厚淤泥區(qū)超長(zhǎng)鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制

厚淤泥區(qū)超長(zhǎng)鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制摘要：以珠海市金港路橫琴北段（橫琴二橋）工程北引橋樁基施工為基礎(chǔ)，淺談厚淤泥區(qū)超長(zhǎng)鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制。關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)灌注樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制ConstructiontechnologyandqualitycontrolofsuperlongboredpileinthicksiltareaHuYu（ZhuhaiHongHeBridgeCo.，Ltd.，GuangdongZhuhai519001）Abstract：theconstructiontechnologyandqualitycontrolofsuperlongboredcast-in-placepileinthicksiltareaarediscussedonthebasisoftheconstructionofthenorthbridgepilefoundationofthenorthernsectionofHengqin（Hengqinsecondbridge）ofJinggangRoad，Zhuhai.Keywords：superlongboredpile；constructiontechnology；qualitycontrol1刖言我國(guó)應(yīng)用鉆孔灌注樁始于20世紀(jì)60年代初，首先在橋梁和港口建設(shè)中采用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大跨度橋梁、高程建筑越來(lái)越多，對(duì)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)承載力的要求越來(lái)越高，因此超長(zhǎng)灌注樁應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為滿(mǎn)足高層建筑的需要，鉆孔灌注樁的入土深度已達(dá)到百米。本文結(jié)合珠海市金港路橫琴北段（橫琴二橋）工程北引橋樁基施工，介紹控制厚淤泥區(qū)超長(zhǎng)鉆孔灌注樁施工施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)。2工程概述珠海市金港路橫琴北段（橫琴二橋）工程北引橋樁基全為陸地樁，樁基共440根，其中摩擦樁236根；端承樁204根。樁徑分別為1.8m、1.5m、1.2m共三種類(lèi)型，有效樁長(zhǎng)12m到85m不等。其中北引橋16#?29#墩及紅東互通A、B、C匝道，根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告從上到下典型地質(zhì)情況為：淤泥（素填土）一黏土一礫砂一粉質(zhì)黏土一全風(fēng)化花崗巖一強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。該區(qū)段地形、地質(zhì)條件變化較大，根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，淤泥厚度在10?30米左右，淤泥程流塑狀態(tài)。樁長(zhǎng)85m摩擦樁地質(zhì)情況一覽表：3施工工藝流程樁基施工工藝流程圖：4施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量控制方法超長(zhǎng)灌注樁質(zhì)量控制可以分為施工準(zhǔn)備、沖孔、成孔、成樁四個(gè)階段，結(jié)合本項(xiàng)目的施工情況，對(duì)這四個(gè)階段進(jìn)行闡述。