基于高層建筑工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)探討中華民居期

1、基于高層建筑工程鉆孔灌注樁施工技術(shù)探討張立華 ( 浙江 臺州 318000 )摘 要：本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，通過工程實例，介紹了高層建筑鉆孔灌注樁施工技術(shù)，分析施工過程中常遇到的問題，并提出了解決措施，以供參考。關(guān)健詞：鉆孔灌注樁；工藝流程； 鋼筋籠；梅花孔1 工程概況某綜合樓設(shè)計高度80.0m,29層，設(shè)裙樓3層，地下室1層。建筑物為框剪結(jié)構(gòu)，占地面積約3700m3，總建筑面積19113m3,，總荷重279000kN,平均單樁荷重8100 kN。建筑物工程重要性等級為二級，三級場地，三級地基。工程場地較平坦。經(jīng)鉆探揭露，場地巖土層依據(jù)物質(zhì)成分和成因從上直下劃分為：第1層：雜填土層，厚1

2、.27.4m，且由一埋藏深度2.55.0m涵管.部分地表有水泥地坪，其下有原房屋地基梁，灰渣、碎磚、粘性土，含有少量礫卵石、陶片、淤泥，屬生活垃圾人工回填構(gòu)成，結(jié)構(gòu)松散；第2層：粉土層，厚2.07.7m，全場地分布，土層較厚，主要由粉細沙粒，粘粒和云母構(gòu)成，結(jié)構(gòu)含量普遍高于10%；第3層：粉質(zhì)粘土層，厚3.19.6m，全場分布，主要由粉粒、粘粒和云母組成，為長江一級階沉積物；第4層：圓礫層，厚1.65.3m，全場地均有分布，圖層南厚北薄，粒徑>2.0mm的礫及卵石顆粒含量為50%，卵粒主要成分為石英巖、石英砂巖、粉砂巖及輝長巖等；第5層：礫砂層，厚4.25.9m，全場均有分布，土層厚度較

3、均勻，含粒徑>2.0mm的礫石，局部夾卵石顆粒；第6層：卵石土層，厚2.45.2m，埋深在23.428.5m之間，全場均有分布，卵石含量50%55%，粒徑24m含大漂石及塊石，其間充填粗砂及礫粒，卵石成分為石英巖、灰?guī)r、石英砂巖、輝長巖；第7層：粉砂巖，屬白堊系下統(tǒng)五龍組地層，埋藏深度在26.728.7m以下，場地南部的巖層頂面較北部略高，強風(fēng)化層為黃褐色粉砂巖夾棕紅色泥質(zhì)粉砂巖，地基承載力特征值fa=400Kpa；中風(fēng)化層主要為灰褐色粉砂巖和棕紅色泥質(zhì)巖互層組成，其單軸抗壓強度frk=5.2Mpa，其承載力特征值fa=1200Kpa。本工程設(shè)計混凝土灌注樁共57根，按樁徑大小共分5種，

4、900mm的樁24根，2000mm的樁6根，1500mm的樁2根，1600mm的樁11根，1300mm的樁14根。樁身為C30鋼筋混凝土，灌注混凝土2540m3左右，鋼筋籠制作約87t。2 鉆孔灌注樁施工21施工設(shè)備（見表1） 表1 施工設(shè)備 設(shè)備名稱 型號 數(shù)量 備注沖擊鉆機 CJ2000-1 7套泥漿泵 3PNL 7臺吊車 YQ-16 1臺十字鉆頭 900 3個 十字鉆頭 1000 3個 加工成1300mm鉆頭十字鉆頭 1200 2個 加工成1300mm鉆頭十字鉆頭 1500 3個 加工成1600mm鉆頭五角鉆頭 2000 2個灌漿漏斗 3m3 1個灌漿漏斗 5m3 1個攪拌機 350L

5、2臺灌漿導(dǎo)管 250（50m） 2套22工藝流程樁位放樣埋設(shè)護筒鉆機安裝就位鉆機成孔制作鋼筋籠檢孔安放鋼筋籠下導(dǎo)管輕排泥漿混凝土灌注拔鋼護筒移機直下樁位。23施工工藝231樁位測放 由專職測量人員按設(shè)計圖及現(xiàn)場軸線定位樁對孔位坐標及高程進行測放及校核，控制誤差20mm.232埋設(shè)鋼護筒 在開挖護筒前，必須用十字交叉法將技術(shù)員交給的點引入開挖范圍之外，以便護筒開挖完成后，將樁位重新引入孔內(nèi)。引樁必須牢固，且不易破壞，不與其它設(shè)備相沖突。引樁固定后必須請技術(shù)員復(fù)核位置及相關(guān)數(shù)據(jù)。護筒用5mm厚的鋼板卷制，其內(nèi)徑比鉆頭直徑大200mm。直徑誤差 20mm。護筒口高出地面200mm為便于下放起拔，護筒

