摘要旋挖鉆孔灌注樁施工方法被稱為目前世界上最先進(jìn)的成孔灌注樁施工方法，在我國鐵路施工中廣泛使用，它不僅安全、高速，也經(jīng)濟(jì)適用。但因?yàn)楹雍貐^(qū)淤泥層厚，卵石松散，地下水位高、流沙多，極易造成縮頸和垮孔，故在此探討旋挖樁在河湖地區(qū)施工的技術(shù)處理措施和在酸性水質(zhì)較嚴(yán)重的地區(qū)造漿護(hù)壁技術(shù)，對(duì)工程施工及技術(shù)處理具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞河湖地區(qū)；旋挖樁；施工技術(shù)

前言

湖南常德船碼頭機(jī)埠改造、白馬湖連通及白馬湖橋至長勝橋河段景觀綠化工程，位于湖南省常德市濱湖西路，該工程為常德市城區(qū)污水綜合治理項(xiàng)目，屬市政重點(diǎn)工程，由德國漢諾威水協(xié)設(shè)計(jì)，目的是通過引進(jìn)世界上最先進(jìn)的治污理念，將一個(gè)臭氣熏天的大型污水池和一條貫穿常德市江北城區(qū)的污水河改造成常德市集凈化、綠化、美化、亮化于一體的自然景觀走廊和旅游生態(tài)公園。

1 工程概況

船碼頭機(jī)埠改造工程是對(duì)原城郊敞開式污水蓄水池分成兩部分進(jìn)行改造，一部分改造成封閉式污水調(diào)蓄池、箱涵及非雨水泵房，一部分改造為敞開式雨水蓄水池。原污水蓄水池池底標(biāo)高為黃海高程26.5米，四周頂部高程為33.5米。封閉式污水調(diào)蓄池、箱涵及非雨水泵房設(shè)計(jì)底部標(biāo)高為24.7米，局部底部標(biāo)高為23.9米，高低差為8.8米至9.6米，四周臨街道和高層住宅區(qū)，距離為5米至12米，因場(chǎng)地局限，不能采用大開挖放坡方式，故經(jīng)專家討論后，決定采用成孔灌注樁進(jìn)行基坑支護(hù)，護(hù)壁樁設(shè)計(jì)為長24米至26米，直徑1.2米，間距1.5米，成樁總根數(shù)230根。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)地勘報(bào)告揭示，該區(qū)域地質(zhì)情況從上至下依次為素填土、淤泥質(zhì)粉土、粉砂、砂卵石層，具體內(nèi)容描敘為：

1、素填土：土層標(biāo)高范圍為33.5米至25米，灰黃色、灰褐色，成分為粘性土、粉土，少量為粉砂，局部含少量卵石等，上部夾碎磚渣、石灰渣等建筑垃圾及植物根莖，下部含少量腐殖質(zhì)、貝殼等，松散、稍濕。

2、淤泥質(zhì)粉土：土層標(biāo)高范圍為25米至19.3米，青灰色，含有機(jī)質(zhì)，粉砂與粉土呈互層狀，搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，軟朔，很濕。

3、粉砂：土層標(biāo)高范圍為19.3米至14.86米，灰色，含石英細(xì)砂，粘土質(zhì)，微量鐵質(zhì)、云母，夾粉土團(tuán)塊及薄層，松散、飽和。

4、圓礫：土層標(biāo)高范圍在14.86米以下，青灰色，填充物為砂、泥質(zhì)，大于5毫米的顆粒約占80%，一般粒徑1厘米至5厘米，個(gè)別大于8厘米，呈次圓狀，母巖成分為石英砂巖，硅質(zhì)巖，燧巖等，松散，飽和。經(jīng)試鉆樁孔有20厘米的圓碩石頭。有豐富的地下水流，地下水壓力特別大，水質(zhì)酸性重。該區(qū)域?yàn)榈湫秃雍_積土質(zhì)。

