岳金鑫 曹瑞娟

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046204)

旋挖鉆孔灌注樁施工管理方法

岳金鑫 曹瑞娟

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046204)

通過對(duì)某工程施工區(qū)地質(zhì)狀況的分析，選擇使用旋挖鉆機(jī)施工的方式，詳細(xì)介紹了該工法的施工工藝流程及各施工環(huán)節(jié)需注意的事項(xiàng)，并提出了具體的通病預(yù)防措施，以達(dá)到高效高質(zhì)完成樁基施工的目的。

地質(zhì)，土層，施工工藝，鉆孔，措施

1 工程及地質(zhì)概況

本工程為我國山西省長治市某煤礦2個(gè)萬噸煤倉基礎(chǔ)，采用混凝土鉆孔灌注樁工藝，樁徑為800 mm，樁型為端承嵌巖樁，樁端嵌入弱風(fēng)化巖層2 m以上，選用C40商品混凝土，共有242根樁，工期25 d，其中最深的樁達(dá)48 m，最淺的樁為35 m，大多數(shù)樁的深度達(dá)40 m以上。本工程地質(zhì)較差，上部為軟土層，其埋深為8 m～10 m；第②層為粉質(zhì)粘土層，埋深為13 m～20 m，中間夾雜有2層粉細(xì)砂層，厚度為2.5 m～3.5 m；第③層為強(qiáng)風(fēng)化巖石層，埋深為33 m～45 m，第④層為弱風(fēng)化巖石層，地下水位在15 m～17 m，灌注樁施工要穿過軟土層、粉質(zhì)粘土層、強(qiáng)風(fēng)化巖石層、弱風(fēng)化巖層，中間還要通過粉細(xì)砂層及地下水，地質(zhì)條件復(fù)雜。

2 工藝選擇

在實(shí)際施工中，該工程地質(zhì)條件復(fù)雜，地基持力層(風(fēng)化巖石層)呈斜坡走向且埋深較深，導(dǎo)致地基承載力不均勻且持力層較深，一般基礎(chǔ)不符合設(shè)計(jì)承載力要求。樁基礎(chǔ)以其承載力穩(wěn)定，適應(yīng)各種復(fù)雜地基，而且相比同等承載力的基礎(chǔ)造價(jià)低廉等優(yōu)勢被本工程設(shè)計(jì)施工所采用。本工程的工程量大，工期較短，樁基礎(chǔ)的施工深度大，如果某一根樁出現(xiàn)質(zhì)量問題，則需要進(jìn)行二次補(bǔ)樁，影響了今后工程進(jìn)度。這就要求公司從人員、機(jī)械、材料、方法等方面都要協(xié)調(diào)組織好，嚴(yán)格把好每一道質(zhì)量關(guān)、進(jìn)度關(guān)。

3 設(shè)備選用

按照本工程施工區(qū)的地質(zhì)狀況，以及之前積累的施工經(jīng)驗(yàn)等，本工程選用徐工集團(tuán)生產(chǎn)的420/1050型旋挖鉆機(jī)。根據(jù)不同土層選用不同的鉆具：軟土層及粉質(zhì)粘土層采用瓜瓣式鉆頭進(jìn)行成孔，風(fēng)化巖層采用帶合金鋼鉆齒的筒鉆進(jìn)行成孔，成孔后采用撈渣鉆頭進(jìn)行清底。選擇使用旋挖鉆機(jī)的優(yōu)勢：1)該鉆機(jī)能夠靠履帶系統(tǒng)自行走，在樁孔之間的移動(dòng)容易，節(jié)約了較多的移車時(shí)間。2)該鉆機(jī)的底盤能夠自動(dòng)微調(diào)平，只要將鉆機(jī)初找平就可以，節(jié)省了鉆機(jī)調(diào)平時(shí)間。3)該鉆機(jī)有鉆桿導(dǎo)向調(diào)節(jié)裝置，鉆桿的垂直度、深度等都能夠通過車載電腦顯示出來，提高了成孔質(zhì)量。4)旋挖式鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度快，形成鉆孔的時(shí)間短，而且可以根據(jù)不同的土層來選擇合適的鉆頭進(jìn)行作業(yè)。