6、上對稱焊吊環(huán)。埋設(shè)護筒時，護筒中心軸線應(yīng)對正測定的樁位中心，其偏差 20mm，并嚴格保持護筒的垂直。埋設(shè)護筒時，先確定護筒的正確位置，然后用粘土分層回填夯實，以起到緊固護筒和底口止水的作用，防止護筒偏斜或漏、涌水現(xiàn)象發(fā)生。護筒埋入地下的深度不得小于護筒長度的 2/3，以確保護筒的穩(wěn)定。護筒固定后宜盡快將樁位引入孔內(nèi)，以防止引樁被破壞后卟能恢復(fù)樁位?；謴?fù)樁位點后，工程技術(shù)人員必須復(fù)核。233 場地平整，鉆機就位鉆機安裝前必須有以個平整穩(wěn)定的鉆機平臺.平整多挖少填，以防止新填土硬度、密實度不夠，平臺軟度不均，而導(dǎo)致鉆機在鉆進過程中傾斜。當鉆機平臺土的硬度不夠時或軟硬不均時，宜用鋼板墊底，尤其是鉆機

7、前部。鋼板安裝好后，再用3根相對平行的枕木將鉆機墊起。鉆機移位后，應(yīng)精心對中、整平，確保樁位準確，鉆機平整穩(wěn)定。確保施工中不發(fā)生傾斜、移位。鉆頭中心與樁孔中心偏差 20mm。234 鉆進成孔 開孔時應(yīng)先在護筒內(nèi)加滿泥漿，地層較松散時，應(yīng)向孔內(nèi)投入適量粘土，用小沖程（不宜大于1m）開孔鉆進。正常沖擊鉆進，應(yīng)在鋼絲繩上作記號控制沖程，沖擊鉆頭到底后要及時收繩提起，防止鋼絲繩纏卷鉆具或反纏卷筒。在粗砂層沖擊鉆進時，應(yīng)多投粘土，加強護壁，防止?jié)B漏，沖程22.5m。沖擊鉆頭磨損較快，應(yīng)經(jīng)常檢修補焊。無軟弱土層沖擊鉆進時，應(yīng)采用較大沖程鉆進，泥漿相對密度宜控制在1.3-1.5Kg/L。項目技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)鉆

8、孔排渣判斷地基地層，到達設(shè)計地層后，將鉆孔上焊接取心，確定樁孔已進入中風(fēng)話層的深度達到設(shè)計要求后及時請甲方和現(xiàn)場監(jiān)理人員驗孔。235 鋼筋籠制作鉆進施工的同時進行鋼筋籠制作，制作按設(shè)計圖紙及有關(guān)規(guī)范進行，鋼筋規(guī)格、間距、焊接、搭線長度、平直度等均符合設(shè)計要求。因在終孔前不能確定樁長及鋼筋籠長，在每套鋼筋籠制作時先按9m制作3節(jié)籠，籠長確定后，再計算需要將鋼筋籠增減的長度，在鋼筋籠安裝前接好。主筋焊接方式采用單面搭接焊。236 檢孔 樁孔鉆至設(shè)計深度后，孔深、孔徑、孔垂直度用系有測繩的長度為6m的檢孔器檢測。檢測鉆孔時，用細鋼絲繩吊住檢孔器，在重力作用下讓其自由下落至孔底。237 安放鋼筋籠 單

9、個鋼筋籠最長為28.4m，分為3節(jié)鋼筋籠制作，孔口焊接，單個鋼筋籠焊接最重達3.6t，單節(jié)鋼筋籠最重達1.2t，加強鋼筋為18mm的鋼筋，為防止鋼筋籠變形，在加強鋼筋圈內(nèi)加十字形臨時撐筋。此撐筋在安裝鋼筋籠時，在孔口取下。為防止鋼筋籠起吊時變形，采用空中轉(zhuǎn)身法安裝。用吊車雙鉤將鋼筋籠吊起，鋼筋籠吊到空中后，再將小鉤下放，大鉤提升而將鋼筋籠掉得豎直，有效地防止了鋼筋籠起吊過程中鋼筋籠彎曲的現(xiàn)象。238 下導(dǎo)管、清排泥漿安裝好鋼筋籠后，即可下灌注導(dǎo)管。下導(dǎo)管時，對每節(jié)導(dǎo)管均按自上而下的順序依次進行量測長度并編號記錄。導(dǎo)管安放到位后，通過導(dǎo)管向孔底泵送泥漿，使孔底沉渣得到進一步的清理，使孔內(nèi)濃泥漿得

