陳啟秀

（廣東省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心，廣東 廣州 510080）

1 旋挖樁施工的優(yōu)勢(shì)

1.1 適應(yīng)能力強(qiáng)

建設(shè)工程施工所涉及的環(huán)境比較復(fù)雜，人工挖孔樁與傳統(tǒng)的鉆機(jī)相比，其適應(yīng)性較弱，有一定的局限性，旋挖樁施工技術(shù)適合于高速公路、鐵路、橋梁等工程的大孔徑樁基作業(yè)，具有良好的適應(yīng)性。

1.2 成孔速度快

常規(guī)鉆機(jī)與人工挖孔樁相比，成孔速度較慢，特別是人工挖孔樁，由于天氣的限制很大，一旦下雨，幾天內(nèi)都不能施工，無(wú)法保證成孔工作的效率，旋挖鉆機(jī)使用的鉆機(jī)在成孔速度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)的挖孔樁。

1.3 低孔隙綜合成本

常規(guī)人工挖孔樁這種施工方法有較大的局限性，很難保證相關(guān)鉆孔工作的工作效率，不能滿足行距。隨著旋挖鉆機(jī)的逐步普及和人工費(fèi)價(jià)格的日益上升，二者之間的矛盾日益激化，人工挖孔樁比旋挖樁成孔較低的施工成本優(yōu)勢(shì)已蕩然無(wú)存。旋挖樁在施工過(guò)程中，具體流程比較簡(jiǎn)單，鉆機(jī)的磨損比較小，施工周期短，從側(cè)面看，可以節(jié)省周轉(zhuǎn)材料的租賃費(fèi)和管理費(fèi)用和資金利息，在很大程度上降低了行業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

2 工藝流程

目前溶巖地區(qū)樁基成孔采取的護(hù)壁形式主要有鋼護(hù)筒護(hù)壁、高壓旋噴帷幕等，而溶洞處治主要有溶洞預(yù)注漿、套鋼護(hù)筒、拋填法等，成孔過(guò)程主要控制泥漿制備，成孔后采用氣舉反循環(huán)清孔方式提高效率。在樁基礎(chǔ)施工中往往是護(hù)壁方式與溶洞處理相結(jié)合，或者是多種處理方法相結(jié)合來(lái)使用，并且處理的時(shí)間也會(huì)各不相同。

本工程采用泥漿護(hù)壁旋挖機(jī)成孔，其工藝流程如圖1所示。

3 提高成孔效率的處治措施

3.1 注漿預(yù)處理

注漿是利用水泥凈漿和水玻璃混合液由下至上旋噴注漿，使空洞緊密地填充高強(qiáng)度水泥漿固結(jié)體。雙液法注漿的目的是將水玻璃按一定比例摻入水玻璃，有效地控制水泥固結(jié)，有利于溶洞的充填，大大提高了溶洞的處理效率。在采用3孔注漿或者6孔注漿前，先對(duì)溶洞內(nèi)有充填物的部分進(jìn)行高壓旋噴注水泥漿的處理，待水泥漿強(qiáng)度達(dá)到要求以后，再對(duì)溶洞內(nèi)無(wú)填充物的空間部分進(jìn)行高壓旋噴注漿。根據(jù)地質(zhì)鉆探，在樁基護(hù)筒內(nèi)均布3 個(gè)或者6 個(gè)雙液旋噴灌注孔。通過(guò)高壓水泵對(duì)溶洞內(nèi)局部充填的充填物部分進(jìn)行高壓旋噴注水泥漿進(jìn)行處理，使其固結(jié)增強(qiáng)。在使用高壓旋噴注水泥漿時(shí)，壓漿范圍要從溶洞底板開(kāi)始貫穿整個(gè)充填物部分。

3.2 覆蓋層處理方法

采用鋼護(hù)筒防護(hù)的方法，一律采用引孔的施工工藝，確保鋼護(hù)筒跟進(jìn)至巖面。鋼護(hù)筒內(nèi)徑、壁厚、護(hù)筒長(zhǎng)度、標(biāo)高及其防腐要求根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定。鋼護(hù)筒加工主要標(biāo)準(zhǔn)：垂直度每米不超過(guò)0.5cm，焊縫連續(xù)，保證不漏水。鋼護(hù)筒埋設(shè)前對(duì)樁位場(chǎng)地進(jìn)行雜物清除和場(chǎng)地平整，然后在其上測(cè)量放樣定出樁位，采用50t 履帶吊吊裝、DZ120 振動(dòng)錘插打方法進(jìn)行鋼護(hù)筒埋設(shè)。其埋深必須滿足設(shè)計(jì)要求，露出地面0.3m以上。護(hù)筒埋置后要復(fù)測(cè)其樁位偏差，護(hù)筒中心與樁位中心偏差不得大于5cm（群樁），垂直度在0.5%以內(nèi)。