4 施工工藝

4.1 施工準(zhǔn)備

由于鉆機(jī)是坐落在雜填土地基上面的，根據(jù)施工現(xiàn)場的狀況，雜填土地基較軟，會(huì)造成樁垂直度不合格及鉆機(jī)存在傾覆危險(xiǎn)等。根據(jù)雜填土層的現(xiàn)實(shí)情況，采用大于60 cm的碎石屑進(jìn)行填、壓，保證鉆機(jī)處于平穩(wěn)的狀態(tài)。提前核實(shí)好鋼筋、混凝土等大宗材料及備件、配件等的數(shù)量及質(zhì)量要求。提出材料使用計(jì)劃，落實(shí)貨源進(jìn)貨渠道，提前購置確保使用。采購的材料必須符合設(shè)計(jì)要求，具有相應(yīng)的材質(zhì)合格證明資料，并按規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)檢。

4.2 制備泥漿

制漿設(shè)備及場地：泥漿攪拌機(jī)2臺(tái)，3PN泵2臺(tái)，泥漿泵3臺(tái)，旋流器1臺(tái)，泥漿送、回漿管道200 m，比重計(jì)1個(gè)，制漿池1個(gè)(10 m×3 m×3 m)，沉淀池(4 m×4 m×2 m)等。本工程采用鈉基膨潤土(堿性土)進(jìn)行制漿。泥漿具有護(hù)壁、攜砂、冷卻和潤滑的作用，其中主要是保護(hù)孔壁、防止塌孔?，F(xiàn)場用膨潤土制備護(hù)壁泥漿,定期用泥漿比重計(jì)檢測泥漿稠度,粘度。泥漿比重控制在1.1～1.15；在易塌孔的粉細(xì)砂層中成孔時(shí)，泥漿比重應(yīng)加大至1.15～1.2以上。泥漿在鉆孔中的作用：在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力，可以平衡孔內(nèi)地下水對(duì)孔壁壓力，可防止塌孔；在鉆進(jìn)過程中，因鉆頭的旋轉(zhuǎn)作用在孔壁表面形成一層膠泥，具有堵漏作用；泥漿具有懸浮并攜帶鉆渣作用，利于鉆渣排出；泥漿起到潤滑作用兼顧保護(hù)鉆具，提高效率。

4.3 鉆進(jìn)成孔

旋挖鉆機(jī)由于自身重量較大，所以要求鉆機(jī)工作區(qū)域的地基必須堅(jiān)實(shí)，防止在鉆進(jìn)過程中由于地基變形造成鉆機(jī)移位。鉆機(jī)入位后，首先將鉆機(jī)調(diào)平，再將鉆桿調(diào)垂直，鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)樁位，使鉆桿、鉆頭、樁中心三點(diǎn)成一線，垂直度由鉆機(jī)儀表指示確定。

旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)雜填土層及粘土砂層容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，一定要輕壓慢轉(zhuǎn)、慢放慢提，鉆進(jìn)過程中隨時(shí)注意地層變化、儀表顯示，嚴(yán)格控制回次進(jìn)尺，操作人員必須慢提慢放，盡量減輕鉆具對(duì)孔壁的擾動(dòng)，防止塌孔；初見地下水時(shí)要加漿鉆進(jìn)，始終保持泥漿液面高于地下水位1.0 m以上。在到達(dá)風(fēng)化巖石層時(shí)改用筒鉆進(jìn)行鉆進(jìn)，應(yīng)低沖程，慢進(jìn)尺，使孔口形成圓滑，直順狀態(tài)，這樣既可控制塌方，也可起導(dǎo)向作用。鉆進(jìn)過程中要及時(shí)調(diào)整泥漿比重，在正常情況下鉆進(jìn)的泥漿比重應(yīng)控制在1.2以內(nèi)，若在鉆進(jìn)砂層或夾砂層時(shí)，為便于攜砂，泥漿比重應(yīng)在1.2以上。

在鉆孔時(shí)要注意下面幾點(diǎn)：1)始終保持孔內(nèi)外的水位差和泥漿濃度，防止塌孔。2)根據(jù)地層報(bào)告情況控制鉆進(jìn)速度，同時(shí)及時(shí)注意將鉆渣與地質(zhì)情況進(jìn)行對(duì)比，出現(xiàn)實(shí)際地層與勘察報(bào)告不符合要及時(shí)與相關(guān)方溝通。3)鉆進(jìn)過程中不宜中途停鉆，以免由于停滯時(shí)間過長造成塌孔。4)鉆孔過程中應(yīng)按照?qǐng)D紙及規(guī)范要求對(duì)各個(gè)參數(shù)如孔徑、深度、樁位、孔底沉渣情況及傾斜度等進(jìn)行驗(yàn)收。5)樁中心距小于4倍樁徑的樁基要隔排隔樁跳打，保證已澆筑混凝土不受鄰樁成孔時(shí)的影響，相鄰樁位盡量不要連續(xù)成孔。6)成孔、灌注后在孔口加蓋篦子，防止人員掉入孔內(nèi)。

