于金龍 瞿 峽

(中交一航局第二工程有限公司， 山東 青島 266022)

0 引言

廣東玉湛高速公路項目具有工程規(guī)模大、工期緊、混凝土耐久性指標(biāo)要求高、部分樁基穿越較厚的砂層，樁孔坍塌風(fēng)險性大等特點，由于旋挖鉆機具有適用各種地質(zhì)條件、施工效率高等優(yōu)點，經(jīng)過各方面綜合考慮，決定本項目采用以旋挖鉆機為主，輔以沖擊鉆、正反循環(huán)鉆機。

1 旋挖成孔工藝原理

旋挖鉆成孔工藝原理是利用鉆機的筒式鉆頭不斷的回轉(zhuǎn)，切入孔內(nèi)巖土層并將渣土裝入鉆頭，之后利用旋挖鉆機的伸縮鉆桿將鉆頭提出孔外卸渣，渣土車裝運至棄土場。如此循環(huán)，不斷地取、卸、外運渣土，直到鉆至樁基設(shè)計底標(biāo)高。對于粘性較好的巖土層，可以不需要泥漿護壁，采取干式或注入清水的工藝鉆進。但對于松散且易坍塌的巖土層，護壁不穩(wěn)定，必須采用泥漿護壁。

2 旋挖鉆主要工藝流程

2.1 施工準(zhǔn)備工作

施工準(zhǔn)備最關(guān)鍵的是泥漿的制備。施工過程中使用適宜的泥漿護壁，可有效防止孔壁坍塌，通常情況下可使用優(yōu)質(zhì)的膨潤土制備泥漿，必要時可摻入少量工業(yè)純堿、聚丙烯酰胺或者纖維素。

2.2 樁位放樣

樁基的平面定位應(yīng)采用坐標(biāo)放樣法，復(fù)核后在樁中心位置釘以木樁，同時以樁中心為交點，在橫縱兩個方向設(shè)置好護樁，測量定位同時關(guān)系到鉆孔時的垂直度。

2.3 護筒埋設(shè)

鋼護筒加工要使用不小于10mm厚的鋼板，護筒長度一般控制在2～4m（設(shè)計要求使用長護筒的除外），護筒直徑大于樁徑20cm左右，并在護筒的上方外緣處預(yù)留出漿口。為防止施工過程中護筒下沉，在護筒兩端焊接兩根擔(dān)鐵。護筒埋設(shè)通過人工和機械相互配合完成，護筒埋設(shè)時，利用預(yù)先埋設(shè)好的 4個護樁形成的十字線確定護筒位置，其誤差不應(yīng)大于2cm，并嚴格控制護筒埋設(shè)的豎直度。

2.4 鉆機就位與鉆孔

鉆機就位后，操作鉆機確保鉆頭的垂直度開始鉆孔，待鉆頭沒入原地面后，向孔內(nèi)注入已配制好的泥漿。在鉆進過程中，根據(jù)不同巖土層控制鉆孔速率，當(dāng)鉆至軟弱土層時可適當(dāng)提高鉆進速率，鉆至夾層時（軟硬變化處），為防止鉆頭傾斜，應(yīng)適當(dāng)減慢鉆進速率。當(dāng)鉆至較硬的地質(zhì)條件時，應(yīng)減緩鉆進速率，并適當(dāng)對鉆桿加壓。當(dāng)鉆至砂層時，極易坍塌，應(yīng)立即降低鉆進速率，緩慢鉆進，及時調(diào)整泥漿的比重、粘度，提高護壁的質(zhì)量。在易鉆進的地層，需通過多次掃孔，保證樁基的孔徑。

旋挖鉆機鉆進依靠鉆桿及鉆頭的自重，筒式鉆頭上的斜向斗齒在不斷回轉(zhuǎn)的過程中切入巖土層，并將渣土推入斗內(nèi)從而完成鉆進、取土操作。當(dāng)遇到硬質(zhì)巖土層時，需通過不斷加大油門對鉆桿施壓，確保斜向斗齒切入巖土層中，完成鉆孔、取土作業(yè)。

