沈若新

摘 要：旋挖鉆成孔因具備效率高、速度快、適用范圍廣、人工成本低等眾多優(yōu)勢，而得以于眾樁基工程中廣泛運用。其中，沉渣超限作為旋挖鉆成孔較為常見的施工問題，成因眾多且預防、控制或是后期補救相對復雜。鑒于此，本文就高鐵樁基旋挖鉆成孔沉渣超限的成因與控制展開全面探討，以饗同仁。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆成孔;沉渣超限;成因與控制

1 沉渣超限的成因分析

（1）地質(zhì)勘察不充分。高鐵項目途經(jīng)路段往往存在軟弱土層，如若前期勘察時不夠充分，以致后期施工時對條件較差地段掌握不夠。在現(xiàn)場作業(yè)時，其泥漿參數(shù)指標、鉆進有關(guān)要求與實際情況不符，就有可能造成塌方、塌孔風險。

（2）設備選型不合理。未充分結(jié)合現(xiàn)場實際地質(zhì)情況來選用合適的機型、鉆頭。現(xiàn)場作業(yè)采用直筒鉆斗，在縮徑位置因側(cè)壁與孔壁結(jié)合過于緊密易形成負壓，造成摩擦增加，孔壁泥皮出現(xiàn)掉落。如若鉆機流水口設置過低，也會增加鉆斗內(nèi)砂土流失量。

（3）護壁泥漿不達標。泥漿護壁效果差，未按設計規(guī)范要求，調(diào)控泥漿的配比、含砂率、膠體率、PH值等主要參數(shù)指標，泥漿密度粘度超標、比重超限、含砂率過大、穩(wěn)定性不夠，造成護壁厚度不滿足要求，致使泥皮脫落，掉入孔底后變?yōu)槌猎s質(zhì)。在鉆孔作業(yè)時，如沒有做好孔壁掉渣處理，易造成砂土雜質(zhì)掉落，致使泥漿指標不合格，嚴重時容易產(chǎn)生側(cè)壁塌方風險。

（4）鉆進作業(yè)不合規(guī)。鉆頭提升時底、頂部有負壓差，提速過快，水流速度也會加快。如果流水通道不暢或沒有合理泄水，那么水流就會沖刷掉側(cè)壁上密實度、內(nèi)聚力不夠的砂土、浮土，這些雜質(zhì)掉落孔底后，就會變成沉渣。

（5）單次進尺過大。鉆進作業(yè)如沒有控制好單次進尺，超過了規(guī)范要求，會造成鉆斗內(nèi)砂土堆積太滿，提升時會隨著泥漿流入孔內(nèi)，變成沉渣。特別是高鐵對樁基要求高，樁孔較深，鉆斗每次提升的時間較長，更容易產(chǎn)生泥漿壓差，進而影響側(cè)壁，隨著泥漿自流的砂土掉落孔底變成沉渣。

（6）孔底擾動過大。鉆機斗門關(guān)閉時重復反轉(zhuǎn)會造成震動過大，對孔底擾動過大，破壞了孔底砂層，形成浮漿，在下一次作業(yè)時，浮漿會擠壓至鉆斗上部，再次提斗后，浮漿就會掉落孔底變成沉渣。

（7）鋼筋籠安裝不規(guī)范。鋼筋籠加工時不合格，直徑過大，運輸不當碰撞造成彎曲變形，下放時沒有控制垂直度等等，這些原因都會造成鋼筋籠難以下放孔內(nèi)，或下放過程中與孔壁擠撞、碰刮致使孔壁泥皮掉落。

（8）清孔處理不徹底。鋼筋籠下放后砼澆筑前，未嚴格按照規(guī)范要求進行二次清孔，以致殘留沉渣較多而影響成樁質(zhì)量。

（9）現(xiàn)場管理不到位。主要表現(xiàn)為施工組織設計不規(guī)范、專項施工方案不科學、現(xiàn)場人員機械物資組織不到位、各個作業(yè)工序脫節(jié)或不連續(xù)等。在成孔后，如果靜置時間過久，那么在泥漿中懸浮的顆粒物就會慢慢沉淀，發(fā)生離析，在孔底變成厚厚的沉渣。

2 沉渣超限的控制措施

2.1 預防措施

（1）做好地質(zhì)勘察。充分掌握項目地質(zhì)情況，為設計、施工單位提供真實可靠的勘察資料，并以此確定相應施工參數(shù)，提升護壁的安全性、有效性。

（2）合理選定鉆進設備。根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，充分掌握高鐵項目巖土層各項情況，做好風險評估，對水文地質(zhì)、地下水類型、水位水深等情況影響做出評價，合理選擇鉆機設備。在遇到厚砂層且徑長較深的樁孔，要選擇錐形鉆具，以減少鉆頭提升和下放時對孔壁造成的碰撞干擾。另外，設置流水口位置應在鉆筒壁頂部，這樣在提鉆時能有效減少砂土掉落。