4.4 鋼筋籠制安

鋼筋籠制作采取支承架成型法，采用雙面搭接焊加工制作。嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行制作，接口處要打彎，保證接口處與主筋同心。在鋼筋籠上設(shè)置定位鋼筋環(huán)，以確保保護(hù)層厚度。要確保主筋通長順直，主筋、加強(qiáng)筋及繞筋要間距均勻，焊口不得燒傷主筋，焊縫要飽滿，焊接長度要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。各項(xiàng)誤差要控制在規(guī)范范圍之內(nèi)。下放時(shí)，應(yīng)吊直對(duì)準(zhǔn)樁孔慢放入孔內(nèi)，遇阻礙時(shí)，應(yīng)查明原因不得強(qiáng)行下插，應(yīng)慢起慢放，正反旋轉(zhuǎn)數(shù)次逐步下放到位。必須精確計(jì)算鋼筋籠安放深度，鋼筋籠下放完畢后，將吊筋固定在孔口井門板上。

4.5 樁孔清孔

樁基工程施工中，清孔工作尤為重要，主要是清除孔底沉積的鉆渣，保證混凝土能直接與持力巖層接觸，從而確保樁基質(zhì)量及承載力。清孔時(shí)，提升沖錘在孔內(nèi)進(jìn)行上下攪動(dòng)，同時(shí)注入拌制好的泥漿，與孔內(nèi)的泥漿及鉆渣進(jìn)行中和，再用泥漿泵將中和后的泥漿及鉆渣通過回漿管回抽到泥漿沉淀池中沉淀，沉淀后的泥漿再通過旋流器將砂粒及鉆渣分離出來，分離后的泥漿注入到泥漿池中重新加入膨潤土，火堿及纖維素等進(jìn)行制漿。在進(jìn)行清孔的時(shí)候，現(xiàn)場質(zhì)檢員要及時(shí)觀測置換出的泥漿密度，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后及時(shí)進(jìn)行混凝土灌注。嚴(yán)禁用加深孔深的方法代替清孔。

4.6 混凝土灌注

清孔后要及時(shí)安裝導(dǎo)管進(jìn)行混凝土灌注。根據(jù)孔深配置導(dǎo)管長度。在澆筑前必須檢查導(dǎo)管的密封性，確保導(dǎo)管密封不滲水。將導(dǎo)管居中下放到離孔底0.3 m～0.5 m，導(dǎo)管上口接漏斗，并設(shè)隔水栓。待漏斗中裝滿混凝土后,放開隔水栓,混凝土從漏斗底迅速下落,將導(dǎo)管內(nèi)泥漿全部壓出,并使導(dǎo)管下口埋入孔底混凝土內(nèi)1.0 m以上，隨著混凝土不斷通過導(dǎo)管灌入孔內(nèi),孔內(nèi)泥漿不斷被頂托升高,同時(shí)不斷提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管,保證導(dǎo)管在灌注過程中埋深在2 m～6 m，直至灌注混凝土完畢。灌注水下混凝土是鉆孔灌注樁施工最后一道關(guān)鍵性的工作,其施工質(zhì)量嚴(yán)重影響樁的質(zhì)量,必須注意以下幾點(diǎn):

1)要認(rèn)真檢查商品混凝土出廠合格證、材料檢驗(yàn)報(bào)告、配合比及開盤鑒定表等質(zhì)保文件，按規(guī)定留置試塊。2)必須保證混凝土初灌量。漏斗的容積應(yīng)在1 m3以上。3)混凝土灌注必須連續(xù)作業(yè),避免中途中斷施工，必要情況下中斷時(shí)間不得超過30 min。4)要控制混凝土的坍落度，施工過程中嚴(yán)禁隨意改變配合比。5)灌注過程中要保證導(dǎo)管的埋深，堅(jiān)決杜絕導(dǎo)管拔離混凝土面。

5 質(zhì)量通病與預(yù)防

5.1 竄孔

導(dǎo)致竄孔的原因有：土層中有粉土粉細(xì)砂層、軟流塑層；成孔或灌注過程中由于沖擊能量過大導(dǎo)致孔壁竄通。控制措施：1)樁中心距小于4倍樁徑的樁基要隔排隔樁跳打，相鄰樁位盡量不要連續(xù)成孔。2)盡量在相鄰樁孔灌注后再進(jìn)行成孔作業(yè)。