鉆進過程中可通過旋挖鉆機自動測量系統(tǒng)檢測孔深，并按照地勘圖紙不斷的調(diào)整鉆進技術(shù)參數(shù)，當(dāng)達到設(shè)計孔底標(biāo)高后（用測繩實測），不斷向孔內(nèi)注入新鮮泥漿進行清孔，逐漸降低孔內(nèi)泥漿的沉淀物數(shù)量，直至泥漿穩(wěn)定不沉淀。

2.5 清孔及鋼筋籠安裝

清孔是通過不斷的抽取孔內(nèi)泥漿，并注入新鮮泥漿，將孔內(nèi)的鉆渣等沉淀物排出，達到降低孔內(nèi)沉淀物數(shù)量的目的。合理清孔可改變泥漿的比重，維持孔內(nèi)護壁不塌孔，為水下混凝土灌注創(chuàng)造良好條件。

鋼筋籠安裝使用扁擔(dān)梁、吊車吊起鋼筋籠，人工指揮吊車吊入孔內(nèi)，鋼筋籠吊入過程中不能發(fā)生變形、開焊的現(xiàn)象。吊裝鋼筋籠過程中要保證籠體垂直，緩慢吊入孔內(nèi)，入孔時嚴禁鋼筋籠不停的旋轉(zhuǎn)，避免鋼筋籠強力碰撞護壁，鋼筋籠下放完成后，使用兩根圓鋼制作的吊筋將鋼筋籠固定于孔口。

2.6 灌注混凝土

混凝土灌注的是灌注樁工程最后工序，也是最為關(guān)鍵的。澆注混凝土前要下導(dǎo)管，導(dǎo)管在開工之前要做密水試驗，并且在導(dǎo)管上標(biāo)上序號，按編號順序?qū)?dǎo)管下入孔內(nèi)。在灌樁前，再次檢測一次孔深，并與清孔后的孔深做對比，確定此時的沉渣厚度滿足圖紙及設(shè)計要求后，將導(dǎo)管底口放至距離孔底30～50cm處，開盤灌注水下混凝土。

采用大料斗灌注首盤混凝土，保證導(dǎo)管據(jù)孔底的距離從而確保首盤混凝土封底密實，首盤混凝土開始下落后，加大罐車油門，混凝土連續(xù)灌注。灌注過程要注意，要始終保持導(dǎo)管沒入已澆筑混凝土面2～6米，樁基灌注完畢后，快速拔除護筒。

3 質(zhì)量控制及常見問題防治措施

3.1 孔底沉渣控制

按照本項目設(shè)計要求，摩擦樁樁底沉渣厚度應(yīng)小于15cm，孔底沉渣清除不完全，將導(dǎo)致樁基承載力不足。沉渣厚度無法滿足規(guī)范及圖紙要求的主要原因有：泥漿比重、粘度、含砂率等主要性能指標(biāo)不滿足要求。因此在實際施工中，應(yīng)根據(jù)地下水位的高低以及地勘圖所示地層情況來配制泥漿。若泥漿比重太高，則會在孔壁形成一層泥皮，降低成樁混凝土與土層的摩擦力，從而降低摩擦樁基的承載力，倘若泥漿比重過低，則其浮力不足，無法起到攜渣外排的效果。

第一次清孔時，應(yīng)不斷向孔內(nèi)注入新鮮泥漿，將孔內(nèi)含有沉渣、含砂率高、性能指標(biāo)差的泥漿置換出來。二次清孔時，為達到更好的清孔效果，宜用泵吸的方式。