4.1施工準(zhǔn)備4.1.1施工場(chǎng)地的整體規(guī)劃施工場(chǎng)地規(guī)劃主要包含施工用水、施工用電的布置，施工便道、泥漿循環(huán)池及儲(chǔ)備池的整體規(guī)劃，施工平面布置遵循以下原則：滿(mǎn)足正常施工作業(yè)和生產(chǎn)管理。保證泥漿池不污染場(chǎng)地。保證施工有序高效進(jìn)行。滿(mǎn)足文明施工要求。滿(mǎn)足安全生產(chǎn)要求。滿(mǎn)足健康衛(wèi)生要求。4.1.2鉆機(jī)選擇鉆機(jī)選擇應(yīng)考慮卷?yè)P(yáng)機(jī)的提升力和可收放鋼絲繩的長(zhǎng)度，根據(jù)地質(zhì)情況，結(jié)合廣東省樁基施工經(jīng)驗(yàn)，選擇JK-6型沖擊鉆，配置PNL45kw立式泥漿泵，正循環(huán)沖擊成孔。4.1.3鉆孔平臺(tái)填筑及鉆機(jī)就位鉆孔平臺(tái)填筑應(yīng)保證平整，并碾壓密實(shí)，確保鉆機(jī)安裝就位后，底座和頂端用保證平穩(wěn)，用水平尺進(jìn)行檢查，確保鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中不產(chǎn)生移位或沉陷。鉆機(jī)就位后，要對(duì)鉆機(jī)鉆架進(jìn)行調(diào)整，以保證鉆架吊點(diǎn)中心與孔位中心在同一鉛垂線(xiàn)上，開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，檢查卷?yè)P(yáng)機(jī)及導(dǎo)向滑輪系統(tǒng)是否正常。確保鉆機(jī)就位的準(zhǔn)確性和鉆進(jìn)過(guò)程中的牢固性，是為防止鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)偏孔、擴(kuò)孔、斜孔、塌孔現(xiàn)象的重要措施4.1.4鋼護(hù)筒制安前期項(xiàng)目部采用3m臨時(shí)護(hù)筒輔助成孔，實(shí)際施工中在厚淤泥層成孔困難、屢屢發(fā)生坍孔，總結(jié)分析主要原因有兩個(gè)方面，一方面是淤泥層過(guò)厚，鉆進(jìn)過(guò)程中無(wú)法形成有效的泥漿護(hù)壁；另一方面淤泥含水量過(guò)高，特別是在強(qiáng)降雨天氣淤泥遇水軟化，且淤泥飽水增加上部荷載后對(duì)下部淤泥產(chǎn)生擠壓和推移，前期項(xiàng)目發(fā)生4個(gè)坍孔，大多發(fā)生于強(qiáng)降雨天氣。表一成孔情況匯報(bào)一覽表對(duì)于采用長(zhǎng)鋼護(hù)筒的必要性，也參考了類(lèi)似地質(zhì)的施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)廣深沿江高速公路（深圳段）工程關(guān)于《淤泥地質(zhì)條件下鄰近填海工程對(duì)橋梁樁基影響分析》研究報(bào)告，對(duì)于這種軟土地基，若不打設(shè)鋼護(hù)筒，在不考慮便道荷載的工況下，孔口處淤泥層水平位移為130mm，實(shí)際上已經(jīng)縮孔、坍孔。在考慮便道施工荷載的情況下，孔口處淤泥層水平位移達(dá)到1m。在設(shè)置鋼護(hù)筒后，鋼護(hù)筒底口處淤泥層的水平位移將隨著鋼護(hù)筒的深度增大而減小，充分說(shuō)明設(shè)置鋼護(hù)筒是必要的也是必須的。報(bào)告中還進(jìn)行三個(gè)批次的樁基試驗(yàn)，第一批試驗(yàn)樁的目的是驗(yàn)證鋼護(hù)筒的有效性，第二批試驗(yàn)樁的目的是探索在僅設(shè)置臨時(shí)鋼護(hù)筒的前提下如何保證順利成孔，第三批試驗(yàn)樁的目的是在總結(jié)前兩批試驗(yàn)樁的結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定合理的鋼護(hù)筒壁厚及長(zhǎng)度等參數(shù)。