5.2 樁位偏差

一般有樁平面偏差和垂直度超標(biāo)偏差兩種。多由于場地原因，樁機(jī)對(duì)位后產(chǎn)生傾斜；測量人員對(duì)樁位放樣時(shí)精度不高；鉆進(jìn)時(shí)鉆桿跑偏等造成?？刂拼胧?)施工前清除地下障礙，平整壓實(shí)場地以防鉆機(jī)偏斜。2)樁位放樣時(shí)認(rèn)真仔細(xì)，嚴(yán)格控制誤差。3)樁機(jī)的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進(jìn)過程中注意檢查復(fù)核。

5.3 塌孔

導(dǎo)致塌孔的主要原因有：鉆進(jìn)時(shí)泥漿比重和粘度偏??；在松散砂層中鉆進(jìn)太快，樁間距較近，地層受到上一根樁施工的擾動(dòng)；孔內(nèi)泥漿面下降沒有及時(shí)補(bǔ)漿;成孔后停滯時(shí)間太長；吊入鋼筋籠、導(dǎo)管時(shí)碰撞孔壁等。預(yù)防措施：適時(shí)調(diào)節(jié)泥漿參數(shù)，在松軟砂層中鉆進(jìn)時(shí)適當(dāng)控制鉆進(jìn)速度，可采用隔一打一的方法施工，及時(shí)補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿，成孔后積極組織后續(xù)工作，盡量減少停滯時(shí)間，吊放鋼筋籠和導(dǎo)管時(shí)要避免碰撞孔壁。

5.4 樁頂標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

樁頂標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計(jì)要求其原因主要是混凝土灌注結(jié)束時(shí)混凝土面測量不準(zhǔn)。預(yù)防措施：灌注臨近結(jié)束時(shí)一定要用探桿多次測量混凝土面標(biāo)高，要考慮混凝土塌落的影響，使樁頂標(biāo)高既滿足設(shè)計(jì)要求又不會(huì)超灌太多。

5.5 斷樁

引起斷樁的原因主要有：1)堵管；2)混凝土灌注過程中導(dǎo)管拔脫混凝土面。a.針對(duì)堵管，主要是因?yàn)榛炷撂涠忍?，停滯時(shí)間過長，沒有控制好泥漿的濃度，混凝土內(nèi)夾有較大的石塊或雜物。預(yù)防措施：混凝土灌注前必須檢查混凝土質(zhì)量，混凝土供應(yīng)必須及時(shí)，保證混凝土連續(xù)灌注；混凝土漏斗上設(shè)置過濾網(wǎng)，防止大的塊體進(jìn)入導(dǎo)管；控制好泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)。b.針對(duì)混凝土灌注過程中導(dǎo)管拔脫混凝土面，主要是混凝土面高度測量不準(zhǔn)或孔口導(dǎo)管長度計(jì)算不準(zhǔn)導(dǎo)管底口拔出混凝土面。預(yù)防措施：在灌注過程中要根據(jù)混凝土灌注量計(jì)算混凝土灌注高度，拆管前一定要測量混凝土面高度，并與孔內(nèi)導(dǎo)管長度進(jìn)行比較計(jì)算，確保導(dǎo)管在混凝土里埋深符合要求。

6 結(jié)語

在復(fù)雜地基上進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工，質(zhì)量事故屢見不鮮，且負(fù)面影響很大。管理人員對(duì)以上問題的重視程度和施工隊(duì)伍的施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生是很重要的。只要堅(jiān)持科學(xué)的態(tài)度，認(rèn)真分析、共同探討，就能杜絕質(zhì)量事故的發(fā)生，就能保證工程施工的順利進(jìn)行，就能取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 204-1996，泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工工藝標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[4] 劉金礪.邱明兵.軟土中群樁承載變形特性與減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2008(16)：29-30.

[5] 蔡文盛.軟土地基鉆孔灌注樁施工質(zhì)量通病與防治[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2000(9)：87-88.

[6] 楊 敏，王樹娟，王伯鈞，等.使用Geddes應(yīng)力系數(shù)公式求解單樁沉降[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1997(20)：116-117.

Constructionmanagementmethodsofrotarydrillingboredpile

YUEJin-xinCAORui-juan

(ShanxiLu’anEngineeringCo.,Ltd,Changzhi046204,China)

Through analyzing the engineering construction region geology conditions, the paper selects rotary driller construction method, introduces its construction technology procedures and construction matters, and puts forward specific disease preventing measures, with a view to improve pile foundation construction quality.

geology, soil layer, construction technology, drill, measure

1009-6825(2014)33-0058-02

2014-09-12

岳金鑫(1983- )，男，工程師 曹瑞娟(1982- )，女，工程師

TU473.14

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