長螺旋鉆孔中心泵壓混凝土樁施工工藝具有以下特點(diǎn)：

    （1）工藝施工簡潔，成孔成樁一次完成、無泥漿污染、噪音小、工效高。

    （2）該工藝與泥漿鉆孔灌注樁相比無樁身泥皮和樁端沉渣，從而保證了樁周側(cè)阻力以及樁端阻力的充分發(fā)揮。其承載力較高。

    （3）徹底避免了復(fù)雜地層的塌孔現(xiàn)象發(fā)生，樁身質(zhì)量更有保證。

 

 

   

    由表中數(shù)據(jù)可以看出，在西安及周邊地區(qū)，長螺旋成孔中心泵壓混凝土樁應(yīng)用廣泛，其復(fù)合地基承載力特征值最高可達(dá)700KPa，單樁承載力特征值達(dá)840KN，樓層高度達(dá)33層，可見在工程地質(zhì)條件允許時該工藝能滿足一般工業(yè)與民用建筑地基承載力要求。

   

    在上表所述的工程中，每臺鉆機(jī)日成樁根數(shù)根據(jù)地層情況可達(dá)80~100根，成樁速度快，工期短，一般的住宅樓基礎(chǔ)一周到15天左右即可完成成樁施工，有利于建設(shè)單位總體進(jìn)度的實(shí)現(xiàn)。

 

    在經(jīng)濟(jì)投入方面，長螺旋成孔中心泵壓混凝土樁復(fù)合地基工程造價(jià)較鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)低30-40%左右。

 

    長螺旋鉆孔中心泵壓混凝土成樁工藝質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)主要有兩處，分別為鉆孔、泵送混凝土。

 

    4.1鉆孔質(zhì)量控制

    （1）鉆機(jī)就位，通過鉆機(jī)塔身垂直標(biāo)桿檢查鉆機(jī)垂直度，校正位置。

    （2）開鉆前，濕潤混凝土輸送泵料斗及輸送管道，并預(yù)先泵送適量水泥砂漿，打通混凝土輸送管道。

    （3）封閉鉆頭閥門，使鉆桿向下移動當(dāng)鉆頭觸及地面時，開動鉆機(jī)鉆孔，先慢后快。

    （4）根據(jù)設(shè)計(jì)樁長在鉆機(jī)塔身上相應(yīng)位置做一醒目標(biāo)記，作為施工樁長控制依據(jù)。

    （5）鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，現(xiàn)場施工技術(shù)人員判斷是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的持力層進(jìn)而確定鉆孔是否合格。

 

    4.2泵送混凝土

    鉆頭鉆孔到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，鉆桿停止鉆動，開始泵送混凝土，泵送混凝土主要質(zhì)量控制點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

    （1）提鉆前，鉆桿內(nèi)必須充滿混凝土。嚴(yán)禁先提鉆后泵送混凝土。

    （2）提鉆開始后，一邊提鉆一邊泵送混凝土，提鉆速度應(yīng)與混凝土的泵送量以及泵送壓力相匹配同時考慮地層因素。保證空心鉆桿中有不少于2.0m高的混凝土并且鉆頭不得提出孔內(nèi)已澆筑的混凝土頂面，以免發(fā)生斷樁或夾泥。

    （3）鉆桿的提升速度宜控制在1.2~1.5m/min。有經(jīng)驗(yàn)的鉆機(jī)指揮工可通過鉆桿內(nèi)混凝土下落聲音判斷鉆桿內(nèi)混凝土面高度，從而在提鉆與混凝土泵送之間找到平衡點(diǎn)。使得泵送混凝土量既能滿足提鉆需要的混凝土量，又不至于泵送量過大導(dǎo)致混凝土在該部位過量堆積造成堵管，影響樁體質(zhì)量。

    （4）混凝土泵送過程宜連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)避免混凝土供應(yīng)不足造成的卡鉆、堵管等現(xiàn)象發(fā)生。

 

    長螺旋鉆孔中心泵壓混凝土樁易出現(xiàn)的問題包括堵管、斷樁及混凝土離析、竄樁、樁頭強(qiáng)度不足及斷裂等。

 

    5.1堵管

    堵管是長螺旋鉆機(jī)成孔中心泵壓混凝土樁工藝常遇到的主要問題之一。他直接影響樁的施工效率，增加工人勞動強(qiáng)度，同時浪費(fèi)材料。其發(fā)生原因主要有以下幾點(diǎn)：

 

    （1）混凝土配合比不合理或坍落度不符合要求

    長螺旋鉆機(jī)成孔中心泵壓混凝土樁施工時，為提高混凝土的和易性，一般宜摻入粉煤灰，粉煤灰的摻量為70~90Kg/m³。混凝土坍落度宜為160~200 mm。坍落度過大，易產(chǎn)生泌水、離析等現(xiàn)象，在泵壓作用下骨料與砂漿分離，摩擦力劇增，導(dǎo)致堵管。坍落度過小，混凝土流動性較差，也易造成堵管。

 

    （2）施工操作不當(dāng)

    鉆桿進(jìn)入土層設(shè)計(jì)標(biāo)高后，開始泵送混凝土，空心鉆桿內(nèi)空氣由排氣閥排出，待空心鉆桿及輸送管道內(nèi)充滿混凝土后，應(yīng)及時提鉆，保證混凝土在一定壓力下灌注成樁。若管道混凝土充滿后不及時提鉆，混凝土輸送泵一直泵送，在泵送壓力下會使鉆頭處的水泥漿擠出，使得鉆頭閥門處產(chǎn)生無水泥漿的干硬混凝土，使管道堵塞。