10、到置換，以使孔內(nèi)泥漿濃度滿足灌注前濃度要求（泥漿密度1.15Kg/L，粘度25s，含砂率4%）。239 水下混凝土灌注開始灌注混凝土?xí)r，首斗灌注量必須保持導(dǎo)管埋深1m。灌注開始后，應(yīng)連續(xù)進行。當導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿時，應(yīng)徐徐地灌注，防止在導(dǎo)管內(nèi)造成高壓空氣囊。在關(guān)注過程中，應(yīng)經(jīng)常探測孔內(nèi)混凝土深度，及時拆卸導(dǎo)管，調(diào)整導(dǎo)管深埋。導(dǎo)管的深埋一般控制在26m。確保不將導(dǎo)管拔出混凝土面。灌注至距樁頂5m左右時，應(yīng)適當加大導(dǎo)管埋深，增加混凝土上反頂力，密實樁頂混凝土。灌注過程中應(yīng)利用導(dǎo)管多次反插，對混凝土進行振搗。對樁徑1.2m的樁，其樁頂超灌高度為1倍樁且0.8m；對樁徑>1.2m的樁為0.7倍的樁

11、徑且1.0m。2310 拔鋼護筒混凝土灌注結(jié)束后，及時用吊車將鋼護筒拔出。3 施工中遇到的問題及處理31 漏漿 20、30、32、44、46、57號樁等都在孔深30m左右（進入粉砂巖）時出現(xiàn)了嚴重的漏漿，孔內(nèi)泥漿面在13min內(nèi)下降達20m，對孔壁的穩(wěn)定造成嚴重的威脅。其中46號樁因為孔內(nèi)泥漿突然下降達20m之多，導(dǎo)致孔壁塌孔。對此事故的處理是首先保證孔內(nèi)壓力，防止孔壁塌孔，保證鉆孔及設(shè)備的安全，迅速向孔內(nèi)注泥漿，如泥漿不足，清水也可以，有壓力才有可能保證孔壁的穩(wěn)定。在注泥漿的同時，必須向孔內(nèi)投粘土，將孔底的裂縫填住，止住漏漿。另外還采取2項措施：一是每根樁開孔時在孔口備45m3的粘土，以備緊

12、急之用；二是每根樁鉆到30m左右時，先向孔內(nèi)投置粘土，以防突然漏漿或減少漏漿量。32 孔底沉渣控制措施最大孔徑達2m，最大孔深達33m，而項目部現(xiàn)有的泥漿最大泵速10m3/h，攜渣難，孔底沉渣難控制。我們在施工中采取了以下措施。（1）在泥漿中投入適量的堿，增加泥漿的濃度，增強泥漿的攜渣能力，以便更好地清孔。（2）在泥漿循環(huán)時，采用雙泵供泥漿，增加泥漿的流動速度，從而提高泥漿的攜渣能力，能更好地清孔。（3）采用二次清孔法。鉆進終孔后，立即進行第一次清孔。鋼筋籠固定，導(dǎo)管安裝好后，為排除鋼筋籠安放時將孔壁泥土刮進孔內(nèi)，需進行第二此沖孔。導(dǎo)管下入孔內(nèi)后，接上特制接頭，進行第二此清孔，二次清孔時，將導(dǎo)

13、管逐漸下入到距孔底100200mm。在清孔過程中要逐漸降低泥漿密度，以便孔內(nèi)泥漿達到灌漿時的要求。用測錘探測孔深，將孔底沉渣厚度控制在50mm以內(nèi)。33 樁孔偏斜331樁孔偏斜預(yù)防 在類似地層的鉆孔灌注樁發(fā)生偏孔大致有3種原因：一是探頭石，在鉆進過程中，鉆頭遇到大漂石，一部分在孔內(nèi)，一部分在孔外，鉆頭底下是一半硬、一半軟，導(dǎo)致鉆頭偏斜，而引起樁孔偏斜；而是在層位變化點時，下部的硬層起伏較大，鉆頭底部受力卟均，引起鉆孔偏斜；三是鉆機移位引起的鉆孔偏移。偏斜檢查及預(yù)防：鉆孔偏斜后，鋼絲繩都會發(fā)生傾斜，鋼絲繩擺動幅度較大。在鉆進過程中要勤檢查勤觀察，用垂線檢查鋼絲繩是否垂直，觀察鋼絲繩拉起過程中的擺