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況描述

原污水蓄水池南邊為濱湖路人行道，寬為5米至5.4米，綠化和管網(wǎng)占道2.5米；北面為土堤，最寬處為11米，臨“和遠(yuǎn)?公園世家”小區(qū)；西邊道路寬4米至7米，臨“和遠(yuǎn)?公園世家”小區(qū)進(jìn)出道路。西邊道路旁邊有“和遠(yuǎn)?公園世家”小區(qū)臨建辦公樓，地下埋設(shè)有高壓電纜，對(duì)樁機(jī)施工具有一定影響，需要填筑土方5米至8米。因南邊道路寬度同樣不能滿足施工要求，需要填筑2米至3米寬土，拆除綠化帶，并對(duì)濱湖路圍擋5米寬。護(hù)壁樁澆筑混凝土?xí)r，場(chǎng)內(nèi)道路尚未貫通，對(duì)混凝土運(yùn)輸帶來較大的難度，需提前對(duì)四周道路改造、硬化。南邊護(hù)壁樁施工距離較長，泥漿池開挖有很大困難，需在原污水蓄水池斜坡邊砌筑開挖泥漿池，砌筑時(shí)需對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理。

由于地質(zhì)復(fù)雜，場(chǎng)地狹窄，工期要求緊，采用人工挖孔樁存在安全隱患，且常德市幾乎不采用人工挖孔施工；采用常規(guī)反循環(huán)樁機(jī)施工，但反循環(huán)樁機(jī)施工進(jìn)度非常滯緩，樁機(jī)布置太多則無處設(shè)置泥漿池；而錘擊成孔樁不但進(jìn)度慢，淤泥容易污染街道，對(duì)常德市創(chuàng)建文明衛(wèi)生城市不利，故最后決定采用最先進(jìn)的旋挖樁機(jī)施工。

4 旋挖樁機(jī)成孔時(shí)出現(xiàn)的主要問題

旋挖樁機(jī)在常德市河湖地區(qū)很少使用，僅在石長鐵路復(fù)線施工時(shí)使用過，但因當(dāng)?shù)赜倌鄬涌s頸嚴(yán)重，卵石層極易塌孔，泥漿護(hù)壁難度大，最后不得已放棄了使用旋挖成孔，而采用錘擊成孔灌注樁施工。

本工程施工過程中，進(jìn)場(chǎng)了一臺(tái)湖南中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司生產(chǎn)的ZR220C型號(hào)旋挖樁機(jī)，在試打1根樁至13米時(shí)，同樣出現(xiàn)了以上類似問題。本人提出采用粘土或黃土立即填埋方案，然后要求中聯(lián)重科派地質(zhì)專家和一流司機(jī)來現(xiàn)場(chǎng)會(huì)商。經(jīng)反復(fù)討論和熟練司機(jī)操作，第1根樁在1天內(nèi)終于試打成功。樁機(jī)施工時(shí)，還發(fā)現(xiàn)了以下問題：

1、泥漿池土質(zhì)松散，漏漿嚴(yán)重，；樁孔素填土部份有漏漿現(xiàn)象，卵石層水壓大，極易稀釋。

2、采用原孔內(nèi)土質(zhì)造漿或現(xiàn)場(chǎng)取土造漿不能滿足要求。

3、造漿水質(zhì)酸性較重。

4、地下水豐富，水壓大。

5、卵石松散，跨孔嚴(yán)重。

5 主要技術(shù)措施及方案

1、工藝流程：

特殊地基處理→泥漿池→埋設(shè)護(hù)桶→鉆機(jī)就位、校正、鉆孔→造漿、護(hù)壁→成孔、清渣、清孔→鋼筋籠制作、吊裝→導(dǎo)管安裝→漏斗安裝→混凝土灌注→導(dǎo)管拆除、清洗。

2、施工方案：

本施工方案的重點(diǎn)是工藝流程的前五個(gè)流程，后面的流程與錘擊成孔區(qū)別不大。

（1）特殊地基處理主要指對(duì)污水蓄水池西邊和南邊邊坡的處理。南邊邊坡坡比為1:1.5，西邊邊坡坡比為1:1，邊坡雜草清除后將斜坡開挖成兩個(gè)臺(tái)階。因旋挖樁機(jī)重量達(dá)70噸以上，施工時(shí)要注意承重地面用粘土分層碾壓，每層厚度300毫米以內(nèi)，用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。外邊坡用編織袋裝土分層碼堆，每層向后退30毫米。為防止填土下沉導(dǎo)致樁機(jī)傾覆，可在邊坡鋪6米長，2米寬，20毫米厚的鋼板，隨樁機(jī)轉(zhuǎn)移而移動(dòng)。