3.2 孔壁坍塌控制

孔壁坍塌的主要原因有：鋼護筒埋設(shè)深度不足、孔口排漿不暢、泥漿的粘度不足、護壁效果差、下放鋼筋籠時碰撞孔壁或鉆孔樁地質(zhì)與設(shè)計嚴重不符等。為解決和避免此類現(xiàn)象，首先，操作人員應(yīng)熟悉地勘資料，全面了解鉆孔灌注樁的地質(zhì)情況，能夠根據(jù)地質(zhì)適時調(diào)整泥漿比重及鉆進速度；其次，埋設(shè)鋼護筒深度滿足要求，孔口高出原地面30cm，保證孔口排漿暢通。鋼筋籠垂直入孔，緩緩下放，防止偏斜或晃動觸碰護壁；再次，遇到特殊地層時應(yīng)立即調(diào)整的泥漿性能指標(biāo)，采用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁。最后，遇到不穩(wěn)定的地層時，可在二次清孔時使用高比重的泥漿，保證孔內(nèi)的穩(wěn)定，并及時灌注水下混凝土。

3.3 卡管控制

卡管多數(shù)來源于混凝土自身質(zhì)量的的原因，如坍落度不足、和易性不好、拌和不均勻、石子過大或夾有大塊石、混凝土離析、雨天運輸混凝土未遮擋、導(dǎo)管連接處滲水等，混凝土受到孔內(nèi)泥漿的沖刷，大量水泥漿被沖走，導(dǎo)致石子集中堵塞導(dǎo)管。處理時可采取沖搗導(dǎo)管的方式，并用吊機牽引導(dǎo)管上下晃動。如以上方法不行，則需將導(dǎo)管提出孔內(nèi)，清理導(dǎo)管內(nèi)的混凝土，重現(xiàn)安裝導(dǎo)管完成后續(xù)灌注作業(yè)。

如遇混凝土供應(yīng)不及時等不可抗力，導(dǎo)致已灌注混凝土初凝，此時導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落阻力加大，極易導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞。如各項指標(biāo)均已標(biāo)明，孔內(nèi)混凝土已初凝，且導(dǎo)管已堵塞，此時需將導(dǎo)管拔出，終止灌注作業(yè)。旋挖鉆機及時就位，使用小鉆頭清除孔以內(nèi)混凝土，需注意鉆孔不要與鋼筋籠接觸，避免發(fā)生卡鉆，之后將鋼筋籠骨架提出，填塞粘土及砂礫，沉降密實后重新鉆進成孔。

3.4 鋼筋籠上浮控制

鋼筋籠上浮的原因除了有時因?qū)Ч芴嵘醋′摻罨\導(dǎo)致外，多數(shù)情況下是由于混凝土灌注速度過快，致混凝土從導(dǎo)管底部快速沖出，并向上形成反沖之力，將鋼筋籠向上頂推致鋼筋籠上浮。為了預(yù)防鋼筋籠上升，不僅要在灌注混凝土前對鋼筋籠進行適當(dāng)加固，同時在每灌注一定深度后，適當(dāng)減緩混凝土灌注速度。如遇鋼筋籠上浮，應(yīng)立即暫停灌注，利用鋼筋籠的自重使鋼筋籠自然下沉到設(shè)計位置，同時利用吊車吊起導(dǎo)管，并快速下插，帶動導(dǎo)管周圍混凝土及鋼筋籠下沉。

4 結(jié)束語

旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有適用性好、施工效率高、操作簡單等優(yōu)點，因此在地基處理施工中具有廣泛的應(yīng)用性。由于鉆孔灌注樁大部分是在水下施工作業(yè)，幾乎每個工序都是隱蔽工程施工，施工過程中極易產(chǎn)生各類質(zhì)量問題，不易察覺，導(dǎo)致樁基質(zhì)量問題。旋挖鉆進速度快，鉆進過程中能及時將渣土抓出孔內(nèi)，而不是利用泥漿沖緩慢洗清理渣土，因此樁基終孔時孔內(nèi)沉渣數(shù)量少，可有效減少清孔時間，進而加快旋挖成孔、灌注的工效，同時能夠更好的保證施工質(zhì)量。

[1]王斌.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制措施.建筑技術(shù)第41卷第10期.

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