 

    （3）設(shè)備保養(yǎng)不及時，部分功能未能充分發(fā)揮或受限

    ①鉆頭閥門變形，開啟不靈活致使泵送混凝土?xí)r閥門未開啟。

    ②連接高壓混凝土輸送膠管與空心鉆桿的彎頭在每次施工完成后未及時清理，造成混凝土沉積使得管道截面直徑變小，混凝土通道不暢產(chǎn)生堵管。

    ③排氣孔混凝土堵塞未及時清理，排氣不暢，致使管內(nèi)產(chǎn)生高壓空氣導(dǎo)致堵管。

 

    5.2斷樁及混凝土離析

    （1）提鉆速度與混凝土泵送量不匹配

    由于提鉆過快泵送混凝土跟不上提鉆速度造成斷樁。

 

    （2）混凝土泵送不連續(xù)

    提鉆時應(yīng)連續(xù)送料，盡量避免供料不足、停機(jī)待料等現(xiàn)象，特別是在飽和的砂土、粉土以流塑土層部位不得停泵待料以免造成離析、縮頸和斷樁。

 

    5.3竄樁

    長螺旋鉆機(jī)成孔中心泵壓混凝土工藝施工時鉆機(jī)打完1#樁后，接著打相鄰2#樁時，隨著鉆桿的鉆進(jìn)，發(fā)現(xiàn)已施工完的1#樁內(nèi)尚未初凝的混凝土面突然下墜，下墜深度可達(dá)2~5.0m，有時正在鉆進(jìn)的2#孔內(nèi)可發(fā)現(xiàn)混凝土。當(dāng)2#樁鉆孔泵送混凝土?xí)r，發(fā)現(xiàn)1#樁下降的混凝土面又開始回升。若2#樁泵送混凝土的量足夠時1#樁混凝土面可恢復(fù)至原標(biāo)高。嚴(yán)重時此現(xiàn)象可在3~4根樁之間發(fā)生，此種現(xiàn)象稱之為竄樁。其一般發(fā)生在飽和的粉土、粉細(xì)砂以及軟~流塑的粉質(zhì)粘土地層中。

 

    發(fā)生竄樁時應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加大已完成施工樁與即將施工樁之間的距離采取隔排或隔樁跳打方案進(jìn)行施工，嚴(yán)重竄樁時采取隔排隔樁施工方案。當(dāng)采取隔排或隔樁方案時，整場地施工需兩遍完成，即在第一遍施工完成后清理鉆出的泥渣并重新對樁位進(jìn)行定位放線再進(jìn)行余下的樁施工。當(dāng)采取隔排隔樁施工方案時整場地施工需四遍完成，工期較長但質(zhì)量易保證。對于已發(fā)生竄樁的樁位應(yīng)及時復(fù)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高重新泵壓混凝土成樁。當(dāng)混凝土已凝固無法復(fù)鉆時應(yīng)采取補(bǔ)樁或其他加固處理方案。

 

    5.4樁頭強(qiáng)度不足及斷裂產(chǎn)生原因主要是操作不當(dāng)。

    （1）夾泥：及時清理鉆出的泥土，防止泥土掉入孔中。泵送混凝土應(yīng)足量，防止樁頂未達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高為泥土掉入樁孔內(nèi)提供空間條件。

    （2）混凝土含砂率過高或坍落度較大，致使在樁身混凝土灌注過程中泵壓作用下混凝土細(xì)骨料上升，粗骨料下沉影響樁頂強(qiáng)度。

    （3）樁頭淺部斷裂主要原因

    ①樁間土開挖過程中挖掘機(jī)型號過大或挖機(jī)挖斗過寬碰撞樁體。

    ②鑿樁頭方法不當(dāng)。

    ③清理鑿樁頭產(chǎn)生的垃圾時挖機(jī)設(shè)備碰撞以及靜載試驗(yàn)時裝載機(jī)、吊車等設(shè)備及車輛碾壓與碰撞。

    因此在施工時應(yīng)加強(qiáng)對參與施工的人員及設(shè)備管理，認(rèn)真交底，將機(jī)械設(shè)備對樁頭質(zhì)量的影響降至最低。有條件時盡量采用人工清理等方式。

 

    在西安地區(qū)根據(jù)工程地質(zhì)條件，長螺旋鉆機(jī)成孔中心泵壓混凝土樁復(fù)合地基承載力可滿足一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)要求，并且有工藝簡潔、質(zhì)量易控、功效高、造價(jià)低等諸多優(yōu)點(diǎn)，有著較為廣泛的應(yīng)用前景，可在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時充分考慮。同時施工單位也應(yīng)明確其施工工藝、操作規(guī)程、切實(shí)做好質(zhì)量控制工作，盡可能將施工中易出現(xiàn)工程質(zhì)量問題解決在施工前期準(zhǔn)備過程中，確保工程質(zhì)量，真正發(fā)揮長螺旋鉆機(jī)成孔中心壓灌混凝土樁工藝的優(yōu)越性，為工業(yè)與民用建設(shè)服務(wù)。

 

［1］行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002。

［2］行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008。

［3］《基礎(chǔ)工程施工手冊》編寫組，編.《基礎(chǔ)工程施工手冊》（第二版）.北京：中國計(jì)劃出版社，2002.

作者簡介： 黨衛(wèi)紅（1976-），男，陜西洛南人，工程師，巖土工程，E-mail: 13891829977@163.com

 

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)