論非大涌量人工挖孔樁干法澆注技術

摘要：人工挖孔樁是廣泛使用的一種低成本快速成樁方法，廣泛適用于無水或少水地層，在滲涌量不是很大的情況下，采用水泵隨挖隨排能夠保證樁基有效成孔。為防止出現斷樁或夾層或嚴重離析等質量事故，在超過一定滲涌水量情況下，即使人工挖孔成孔，常常采取水下砼澆注工藝完成樁基澆注。本文以某公路某大橋為工程背景，根據砼配合比設計原理，利用摻加水泥凈漿的方法，解決了非大涌量人工挖孔樁干法澆注問題，結論可供同類工程施工參考。

關鍵詞：樁基;人工挖孔;滲水;水下砼;砼灌注

引言

人工挖孔樁施工方便、速度較快、不需要大型機械設備、造價較低，在公路、民用建筑中得到廣泛應用。人工挖孔樁樁身砼澆筑前要排干孔內積水，如果孔內水量大確實無法解決，樁身混凝土常采取水下澆注施工工藝。

1工程概況

某公路大橋，橋長1033m，采用裝配式連續T梁，基礎為灌注樁基礎，樁徑為1.6m、1.9m、2.3m、2.8m。橋梁沿橋軸線地形起伏較大，分別跨越兩處沖溝，沖溝兩側山體較陡，據勘探資料場地地下水，主要為粉質粘土和碎石內的空隙潛水和基巖裂隙水，粉質粘土透水性差，水量稀少;碎石系溪溝中的沉積物，與溪水貫通;基巖裂隙不太發育，僅少量裂隙呈張開狀，水量亦稀少。根據上述情況，項目部選用了人工挖孔樁。在沖溝附近，部分樁基采用了水下砼澆注工藝，部分非大涌量樁基采用了砼干法澆注工藝。

2人工挖孔樁砼澆注方法

樁基混凝土灌注是樁基施工的重要工序，應特別注意綜合分析樁周滲水情況，根據樁基成孔時確知的分層滲水量，確定砼澆注方法。

2.1干灌法

孔內有少量滲水并且可以抽干，符合規范有關要求時可采用干灌法澆筑砼;其施工方法為：先在孔口處用支架固定料斗，自料斗底口逐節掛好串筒，采用砼運輸車直灌或輸送泵輸送，澆筑時應控制層厚，及時用插入式振搗器充分振搗，保證每層砼密實;

2.2導管水下灌注法

（1）若孔內滲水量豐富，新橋規推薦采用導管水下灌注法，導管常用內徑為300mm，常為快速螺旋卡口，在使用前應編號并逐節登記長度，進行水密、承壓、接頭抗拉試驗;

（2）壓水時導管底部距孔底宜為40cm，應確保首盤砼灌入時導管有足夠埋深;

（3）導管的吊掛和升降一般利用吊車，利用測繩測算砼面高程;

（4）水下砼灌注應緊湊、連續進行，灌注前應加強對砼生產運輸設備維護，應具備多臺運輸設備、攪拌設備，配備功率足夠的發電裝置，切實檢修好配料系統，確保不致中途停工造成斷樁;

2.3常見質量風險

（1）干法澆注應注意砼離析，常見有樁周砼漿體缺失、樁身軟弱夾層、樁頭下4D左右有缺陷等質量問題;

（2）導管水下灌注法在壓水成功后應保證連續灌注，各作業設備故障、停電、大風、樁基平臺沉陷、導管卡偏、砼卡管脫水，甚至是出現阻工現象，都可能會引發樁基砼質量問題，風險很高;

（3）常見成樁缺陷有斷樁、樁周泥漿不盡、主筋裹泥、樁身軟弱夾層、樁底缺陷等，處理成本極高，對工期影響往往很大;

