1.概述

近幾年來，隨著高層建筑的不斷增多，大直徑鉆孔砼灌注樁的應(yīng)用也越來越普遍，這是因?yàn)榇笾睆姐@孔砼灌注樁具有單樁承載力高、抗震性能良好、施工無噪音、無振動(dòng)、鉆孔時(shí)對(duì)土壤沒有擠密作用等特點(diǎn)。但由于其樁徑較大，施工起來比較困難，在施工過程中也容易出現(xiàn)問題，為此，結(jié)合我們?cè)谏穷^市“銀城花園商住樓”工程中的實(shí)踐，對(duì)大直徑鉆孔砼灌注樁施工過程中應(yīng)著重注意的幾個(gè)問題作簡單的探討。

2.工程概況

我公司施工的“銀城花園商住樓”（銀城大廈）樁基礎(chǔ)采用大直徑鉆孔砼灌注樁，設(shè)計(jì)樁徑為ф1400mm. ф1600mm及ф1800mm三種規(guī)格，其中ф1800mm樁是目前為止汕頭地區(qū)直徑最大的鉆孔砼灌注樁，樁端按設(shè)計(jì)要求進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層2m。

3.施工中應(yīng)著重注意的問題

3.1鉆頭的選擇

我們知道，大直徑鉆孔砼灌注樁是在泥漿護(hù)壁下，利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)盤帶動(dòng)底部裝有鉆頭的鉆桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行挖土鉆進(jìn)的，所以，根據(jù)土層的地質(zhì)情況選擇合適的鉆頭是非常重要的。如果鉆頭選擇不當(dāng)，就可能無法順利進(jìn)行挖掘，從而影響工程的進(jìn)度。鉆孔砼灌注樁使用的鉆頭有多種形式，其中最常用的是多瓣式鉆頭，適用于多種土質(zhì)，如粉砂、粘土、砂和砂礫層，挖掘效率也比較高。不過，多瓣式鉆頭吸泥口的直徑只有150~200mm，在挖掘過程中如果遇到較大的石塊或卵石，鉆孔就難以進(jìn)行，需要停鉆，用抓斗挖出大的石塊或卵石后，再進(jìn)行鉆孔，如大的石塊或卵石很多，則鉆進(jìn)效率就會(huì)在大降低。對(duì)于擊數(shù)超過40以上的硬土層，因?yàn)橐话沣@頭的刃口會(huì)打滑，故要采用三翼式鉆頭才有效。對(duì)于更硬的土層及特別堅(jiān)硬的砂礫層，則需采用四翼式鉆頭才有效。這種四翼式鉆頭在刃尖部分為階梯式圓筒形，挖掘時(shí)先挖一個(gè)小圓孔，然后成階梯形擴(kuò)大，起導(dǎo)向作用，鉆頭搖動(dòng)很小，孔壁不會(huì)擴(kuò)大，因此可以順利地進(jìn)行挖掘。在“銀城花園商住樓”工程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求樁端進(jìn)入強(qiáng)化巖層2m及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，我們選用了雙腰帶四翼合金鉆頭，這種鉆頭合金齒密，有利于風(fēng)化巖層破碎，在整個(gè)鉆進(jìn)過程中均比較順利。對(duì)于特別硬的粘土和砂礫層，還可選用滾輪式鉆頭，這種鉆頭有50~200kN的壓力加到鉆頭上，因而需要大功率的旋轉(zhuǎn)臺(tái)盤。此外，還有擴(kuò)大樁底用的擴(kuò)底鉆頭，這種鉆頭可將樁孔底部擴(kuò)大，從而提高樁的承載能力。不過，這種鉆頭在汕頭地區(qū)的使用比較少。