在第二批試驗(yàn)樁中，采用4m長(zhǎng)的臨時(shí)鋼護(hù)筒各試驗(yàn)樁分別采取拋填片石、二次加設(shè)長(zhǎng)護(hù)筒等輔助工藝施工，試驗(yàn)結(jié)果如表二所示：表二第二批工程試驗(yàn)樁試驗(yàn)結(jié)果匯總表另外現(xiàn)場(chǎng)在樁基灌注過(guò)程中，較大超方全部發(fā)生在淤泥層中，造成混凝土超方的主要原因?yàn)榛炷帘戎剌^淤泥大，澆筑混凝土過(guò)程無(wú)鋼護(hù)筒約束極易產(chǎn)生擴(kuò)孔，擴(kuò)孔一般發(fā)生于護(hù)筒底以下0.5~8m處，澆筑過(guò)程中體現(xiàn)為泥漿面無(wú)顯著變化，擴(kuò)孔系數(shù)均為1.5左右，最大可達(dá)2.0。因此在隨后的施工中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況，采用壁厚12mm、長(zhǎng)度為9~18m不等的鋼護(hù)筒，確保在淤泥層沖孔時(shí)樁孔周?chē)翱妆谕馏w的穩(wěn)定性，未發(fā)生較大的塌孔事故，效果較好。4.3沖孔階段鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進(jìn)行，認(rèn)真填寫(xiě)施工記錄，在鉆進(jìn)過(guò)程中，特別是在地層變化處均應(yīng)撈取渣樣，以便與勘察設(shè)計(jì)時(shí)的地質(zhì)剖面圖進(jìn)行核對(duì)，同時(shí)也為泥漿、鉆錘及鉆進(jìn)速度的選擇提供更為直接的資料。在沖孔的同時(shí)每天復(fù)核樁錘偏位、鉆機(jī)牢固性、鋼絲繩，避免不發(fā)生偏孔、斜孔、掉錘等事故。（1） 淤泥層沖孔本項(xiàng)目淤泥層主要以流動(dòng)性淤泥為主，在沖孔前先進(jìn)行鋼護(hù)筒的下放。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況，鋼護(hù)筒下放長(zhǎng)度為9~18m不等，確保在淤泥層沖孔時(shí)樁孔周?chē)翱妆谕馏w的穩(wěn)定性；淤泥層沖孔時(shí)嚴(yán)格保證孔內(nèi)水頭高度，由于護(hù)筒沒(méi)有完全穿過(guò)淤泥層，因此泥漿比重控制在1.3~1.4之間，增加護(hù)壁穩(wěn)定性，同時(shí)應(yīng)防止泥漿比重過(guò)大出現(xiàn)糊鉆現(xiàn)象。（2） 粘土層沖孔可利用粘土自然造漿的特點(diǎn)向孔內(nèi)送入清水，通過(guò)鉆頭沖搗形成泥漿；在粘土層中鉆進(jìn)時(shí)，可邊沖邊向孔內(nèi)投入適量的碎石，防止粘錘現(xiàn)象；當(dāng)孔內(nèi)泥漿粘度過(guò)大、比重過(guò)高時(shí)，在掏渣的同時(shí)，向孔內(nèi)泵入清水。（3） 粗砂使用粘度較高、比重大的泥漿；保持孔內(nèi)有足夠的水頭高度；視孔壁穩(wěn)定情況邊沖擊邊向孔內(nèi)投入適當(dāng)?shù)恼惩?，使土擠入孔壁增加孔壁的膠結(jié)性，沖孔時(shí)采用中、低速，小沖程鉆進(jìn)（控制在0.5~0.8m），控制進(jìn)尺，泥漿比重控制在1.3左右，確保護(hù)壁形成穩(wěn)定。（4） 礫質(zhì)黏土沖孔時(shí)采用中、低速，小沖程鉆進(jìn)，控制進(jìn)尺，確保護(hù)壁形成穩(wěn)定；在沖孔過(guò)程中適當(dāng)向孔內(nèi)投入粘質(zhì)土，防止泥漿相對(duì)密度過(guò)??；使用粘度較高、相對(duì)密度適中的泥漿并保證護(hù)筒內(nèi)水頭足夠。（5） 全風(fēng)化花崗巖沖擊鉆頭操作要平穩(wěn)，盡可能少碰撞孔壁；沖程保持在0.55m左右，不宜過(guò)大；在沖孔過(guò)程中適當(dāng)向孔內(nèi)投入粘質(zhì)土，并及時(shí)排渣，防止沉渣不能懸浮，孔內(nèi)反復(fù)沖孔，影響進(jìn)尺速度；當(dāng)出現(xiàn)巖面傾斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)投入石塊及粘質(zhì)土，再采用低沖程沖孔，控制鋼絲繩的放繩量。4.4成孔階段鉆孔至設(shè)計(jì)孔低標(biāo)高后，應(yīng)及時(shí)對(duì)孔深、孔型進(jìn)行檢測(cè)，符合要求后進(jìn)行清空，嚴(yán)禁使用加深鉆孔深度的方式代替清空。清空前對(duì)泥漿池及沉淀池進(jìn)行掏渣，防止沉渣反復(fù)循環(huán)，影響清空質(zhì)量及效率。