長螺旋鉆孔壓灌樁無泥漿污染、施工速度快、施工效率高、成本較低等優勢，國內近幾年的應用推廣較快，但施工管理細節較多，過程控制不到位容易出現較多質量問題，如縮頸、斷樁、夾泥等樁身質量問題。尤其在液化地層及厚砂層組合條件泵送壓灌與鉆桿提升配合操作，需經驗豐富的鉆機司機及把頭師傅同步配合。此時，您需要一套輕松簡單的把頭神器———樁把頭智能提醒儀。
文章摘自《施工技術》49卷第14期
【非原創，侵刪】
長螺旋鉆孔壓灌樁技術在厚砂層夾雜液化土層復雜地質條件下的應用
陳 霄
（平煤神馬建工集團有限公司，河南平頂山 467000）
［摘 要］通過對化工儲罐地基承載力不足且地基深部存在厚砂層夾雜液化土層復雜地質條件下滿足上部化工儲罐大荷載的基本運行工況的研究，對厚砂層夾雜液化土層復雜地質條件下長螺旋鉆孔壓灌樁施工進行探索，總結出該工藝在類似地質條件下的應用技術，并介紹了施工關鍵技術措施，在工程中成功應用，對類似工程實施具有一定的借鑒意義。
［關鍵詞］長螺旋鉆孔壓灌樁；液化地層及厚砂層；二次成孔；后插鋼筋籠
［中圖分類號］TU 753.3 ［文獻標志碼］B ［文章編號］1001-523X（2022）14-0034-03
APPLICATION OF LONG AUGER DRILLING BORED PILE UNDER COMBINED CONDITION OF
LIQUEFIED FORMATION AND THICK SAND LAYER
Chen Xiao
［Abstract］Through the study of the basic operating conditions of the chemical storage tank under the condition of insufficient foundation bearing capacity and the combination of deep liquefied strata and thick sand layer, the basic operating conditions of the upper chemical storage tank with large load, the long spiral drilling under the combination of liquefied stratum and thick sand layer is studied. The construction of cast-in-place piles with steel cages inserted after pressing concrete was explored, and the application technology of this process under similar geological conditions was summarized, and the key technical measures of construction were introduced, which were successfully applied in the project. It has certain reference significance for the implementation of similar projects.
［Keywords］long spiral bored pile；liquefied formation and thick sand layer；secondary pore forming；back inserted reinforcement cage
長螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠成樁施工工藝是近幾年發展起來的一種新工藝，其施工過程是由長螺旋鉆機成孔，通過鉆桿向樁孔內泵壓混凝土，然后利用振動器將鋼筋籠沉入樁身混凝土中成樁。該施工方法因具有無泥漿污染、施工速度快、施工效率高、成本較低[1]，特別是在富含地下水的液化地層和厚砂層中有較好的工程應用。
1 工程概況
某公司1號罐區新增環己酮罐基礎設計為直徑18.30m鋼筋混凝土圓形基礎，環己酮儲罐滿載后重約4130t，天然地基承載力無法滿足設計要求，考慮采用樁基礎來提高地基承載力。
根據勘察報告，該區域以粉質粘土為主，地下水位約為自然地面下5m，自然地面以下約10~14m存在4m厚中細砂層且分布不均勻（圖1），此為典型液化地層；根據該地質情況設計采用鋼筋混凝土樁。
針對地基承載力不足且地基深部液化地層及厚砂層組合地質條件為滿足上部化工儲罐大荷載的基本運行工況，研究長螺旋鉆孔壓灌樁施工過程中所出現的后鋼筋籠無法安裝到位、壓灌混凝土的精確控制技術等難點。
2 技術方案控制要點
（1）控制要點一：嚴格控制壓灌混凝土的泵壓、泵送速度及鉆桿提升速度，確保液化地層的成樁質量。為保證成樁質量嚴格把控以下關鍵點。
1）鋼筋籠加工過程中嚴格驗收，箍筋不得跳扎；運送過程中需吊起轉運，嚴禁在地面拖行，防止箍筋在運輸及后插鋼筋籠過程中松脫變形。
2）混凝土的坍落度及和易性必須滿足后插鋼筋籠的自由沉降，混凝土的性能應符合如下規定。
混凝土選用粗骨料最大粒徑不宜大20mm，水泥采用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，砂采用粒徑0.3～ 0.5mm的中粗砂，粗骨料含泥量不大于1%；混凝土強度C30，抗滲強度P8水灰比不大于0.45；含砂率為35%～40%；灰砂比宜為1∶2～1∶2.5。
混凝土應有良好的和易性和泌水性，初凝的時間應≮6h，灌注前坍落度控制在200mm[2]。
3）樁混凝土壓灌過程中，要充分利用混凝土泵送壓力推動鉆桿上行，泵送壓力根據地層情況進行試驗樁試驗確定，一般控制在3~5MPa。
同時與泵入混凝土速度同步勻速緩慢提升鉆桿，提鉆速度過快會造成縮徑，根據地層情況及試驗樁試鉆情況合理確定鉆桿提升速度，一般控制在1.8~2.0m/min。
泵送壓灌與鉆桿提升配合操作，需有經驗的鉆機司機及指揮同步配合。
（2）控制要點二：采用二次成孔保證鋼筋籠下放到位。
液化是指飽水的疏松粉、細砂土在振動作用下突然破壞而呈現液態的現象，由于孔隙水壓力上升，有效應力減小所導致的砂土從固態到液態的變化現象。
長螺旋鉆孔壓灌混凝土施工過程的擾動和壓力變化及后插鋼筋籠過程的震動都會誘發厚砂層液化[3]，影響樁身質量。鉆桿鉆進中的振動使厚砂層穩定性遭到破壞，混凝土壓灌過程中的壓力變化也造成孔隙水壓力上升，砂粒之間有效應力減小導致砂土從固態到液態，從而導致樁徑發生變化。
因此在施工過程中出現鋼筋籠下放不到位（鋼筋籠外露1.5~2m）的問題，根據厚砂層的埋深推斷出鋼筋籠在厚砂層液化情況下導致籠尖出現了偏移，結合施工現場實際情況研究分析提出以下方案。
結合現場狀況提出二次下鉆的方案，第一次鉆孔完成后鉆桿上升，用挖掘機將鉆桿鉆出粉質粘土填入鉆孔，重新使用鉆機鉆孔，形成簡易的泥漿護壁保護鉆孔，二次下鉆時厚砂層由于已經縮頸對樁身水平荷載大幅減小，提鉆過程中也會形成泥漿護壁，可保證鋼筋籠下放質量。
3 常見質量問題原因分析
3.1 樁鋼筋籠放置不到位
（1）混凝土坍落度過小、因澆筑過程中受樁周土體吸水或自身澆筑時間過長造成的混凝土初凝流動性變差，增大鋼筋籠下放摩擦阻力，導致鋼筋籠無法順利下放到位。
（2）混凝土澆筑過程中本身存在離析、或鋼筋籠沉放過程中振錘振搗導致混凝土離析，骨料分離，混凝土流動性變差，進而影響鋼筋籠沉放。