3.2護(hù)壁泥漿比重選擇

大直徑樁成孔時(shí)，由于樁孔的直徑比較大，很容易出現(xiàn)塌孔等事故，要保證大直徑樁孔不塌陷，除了要保持泥漿有20kpa的靜水壓力之外，還要根據(jù)土層的地質(zhì)情況，選用一定比重的泥漿進(jìn)行護(hù)壁。在“銀城花園商住樓”工程中，我們采用的護(hù)壁泥漿為孔內(nèi)粘土自然造漿，其性能達(dá)到粘度18~20s，，比重為1.15~1.25，含砂率＜10%。雖然根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，泥漿比重大于1.08時(shí)會(huì)降低挖掘的效率，但對(duì)于大直徑鉆孔樁來說，由于其護(hù)壁作用加強(qiáng)了，從而減少了塌孔事故的發(fā)生，有利于順利成孔。當(dāng)然了，產(chǎn)生塌孔的原因是多方面的，所以我們還應(yīng)了解塌孔產(chǎn)生的原因，以便采取有效的措施加以防治。產(chǎn)生塌孔的主要原因有：

① 護(hù)筒周圍未用粘土填封緊密而漏水，或護(hù)筒埋置太淺；

② 未及時(shí)向孔內(nèi)加泥漿，造成孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位，或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水降低了靜

水壓力 ；

③在流砂、軟淤泥、破碎地層、松散砂層中鉆進(jìn)，進(jìn)尺太快或停在一處空轉(zhuǎn)時(shí)間太長，轉(zhuǎn)速太快。

了解了生產(chǎn)塌孔的主要原因后，在施工過程中我們就可以采取相應(yīng)的防治措施進(jìn)行解決：在護(hù)筒周圍用粘土填封緊密，或升高護(hù)筒，增大水頭；鉆進(jìn)中及時(shí)添加新鮮泥漿，使其高于孔外水位，遇流砂、松散土層時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加大泥漿比重，或選用較大粘度、膠體率的優(yōu)質(zhì)泥漿，或投入粘土摻片，并控制進(jìn)尺，不要使進(jìn)尺過快或空轉(zhuǎn)時(shí)間過長。一旦發(fā)生塌孔，應(yīng)用粘土泥膏投入，待孔壁穩(wěn)定后采用低速鉆進(jìn)。在鉆孔過程中，應(yīng)隨時(shí)注意測(cè)量泥漿的比重，及時(shí)掌握泥漿比重的變化，并認(rèn)真作好記錄，因?yàn)楫?dāng)土層中粘性土和粉砂含量較高時(shí)，泥漿的比重會(huì)上升，使挖掘的效率降低，因此需要根據(jù)測(cè)出的泥漿比重是否超出控制的泥漿比重范圍而不斷地進(jìn)行調(diào)整。特別是鉆進(jìn)到細(xì)砂、粗砂層時(shí)，應(yīng)更加密切注意泥漿的性能變化，發(fā)現(xiàn)泥漿性能變差，可利用另一臺(tái)鉆機(jī)在淤泥層造漿或外運(yùn)泥漿及時(shí)調(diào)整，以保證其護(hù)壁性能。

3.3鉆進(jìn)速度選擇

鉆進(jìn)速度的選擇也是很重要的，我們知道，鉆進(jìn)速度太快或停在一處空轉(zhuǎn)時(shí)間太長，轉(zhuǎn)速太快，都有可能造成樁孔坍塌，因此，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況，控制不同鉆進(jìn)速度。在淤泥層一般應(yīng)快速鉆進(jìn)穿過，如發(fā)生縮徑，則須提升鉆頭至縮徑處反復(fù)旋轉(zhuǎn)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在細(xì)砂、粉砂層，由于這類砂土較松散，鉆進(jìn)時(shí)速度太快可能產(chǎn)生埋鉆，太慢或停在一處空轉(zhuǎn)時(shí)間太長轉(zhuǎn)速太快又會(huì)產(chǎn)生塌孔，所以在松散砂土中鉆進(jìn)，應(yīng)注意合理控制進(jìn)尺。對(duì)于粘土層，在鉆進(jìn)時(shí)由于粘性大及可塑性強(qiáng)，不易發(fā)生塌孔，但由于粘性強(qiáng)，泥團(tuán)不易打散，故更應(yīng)嚴(yán)格慢速鉆進(jìn)，鉆進(jìn)速度應(yīng)控制在1m/min左右，以確保樁壁完好和鉆機(jī)正常工作。在粘土層鉆進(jìn)時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不進(jìn)尺現(xiàn)象，產(chǎn)生的主要原因有：①鉆頭粘滿粘土塊（糊鉆頭），排渣不暢，鉆頭周圍堆積土塊；②鉆頭合金刀具安裝角度不適當(dāng)，刀具切土過淺，泥漿比重過大，鉆頭配重過輕。解決這些問題的主要辦法有：加強(qiáng)排渣，重新安裝刀具角度、形狀、排列方向；降低泥漿比重，加大鉆頭配置。糊鉆頭時(shí)，可提出鉆頭，清除泥塊后，再施鉆。在較硬土層中鉆進(jìn)則以鉆機(jī)無跳動(dòng)、電機(jī)不超負(fù)荷為準(zhǔn)。對(duì)于巖層，入巖后必須輕壓、慢轉(zhuǎn)。在鉆進(jìn)的過程中，為了能夠及時(shí)了解不同土層的具體地質(zhì)情況，應(yīng)加強(qiáng)取樣分析，以便正確選擇鉆進(jìn)參數(shù)。在“銀城花園商住樓”工程中，由于我們能夠根據(jù)不同土層的具體情況，確定不同的鉆進(jìn)參數(shù)，并根據(jù)土層的變化進(jìn)行調(diào)整，故在整個(gè)樁基施工過程中都沒有發(fā)生鉆進(jìn)事故。