（3）提升泥漿質(zhì)量。根據(jù)設計、規(guī)范要求，計算好泥漿用材的耗材量，提前做好充分準備，適時對泥漿比重、粘度等主要參數(shù)進行調(diào)整。當?shù)鼗鶐r土中存在粉砂土層或砂層時，要控制好各項性能指標，其中，泥漿比重約1.02～1.10，粘度約18 s～22 s，含砂率≤4%，泥皮厚度<2 mm，PH值>7。

（4）規(guī)范鉆進施工。按照規(guī)范要求，控制鉆進單次進尺量，鉆斗內(nèi)渣土量要低于流水口位置，防止砂土從流水口掉落泥漿中。在提鉆時要嚴格控制速度，遇到易坍塌的土層，要降低提鉆速度，防止流水沖刷側(cè)壁造成砂土掉落泥漿中。鉆進作業(yè)完成后，要盡快將斗門關(guān)閉，防止斗門轉(zhuǎn)動對孔底砂層造成影響。

（5）規(guī)范鋼筋籠安裝施工。加強對鋼筋籠制作的檢驗，防止超過規(guī)范直徑。下放鋼筋籠時要控制垂直度，防止與孔壁擠撞、碰刮。并且，于鋼筋籠下放完成，澆筑樁基砼前，要做好孔底沉渣的清理，確保清理干凈。

（6）加強現(xiàn)場管理。要科學制定施工組織方案和專項施工方案，加強項目管控，組織好人員、機械、物資等各項資源，加快各個工序銜接，確保成孔后的靜置時間不會太長。

2.2 控制措施

（1）一次清孔。待鉆孔到達設計標高后，應先對高回填土、軟弱土層等掃孔，檢查是否存在成孔縮頸或者塌孔的情況，再進行鉆進復測孔深，使用雙底清渣鉆斗，在孔底以上20 cm～30 cm部位處上下移動、空轉(zhuǎn)，吸出孔底沉渣。

（2）二次清孔。在下放鋼筋籠后、澆筑樁基砼前，再次對孔底的沉渣厚度和孔徑等進行復測。如若沉渣超限，就需要開展二次清孔。使用高壓清理設備，沖起孔底沉渣，使得沉渣呈懸浮狀態(tài)，再使用灌注導管進行清理。針對不同現(xiàn)場情況，可以采用泥漿正循環(huán)、泵吸反循環(huán)以及無泥漿循環(huán)等清孔方式。其中，對于樁徑≤1.5 m，樁深≤40 m的樁孔，適用泥漿正循環(huán)方式，沉渣可以附著泥漿中被帶走，相對來說應用范圍不大;對于樁徑>1.5 m、樁深40 m～80 m的樁孔，適用泵吸反循環(huán)方式，其工藝工序較為復雜，應用范圍一般;無泥漿循環(huán)方式應用范圍最廣泛，需要設備較少、作業(yè)工藝簡單便捷、清渣效果明顯，即使存在較長護筒、全護筒以及塌孔等特殊情況，也能發(fā)揮很好作用，能保證成孔質(zhì)量，提升沉渣清理效果。

2.3 補救措施

若旋挖鉆成孔過程中沉渣超限的一系列防控措施未充分起到應有效果，或于澆樁過程中因一些原因?qū)е鲁猎俅卫鄯e，在成樁后發(fā)現(xiàn)樁底沉渣出現(xiàn)超限，則需據(jù)實予以補救處置。

（1）高壓旋噴樁。使用高壓旋噴機對待處治樁基基礎(chǔ)加壓噴射一定比例的水泥漿，使得土體（沉渣）與漿液融成一體，融合為混合固結(jié)體，在水泥膠凝作用下達到一定的強度，達成處治目的。單管旋噴在砂土層中強度能達到5 MPa～7 MPa，在黏土層中強度約為2 MPa～5 MPa;三管旋噴在砂土層中強度能達到5 MPa～7 MPa，在黏土層中強度約為1 MPa～5 MPa。

（2）壓力注漿。通過事先預埋注漿管，在樁基澆筑完成后，將水泥砂漿通過高壓方式注入樁底部的土體中，使沉渣縫隙填充滿水泥砂漿，這樣砼樁身、沉渣和原有土層便形成了一個整體，發(fā)揮了填充密實、固化增強的作用，能有效提高樁基的強度及荷載能力。

（3）預加載法。樁基使用前，通過預先施加荷載，使樁基產(chǎn)生沉降，進而擠壓樁底部的沉渣和原有土層，達到壓實補強的作用。預壓完成后再根據(jù)樁身沉降數(shù)值、樁頂設計標高等進行補高，以確保滿足樁頂標高設計要求。一般來說，該方法應用較少，主要原因是工藝復雜難度大、成本造價比較高，且經(jīng)處理后尚無有效手段對樁基強度和剛度予以檢測。

3 結(jié)語

沉渣超限作為高鐵樁基的常見通病，是導致樁基沉降的重要成因之一。對此，務須切實加強前期地質(zhì)勘察、合理選用鉆具設備、嚴控泥漿質(zhì)量、規(guī)范鉆進作業(yè)、做好清孔處理、據(jù)實予以補救處置，以規(guī)避因沉渣超限而引起的樁基沉降，保障橋梁結(jié)構(gòu)的整體修建質(zhì)量。

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