方式。 為了保 證在砂層中鉆進(jìn)的穩(wěn)定性和樁孔垂直度，樁基施工機(jī)械為GPS-20型鉆機(jī)，具有底盤穩(wěn)、鉆桿剛度大和鉆頭切削能力強(qiáng)等特點(diǎn)。等泥漿系 統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，除按地方鉆孔灌注樁施工規(guī)程中要求的設(shè)置循環(huán)池、廢漿池等以外，特在施工現(xiàn)場安裝 ZX-250型泥漿凈化裝置（除砂機(jī)）， 并采用專用膨潤土和外加劑進(jìn)行人工配制新漿，來適

6、時(shí)調(diào)整和保證循 環(huán)漿的性能。該工程主樓鉆孔灌注樁施工泥漿系統(tǒng)如圖3所示。精心打造施工過程中，施工單位和監(jiān)理單位嚴(yán)格按照工藝和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 控制，對出江部位以及循環(huán)池的泥漿比重和粘度實(shí)施檢測，發(fā)現(xiàn)不符合指標(biāo)要求的及時(shí)加入新漿調(diào)配， 并定期處理廢漿，保證泥漿循環(huán)系 統(tǒng)的正常運(yùn)作。沉渣控制鉆孔灌注樁在鉆進(jìn)成孔、清孔以及混凝土澆筑前，砂均包裹和懸 浮于在泥漿中。當(dāng)泥漿粘度降低，尤其在泥漿靜置時(shí)，沉積更快。經(jīng) 理論分析，砂在泥漿中的沉積是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程， 與時(shí)間和環(huán)境狀態(tài) 有關(guān)?，F(xiàn)場實(shí)測顯示，在泥漿靜置狀態(tài)下，未經(jīng)循環(huán)除砂過濾，一小 時(shí)后的孔底沉渣為50cni兩小時(shí)后可達(dá)到1.5m。因此，為了減少沉 積

7、，應(yīng)同時(shí)保證泥漿的性能和正常進(jìn)出循環(huán)。 現(xiàn)場做好每一道工序的 組織和搭接，開孔后保持正常連續(xù)施工，尤其在在一清和二清之后， 盡快進(jìn)入和完成下一道工序，切忌發(fā)生較長時(shí)間的停頓。否則，必須 進(jìn)行重新清孔，將沉渣清除出孔底。樁端注漿為了進(jìn)一步保證單樁承載力，控制沉降，該工程主樓樁實(shí)行樁端 后注漿施工，即在成樁兩天且超聲波檢測后（注漿管與檢測管共用） 進(jìn)行壓降施工。設(shè)計(jì)注漿量為4T水泥/根樁，注漿水泥采用P42.5普 通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比 0.550.6。樁端注漿終止標(biāo)準(zhǔn)采用 注漿量與注漿壓力雙控的原則，終止注漿條件為：注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要 求，或者壓力大于3MP斛持荷2分鐘且注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的

8、 80% 通過注漿，進(jìn)一步消除孔底沉渣的不利影響，且由于樁間距較小，壓 力注漿引起一定程度的泛漿，可改善樁周土體質(zhì)量，提高樁側(cè)摩阻力， 有利于提高樁基承載力。.成效分析與對比通過制定針對性的預(yù)控措施，我們對該超高層建筑鉆孔灌注樁的 施工風(fēng)險(xiǎn)有了較好的防范。施工過程中，參建各方切實(shí)加強(qiáng)了對泥漿 系統(tǒng)的管理和實(shí)測監(jiān)控。經(jīng)過程工序驗(yàn)收以及最終樁基質(zhì)量驗(yàn)收表 明，泥漿系統(tǒng)的穩(wěn)定性和泥漿質(zhì)量可有效保證鉆孔灌注樁的成孔質(zhì) 量，主要體現(xiàn)在幾下方面：一次成孔合格率未來3精心打造該工程主樓鉆孔灌注樁為955根，成孔質(zhì)量檢測比例100%檢 測項(xiàng)目包括有孔徑、孔深、垂直度以及沉渣厚度。經(jīng)第三方檢測，一 次成孔合格率

9、達(dá)到75%此抽測比例和一次合格率在類似鉆孔灌注樁 施工中均屬較高。3.2樁孔垂直度該工程主樓鉆孔灌注樁成孔垂直度要求為1/150-1/300,較規(guī)范規(guī)定的1/100相比要求較高。通過樁機(jī)選型、鉆速控制，較好的達(dá) 到了預(yù)期效果。特別是在一次成孔合格的前提下，減少掃孔和擴(kuò)孔來 達(dá)到垂直度要求的現(xiàn)象，措施和成效顯著。如圖 5所示?？讖胶凸璩溆禂?shù)通過成孔質(zhì)量檢測和實(shí)際澆筑硅充盈系數(shù)計(jì)算，主樓鉆孔灌注樁 孔徑偏差符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求的 0+50mm大都分布在1050 1050mme圍內(nèi)。硅充盈系數(shù)平均為1.12,均控制在1.25以內(nèi)。單樁承載力經(jīng)由第三方檢測單位，對主樓11根試樁進(jìn)行抗壓靜載測試，均 達(dá)

10、到設(shè)計(jì)要求的26000KN樁頂沉降量最大值為49.12mm平均 41.27mm卸載回彈后，樁頂最終沉降量最大值和平均值分別為 17.57mmffi 14.73mm回彈率最大者達(dá)75.3%。樁端累計(jì)沉降最大為 1.53mm 平士約 0.47mm.結(jié)語通過該超高層建筑主樓樁基工程的實(shí)踐，我們認(rèn)識到，對于進(jìn)入砂性土層中的鉆孔灌注樁施工，泥漿質(zhì)量受到砂的影響，成孔及成樁 質(zhì)量存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。而泥漿系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能好壞是決定樁基質(zhì) 量的關(guān)鍵性因素，應(yīng)加強(qiáng)對泥漿系統(tǒng)的檢查與控制， 包括泥漿池容量 和分倉設(shè)計(jì)、新漿配制以及廢漿排放的及時(shí)性等等。成孔過程和清孔驗(yàn)收時(shí)，須做好泥漿性能檢測，控制泥漿比重和粘度，增強(qiáng)其對砂顆 粒的握裹力。同時(shí)，由于超大直徑和超深鉆孔灌注樁的成孔時(shí)間較長， 現(xiàn)場還應(yīng)組織好工序搭接，避免停鉆等待事件，從而減少泥漿中砂的 沉積時(shí)間。除砂處理在保證泥漿性能方面發(fā)揮著重要作用，可以及時(shí) 過濾掉循環(huán)漿中砂顆粒，有效改善了泥漿比重和粘度。樁端后注漿則 大大降低了孔底沉渣過厚導(dǎo)致承載力下降的風(fēng)險(xiǎn)，控制了樁端和樁頂 沉降。同時(shí)，由于翻漿效應(yīng)有效改善了樁側(cè)土體質(zhì)量，一定程度上提精心打造高了樁側(cè)摩阻力，提高了樁承載力。本文對砂性土層鉆孔灌注樁施工所做的分析和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)了泥漿 系統(tǒng)