3.4清孔

鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求并符合終孔條件后，應(yīng)進(jìn)行清孔。清孔一般應(yīng)分兩次進(jìn)行，第一次清孔可用循環(huán)換漿法，即讓鉆頭繼續(xù)在原位放慢速度空轉(zhuǎn)，同時(shí)注水，用清水換漿，使泥漿比重控制在1：1左右，如孔壁土質(zhì)較差，宜用泥漿循環(huán)清孔，使泥漿比重控制在1.15~1.25，清孔過程中應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給稀泥漿，并保持漿面穩(wěn)定。第一次清孔時(shí)間不少于30分鐘。第二次清孔采用導(dǎo)管清孔，由于樁孔較大，故要利用電動(dòng)葫蘆左、右移動(dòng)導(dǎo)管及前后移動(dòng)平臺(tái)，使清孔比較徹底。清孔完成后，孔底沉渣應(yīng)嚴(yán)格控制在5cm以內(nèi)，并應(yīng)立即進(jìn)行下道工序的施工，以免渣土重新沉淀，造成沉渣過厚而影響樁的承載力。

3.5砼澆灌

對(duì)于大直徑鉆孔砼灌注樁來說，水下灌注砼是很關(guān)鍵的工序，因?yàn)榇笾睆綐犊椎墓嘧r(shí)間長、難度大，很容易發(fā)生堵管、頂管、頂面砼初凝等問題。在砼上升后，阻力逐漸增大，灌注事故多，因此大直徑鉆孔砼灌注樁在澆灌砼時(shí)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

①由于大直徑樁孔澆灌時(shí)所需砼用量比較大，所以施工前應(yīng)備足材料，采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌砼的，攪拌設(shè)備應(yīng)滿足需要，而且必須準(zhǔn)備1~2臺(tái)備用攪拌機(jī)，以防萬一。采用商品砼的，應(yīng)在澆灌前落實(shí)好所需商品砼的數(shù)量、攪拌車供應(yīng)的間隔時(shí)間等。

②現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備用灌注平臺(tái)一套及吊車以防機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能及時(shí)替用，確保砼灌注的連續(xù)進(jìn)行。

③灌注時(shí)，隨著下灌砼的上升，要經(jīng)常提動(dòng)導(dǎo)管，提升范圍在50~100cm以內(nèi)，上下倒插，促使砼有較好的密實(shí)度。特別是孔口返漿不好或不返漿時(shí)，必須立即提動(dòng)導(dǎo)管，以先下后上的順序操作，必要時(shí)可利用振動(dòng)器通過導(dǎo)管傳遞，迫使管內(nèi)砼暢通，如發(fā)生嚴(yán)重堵管現(xiàn)象，應(yīng)立即報(bào)告有關(guān)部門處理。

④水下砼的灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，并應(yīng)力爭縮短灌注時(shí)間。樁頭灌至接近設(shè)計(jì)

樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)注意調(diào)好最后一次的灌入量，防止超灌。 （張昭雄）