3干灌法與導管水下灌注法經濟性比較

除質量風險成本外，就直接施工成本而言，干灌法與導管水下灌注有明顯差距，以單根30米深D190樁為例，對比分析得出：如果不計擴孔系數，不計樁頭超灌差異，每樁砼理論方量為85方，單樁水下砼較普通砼成本高2125元;

3.1工藝直接成本

（1）干灌法澆注現場作業需2-3人，從事拆裝串筒、砼振搗等，施工準備時間約2小時，正常澆注時間小于90分鐘;導管水下灌注作業需配備3-4人專司儲料盤及導管拆裝等作業，需配備吊車1臺用于導管及料盤等安拆，施工準備時間約4小時，正常澆注時間約4小時。成本分析見以下表1：

（2）見上述表1分析，在不考慮添置水下砼澆注專用設備如儲料盤等，不考慮樁頭鑿除費用增加、樁內水體地面排除設施、后臺砼生產待工等附加成本，導管水下灌注較干灌法每樁直接成本高約2500元。

4非大涌量千法澆注技術

樁孔內滲水或涌水會降低樁身局部砼水灰比，引發局部砼離析情況，造成樁身軟弱夾層、樁身不完整、樁身砼內部出現水蝕空洞等質量問題，應根據滲涌部位及滲涌水量大小區別對待和處理：

4.1平衡補漿方法

孔內無法抽排掉的積水和澆注過程中的滲涌水，可根據存水量大小投放不同量袋裝同標號水泥，攪拌成與砼相同水灰比的水泥凈漿。水下C30砼，173Kg水對應384Kg水泥，水泥/水=2.22，D190樁如積水10cm對應存水量為0.314立方計314Kg（有擴孔，按D200計算），應投放314*2.2=691Kg水泥，每袋水泥重50Kg，需要投放14袋。

4.2滲涌點處理措施

（1）對滲流量大的滲涌點，可視情況預先貼合巖石面鋪放薄鋼板，防止滲涌水流直接沖蝕樁身砼，造成砼局部離析甚至形成孔洞?？刹捎娩撫斨苯哟蛉霛B涌點或裂隙，以牢牢固定住薄鋼板;

（2）滲涌點高且樁身混凝土澆筑時間較長，也可選用一定長度小直徑導管插入滲漏部位，周圍再采用防水材料封閉，先引流至吊掛水桶外排，在砼澆注至同高后將引流導管向上折放，超過一定高度滲壓平衡后封閉導管或直接引出樁頂面;

4.3干法澆注技術

對滲涌不斷的樁基，砼澆注前應使用水泵抽排，盡可能降低孔內存水量，在采取滲涌點處理措施后，根據孔底存水量進行首次平衡補漿;

在砼澆注過程中，應加快砼澆注速度，并適當保持樁基中心下料點砼面高出積水面，根據積水量大小不定期及時補漿，直到砼澆注完成。補漿操作后應加強積水深度5～7倍范圍內振搗，以保證樁身砼強度均勻;

研究表明，水灰比、砂率和水泥凈漿填充比對水泥混凝土強度均有明顯影響，就抗壓強度而言，水泥凈漿填充比存在最佳值;

為防止水泥凈漿太多對樁身質量造成影響，根據實際情況可以對補漿后多余的水泥凈漿進行部分清除。以下表2為干法澆筑滲涌水處理方法一覽表

結論

技術工作的核心應該是根據現場實際情況，在充分保證質量和安全的前提下，運用科學方法，多快好省地完成現場作業。本文案例采用干法澆注技術完成了非大涌量人工挖孔樁砼，完成的樁基經檢測均符合規范和設計要求，為涉水同類施工提供了可貴的實踐參考。本文首次提出計算和判斷方法，能相對客觀地選用灌注工藝，對于同類工程具有一定的施工指導意義。

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作者簡介：張增林（1978年2月），男，湖南懷化，路橋工程師，主要研究方向為公路橋梁與隧道質量監督。

（作者單位：懷化市交通建設質量安全監督站）