（3）樁體在混凝土壓灌過程中，鉆機操作人員提鉆速度過快，導致樁孔在周圍土體壓力作用下產生縮徑，尤其在存在厚砂層的地層中。鋼筋籠沉放過程中遇到縮徑會無法達到設計位置。
（4）因樁身成孔時一般鉆進深度均長于設計樁身，鋼筋籠沉放過程中未在孔口設置固定措施，從而導致鋼筋籠在沉放到位后自重作用下繼續下沉。
3.2 樁身夾泥
鉆桿提鉆孔過程中未對孔口堆積的土體進行及時清理，在移鉆、后插鋼筋籠等作業中把孔口堆積泥塊掃入灌注完的混凝土中，造成樁頂上部夾泥，影響樁頭質量。
后插鋼筋沉放過程中，鋼筋籠不垂直不居中，籠尖來回刮擦或插入樁壁土體中，造成樁壁土體泥塊脫落混入樁身混凝土。
3.3 斷樁、縮徑
如果鉆桿提升過快，而混凝土泵送量與之不匹配，混凝土不能充滿鉆孔，在鉆桿提升過程中鉆孔內產生負壓，使孔壁塌陷造成斷樁，嚴重時還會影響鄰樁[4]。
4 質量控制要點
（1）樁基鉆孔前，要認真復核樁位標識定位及孔口地面標高，樁位標示定位插入一次性筷子或鋼筋頭等不可損毀物，使標示物在移鉆過程中、或因其他操作標識不會被破壞掉。
鉆孔時要檢查確保鉆桿與樁位標識對中后再開鉆，從而預防控制樁基偏位。
（2）樁基鉆孔前操作司機要檢查鉆桿垂直度，確認垂直后才開鉆，鉆進過程中發現偏斜及時調正
進而確保成孔的垂直度。
（3）樁基混凝土若不連續澆筑，對泵送管路及鉆桿導管及時清洗、清除殘渣。
進場混凝土坍落度嚴格保持設計值，混凝土壓灌完成后如發現混凝土因土體吸水造成樁身混凝土流動性明顯降低，造成鋼筋籠沉放困難，要及時加大混凝土坍落度；混凝土供應應保持穩定，避免供應不及時發生混凝土初凝、離析等。
（4）樁基鉆孔及混凝土壓灌過程中，現場需配備小型挖機，及時清理干凈提鉆過程中帶出泥土，避免泥土在混凝土壓灌過程中掃落入樁混凝土造成樁頭夾泥。
（5）鋼筋籠沉放過程中，要盡量少開振動，直接利用鋼筋籠及振錘自重快速下沉，以免過振造成骨料下沉集中影響鋼筋籠沉放；鋼筋籠沉放到位后，邊振動邊緩慢上提振桿，以確保混凝土振搗密實。
5 承載力實驗結論
該工程采用靜荷載實驗，是在樁頂施加豎向壓力，觀察沉降、在樁頂產生的上拔位移或水平位移，從而確定單樁豎向抗壓承載力的實驗方法。低應變實驗結果樁身完整性良好，均為一類樁，施工質量優良。
6 結束語
長螺旋鉆孔壓灌樁無泥漿污染、施工速度快、施工效率高、成本較低等優勢，國內近幾年的應用推廣較快，但施工管理細節較多，過程控制不到位容易出現較多質量問題。
在1號罐區環己酮罐基礎項目施工中從施工流程和質量控制兩方面入手，在施工的多個關鍵環節進行全面綜合的分析與把控，針對現場實際情況分析問題成因，對施工方法進行科學調整，有效降低其質量通病發生。
在施工過程中所總結出的有效經驗，為今后液化地層及厚砂層組合條件下長螺旋鉆孔壓灌樁技術的應用提供了寶貴經驗。
參考文獻
[1] 翁君耀，周伯苑. “長螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁”設計和應用[J]. 建筑技術開發，2011，38（8）：2.
[2] 劉學亮，宋錦峰，曹鳳學，等. 長螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁工法在液化地層及厚砂層組合條件下施工可行性探討[J]. 探礦工程（ 巖土鉆掘工程），2017，44（6）：74–77.
[3] 郭正國. 長螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁在地鐵工程的施工應用[J]. 商品與質量：房地產研究，2012（3）：2.
[4] 湯小凝.長螺旋鉆孔壓灌混凝土樁施工常見問題及防治措[J]. 建材技術與應用，2007（7）：13–14.
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