14、動情況，同時通過保護樁檢查鋼絲繩是否偏移。一旦發(fā)現(xiàn)孔位偏斜，要立即采取措施糾正。另外要琴測孔深，進入砂卵石層后要注意聽錘擊聲音，一旦遇到大漂石要將沖擊行程放小，采用點錘（沖進鉆進時松動鋼絲繩不多，鉆頭底部剛著地）鉆進，進入易發(fā)生偏斜的部位要將鉆頭棱角修直，圓角鉆頭最易發(fā)生鉆孔偏斜。332偏斜事故處理發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜時，應(yīng)立即停鉆，測量開始偏斜的部位，確定斜孔的深度，然后擬定事故處理方案。當偏斜發(fā)生在土層及卵石層時，可將鉆頭修直，并在棱角部分加焊鋼片，從開始偏斜部分考試刮孔，由上至下，可逐漸將孔修正。當偏斜進入中風(fēng)化基巖后，必須用與基巖強度接近、粒徑300350mm的塊石或卵石回填至基巖面，石塊中需

15、加入適量的粘土。之后用小沖程沖擊成孔，此時應(yīng)防止發(fā)生卡鉆。34 卡鉆掉鉆卡鉆事故大致可分成以下3種情況：一是鉆渣卡鉆；二是鉆孔偏斜后，鉆頭卡?。蝗锹胥@。為防止卡鉆，必須勤修鉆頭，保證鉆頭外表平順，棱角分明。勤檢查孔斜，盡早發(fā)現(xiàn)斜孔，避免卡鉆；當發(fā)生漏漿時，不能填粘土太多；填土后鉆孔時沖程不能太大，沖程偏大后，極易將鉆頭打入孔內(nèi)埋?。幻看瓮ｃ@后再次開鉆時，應(yīng)由低沖程逐漸加大到正常沖程，以免埋鉆卡鉆。卡鉆掉鉆后首先用打撈鉤打撈，將鉆頭腰帶鉤住后，然后用吊車或吊車與鉆機一起用力，將鉆頭拔出。若拔不出，可用其它外力將鉆頭松動后，再用強力將其拔出。35 梅花孔351 事故146號樁終孔后檢孔時，發(fā)現(xiàn)檢

16、孔器在孔深5m左右時放不下去，用泥漿泵將泥漿抽到5m左右時，清楚地看見孔內(nèi)呈梅花形。原因分析：在此樁開孔當天，因有一根樁灌注混凝土，吊車將其泥漿鉤堵住，無法沖孔以至孔內(nèi)泥漿太濃，鉆頭在孔內(nèi)無法旋轉(zhuǎn)，而導(dǎo)致梅花孔。為了防止此類事故的發(fā)生，一旦發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿密度達到1.5Kg/L，必須用泥漿沖孔，將泥漿濃度調(diào)稀，否則停鉆。352事故2 49號樁終孔后檢孔時，發(fā)現(xiàn)檢孔器在孔深27m左右時防不下去，用泥漿泵將泥漿抽到5m左右時，清楚地看見孔內(nèi)呈梅花形。原因分析：在此孔鉆進27m時，發(fā)現(xiàn)鉆頭需要加焊，焊工將鉆頭焊好后，發(fā)現(xiàn)鉆頭直徑比原來的鉆頭大了4cm，在沒整改的情況下開始鉆進。鉆頭偏大后，孔壁將鉆頭卡緊，鉆頭無法旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致成梅花孔。事故處理：將十字鉆頭用粗鋼筋把四角間的園缺連接起來，以使鉆頭下形成一整圓，然后反復(fù)掃孔，將孔內(nèi)梅花部分掃入孔底，然后在孔底重新沖擊成孔，消除梅花孔。4 結(jié)語經(jīng)過3個月的努力，圓滿完成了57根樁的施工，總進尺達1834m最終樁基質(zhì)量驗收結(jié)果為48項目的施工，筆者有以下幾點體會：（?。┐祟惖貙又秀@孔灌注樁的施工不僅需要性能優(yōu)異的 配套機械設(shè)備，更需要一支技術(shù)過硬、經(jīng)驗豐富、工作細心的施工隊伍。（2）施工前應(yīng)針對工程特點制定一套詳盡可行的施工組織方案，方案中應(yīng)對此項目施工中可能出現(xiàn)的各種質(zhì)量事故進行預(yù)測分析，并提出切實可行的