本項(xiàng)目采用正循環(huán)清空，對(duì)超長(zhǎng)樁一次清空主要進(jìn)行排渣及分砂，對(duì)于摩擦樁沉渣厚度控制在10cm內(nèi)，砂率控制在2%以下，清孔時(shí)間控制在48h內(nèi)；二次清空主要進(jìn)行調(diào)漿，泥漿比重控制在1.1~1.15之間，清孔時(shí)間控制在24內(nèi)。如果一次清孔就進(jìn)行調(diào)漿，那么在下放鋼筋籠時(shí)觸碰掉的護(hù)壁泥團(tuán)就不易通過(guò)循環(huán)而清出孔外。但對(duì)于較大的泥團(tuán)應(yīng)用撈渣筒進(jìn)行撈渣。傳統(tǒng)的正循環(huán)清孔采用泥漿泵皮管下放至孔底反復(fù)沖洗孔底，使孔底沉渣懸浮從而循環(huán)至沉淀池內(nèi)。而本項(xiàng)目正循環(huán)采用一個(gè)45kw的泥漿泵和一個(gè)25kw的泥漿泵相互配合清孔，增強(qiáng)孔底沖洗力。并采用直徑為E0cm，標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為6m的鋼管代替皮管直接伸入孔底，避免皮管彎折或纏繞在一起降低孔底沖洗力，鋼管之間采用法蘭連接，從而提高清孔工效。4.5成樁階段成樁階段主要針對(duì)樁基砼灌注控制及淤泥層砼超方控制。（1） 砼灌注控制：根據(jù)樁徑及具體生產(chǎn)情況，選擇導(dǎo)管直徑為430cm，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)為2.7m，導(dǎo)管之間采用絲頭連接。灌注封底砼時(shí)導(dǎo)管懸空控制在30~40cm，首封砼不小于6.5m3（針對(duì)直徑為41.8m的超長(zhǎng)灌注樁），首封埋管深度不小于1m。在灌注首封砼前，應(yīng)將導(dǎo)管完全放入泥漿中排盡導(dǎo)管內(nèi)的空氣。料斗安裝后，在料斗上安裝一個(gè)排氣管，防止砼灌注時(shí)空氣未能及時(shí)排出，影響砼密實(shí)度；料斗安裝后，應(yīng)料斗底口放置一個(gè)比導(dǎo)管直徑小1~2cm的球塞，并在球塞上放置一個(gè)隔水板，防止砼與泥漿混合影響樁底質(zhì)量；砼到場(chǎng)后，查看砼和易性，首封砼坍落度控制在200~220mm之間；首封砼完成后，后續(xù)的砼灌注過(guò)程應(yīng)當(dāng)徐徐灌注，避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊；砼澆筑過(guò)程中，嚴(yán)格控制拆管長(zhǎng)度和埋管深度，不應(yīng)埋管過(guò)長(zhǎng)；超長(zhǎng)樁灌注至樁頂時(shí)砼浮漿往往在0.5~1m左右，為了保證樁頂砼質(zhì)量，應(yīng)超灌不小于0.8m。并用竹竿插入孔內(nèi)測(cè)量砼頂面的高度。（2） 淤泥處砼超方控制由于本項(xiàng)目鋼護(hù)筒并未打入粘土層，因此應(yīng)控制砼在淤泥處的超方。砼灌注至淤泥層底部時(shí)，可以適當(dāng)?shù)某槿】變?nèi)泥漿（根據(jù)護(hù)筒長(zhǎng)度，降低水頭高度一般控制在2~3m），降低孔內(nèi)水頭高度，減小砼面壓力，防止出現(xiàn)反穿孔。在淤泥層處的鋼筋籠外纏繞鋼絲網(wǎng)（鋼絲直徑為1.5~2mm，網(wǎng)格尺寸為4~7mm，尤其在護(hù)筒底口處，鋼絲網(wǎng)纏繞長(zhǎng)度控制在6~8m），鋼絲網(wǎng)纏繞直徑與樁徑相同，防止砼的擴(kuò)散，造成超方。5結(jié)語(yǔ)隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。但灌注樁屬于隱蔽工程，大部分是在水下進(jìn)行的，影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，質(zhì)量檢查也比較困難，因此在施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)地勘資料加強(qiáng)施工原始資料的收集，加強(qiáng)工序控制及工序銜接，制定有針對(duì)性的技術(shù)措施，才能