（2）泥漿池設(shè)置：因場(chǎng)地特殊，北邊泥漿池根據(jù)一根樁的泥漿用量用挖機(jī)開挖，在底部和四周鋪設(shè)一層防滲厚塑料薄膜或彩條布后，再注水造漿，以免因土質(zhì)松散漏漿；西邊樁成孔時(shí)，回漿修筑臨時(shí)明溝流入北邊泥漿池，樁孔注漿采用泥漿泵抽取；因南邊坡度較緩，且池邊有毛石擋土墻，可在臨污水蓄水池邊，毛石擋土墻上砌筑泥漿池，并挖除邊坡土方。為防止跑漿，砌筑砂漿必須飽滿，并且內(nèi)墻需用水泥砂漿粉刷?；貪{與注漿即采用以上方法。

（3）旋挖樁護(hù)筒采用10毫米厚鋼板制作，護(hù)筒長度為2米，直徑比設(shè)計(jì)樁徑大20厘米，護(hù)筒須垂直埋設(shè)，并高出地面40厘米，其頂面中心與設(shè)計(jì)樁位中心線重合，偏差不大于2厘米，傾斜度不大于1%。護(hù)桶一側(cè)開孔200毫米×200毫米，便于回漿流入泥漿池。

（4）鉆機(jī)就位、校正、鉆孔：旋挖樁機(jī)科技含量較高，就位、校正均可通過駕駛室電子屏控制，鉆孔到護(hù)桶以下就要進(jìn)行注漿護(hù)壁。

（5）造漿、護(hù)壁：造漿、護(hù)壁是成孔灌注樁的關(guān)鍵工序。一般情況下采用粘土、黃土造漿，或采用快化膨潤土造漿即可進(jìn)行護(hù)壁，且配比相對(duì)較低。由于本項(xiàng)目地下水極其豐富，且壓力大，地下水和施工用水酸性均較重，除在泥漿中除采用快化膨潤土外，還需要加入一定比例的火堿和纖維素來造漿，在泥漿池內(nèi)充分?jǐn)嚢杈鶆颍唧w辦法是采用多臺(tái)污水泵加空壓機(jī)沖氣來增加池中的泥漿充分?jǐn)噭?dòng)，待泥漿比重達(dá)到1：1.2后方能進(jìn)行鉆機(jī)作業(yè)。

3、關(guān)鍵技術(shù)措施：

首先，泥漿配比是否合理是旋挖成孔的關(guān)鍵所在。經(jīng)反復(fù)對(duì)比試驗(yàn)，水、膨潤土、火堿及纖維素最佳配比為：10.0:1.0:0.05:0.01。膨潤土主要是調(diào)整泥漿濃度，火堿是中和酸性水質(zhì)，纖維素則是加快泥漿護(hù)壁凝固，防止水壓大沖垮護(hù)壁，導(dǎo)致垮孔。

其次，是鉆孔速度需控制好。鉆孔作業(yè)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，因故停鉆，必須把鉆頭提出，以防埋鉆。同時(shí)需保持孔內(nèi)泥漿面高度和泥漿比重、粘度符合要求。鉆進(jìn)過程中，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充損耗、漏失的泥漿，保證鉆孔中的泥漿濃度，防止發(fā)生坍孔、縮孔。當(dāng)鉆孔距設(shè)計(jì)標(biāo)高1米時(shí)，需注意控制鉆進(jìn)的深度和速度，防止超鉆。鉆進(jìn)深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，須測(cè)量深度，待確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行清孔。

6 結(jié)論

本工程成孔灌注護(hù)壁樁共計(jì)230根，2臺(tái)旋挖樁機(jī)施工時(shí)間約40天，每天每臺(tái)樁機(jī)施工3至4根。其中，第一臺(tái)樁機(jī)的第一根樁和第二臺(tái)樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)的第一根樁均出現(xiàn)了嚴(yán)重垮孔，主要技術(shù)原因是鉆孔速度和泥漿配比出現(xiàn)問題導(dǎo)致，解決的方法是采用黃土填埋五天后重新鉆孔。根據(jù)實(shí)際成孔情況，可以判定：水質(zhì)酸性較嚴(yán)重的河湖地區(qū)，只要采用的技術(shù)適當(dāng)，完全可以采用旋挖樁機(jī)施工，如此不但速度快，而且質(zhì)量好、安全可靠、造價(jià)適中。