3.3 護(hù)壁泥漿控制

鉆機(jī)利用膨潤(rùn)土造漿，利用過(guò)濾篩、泥漿罐、泥漿處理器形成泥漿循環(huán)系統(tǒng)。在鉆孔中，由于泥漿相對(duì)密度大于水的相對(duì)密度，故在靜水壓力的作用下，泥漿在井孔壁形成一層泥皮，阻隔孔內(nèi)外滲流，保護(hù)孔壁免于坍塌。開(kāi)鉆前準(zhǔn)備好膨潤(rùn)土及添加劑等材料，在準(zhǔn)備開(kāi)鉆的樁基護(hù)筒和泥漿池內(nèi)造漿。當(dāng)含砂超過(guò)規(guī)定時(shí)，停止鉆進(jìn)，利用大泥漿處理器對(duì)泥漿進(jìn)行處理，將含砂降到5%左右后方可繼續(xù)鉆進(jìn)。施工期間，當(dāng)樁基護(hù)筒內(nèi)的泥漿性能指標(biāo)下降到規(guī)定的極限值時(shí)，抽取造漿池的泥漿（造漿池內(nèi)的泥漿要求膨潤(rùn)土參量稍微偏大）對(duì)樁孔泥漿進(jìn)行補(bǔ)充，將泥漿的性能進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)完成一定數(shù)量的樁基后，對(duì)泥漿性能和本橋處的地層情況有足夠的了解后，可在進(jìn)行鉆孔施工的樁位處直接添加膨潤(rùn)土和添加劑進(jìn)行泥漿性能的調(diào)整。樁基澆注砼時(shí)，必須將孔內(nèi)優(yōu)質(zhì)泥漿抽到浮箱或相鄰樁基護(hù)筒內(nèi)，作為下次鉆孔的泥漿的補(bǔ)充。每臺(tái)鉆機(jī)配置一個(gè)直徑3m，高3m的泥漿罐作為泥漿處理器，上面設(shè)置斜面鋼絲網(wǎng)將顆粒較大的鉆渣分離，罐體下部設(shè)置排渣口用來(lái)清除沉淀下來(lái)的較小顆粒的鉆渣。鉆孔過(guò)程中，帶有鉆渣的泥漿由鉆桿中心被吸出，通過(guò)泥漿罐和與之相連的護(hù)筒沉淀鉆渣，分離出來(lái)的優(yōu)質(zhì)泥漿循環(huán)回樁孔內(nèi)，重復(fù)利用，同時(shí)在泥漿循環(huán)系統(tǒng)中,增加一臺(tái)泥漿除砂器進(jìn)行除砂，確保泥漿質(zhì)量。

3.4 旋挖鉆成孔

（1）鉆機(jī)就位。旋挖鉆機(jī)施工場(chǎng)地地面承載能力應(yīng)大于250kN/㎡，旋挖鉆機(jī)就位后，檢查各項(xiàng)機(jī)具的使用性能，檢查鋼絲繩的連接部位，檢查鉆頭與鉆桿之間的機(jī)械聯(lián)結(jié)牢固可靠。

（2）埋設(shè)護(hù)筒。先以樁位中心，用十字交叉法沿樁位四周測(cè)放四個(gè)護(hù)樁，護(hù)樁距樁心中心點(diǎn)的距離根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定，控制樁不受影響的原則，具體方法是：以樁位中心點(diǎn)為交點(diǎn)，拉出兩條相交直線，鉆頭直徑與樁徑差差不小于30cm，便于埋設(shè)護(hù)筒。樁心準(zhǔn)確后，將樁底整平夯實(shí)，再用挖機(jī)埋設(shè)護(hù)筒。安裝護(hù)筒時(shí)，保證鋼護(hù)筒的圓心與樁心重合，護(hù)筒壁垂直。埋管時(shí)應(yīng)注意保護(hù)套管，防止變形過(guò)大。復(fù)測(cè)不符合施工要求，應(yīng)重新埋設(shè)。護(hù)筒如圖2所示。

（3）鉆機(jī)安裝。安裝好鉆機(jī)后，確保鉆機(jī)工作正常。根據(jù)設(shè)定的樁位，準(zhǔn)確地確定鉆機(jī)的位置，并確保鉆機(jī)的穩(wěn)定，在保證鉆桿基本直立后，用自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)整鉆桿，使其保持垂直狀態(tài)。

（4）泥漿護(hù)壁。利用泥漿護(hù)壁施工，利用泥漿和地下水的壓力差控制水壓力。漿液相對(duì)密度對(duì)保證孔壁穩(wěn)定和保持壓力差具有重要作用。鉆井液相對(duì)密實(shí)度較大時(shí)，泥漿不能起到擋孔崩塌的作用，但當(dāng)泥漿相對(duì)密度過(guò)大時(shí)，泥漿泵容易堵塞，甚至造成混凝土澆筑施工困難，不能保證成樁質(zhì)量的穩(wěn)定。實(shí)踐中需結(jié)合工程具體情況，嚴(yán)格控制施工土層中泥漿的相對(duì)密度，一般控制在1.3～1.5g/cm3，如超過(guò)，應(yīng)立即糾正。

（5）鉆井過(guò)程中的垂直控制。該項(xiàng)目采用智能旋挖鉆機(jī)，帶有一套車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能自動(dòng)顯示和調(diào)整鉆進(jìn)深度、垂直度，具體操作如下：旋挖鉆機(jī)電腦顯示器調(diào)節(jié)到顯示鉆桿工作畫面。操縱旋挖鉆機(jī)電柄，在操作過(guò)程中，將鉆桿X軸Y軸的偏移調(diào)整到正負(fù)零位，保證鉆孔的垂直。成孔時(shí)樁機(jī)鉆桿上由垂直度控儀控制樁的垂直度控制，樁機(jī)電腦屏幕上會(huì)自動(dòng)顯示，駕駛員可根據(jù)情況調(diào)整，在施工過(guò)程中隨時(shí)進(jìn)行垂直度控制，隨時(shí)調(diào)整，保證小于1%。

（6）正常鉆進(jìn)。開(kāi)孔時(shí)應(yīng)采用慢轉(zhuǎn)速、輕鉆壓鉆進(jìn)。樁身成孔鉆（沖）進(jìn)入基巖后，每鉆進(jìn)100～500m，應(yīng)清孔分段取樣一次：非樁端持力層段高為300～500m；樁端持力層段高為100～300m。分析取樣準(zhǔn)備終孔驗(yàn)收。鉆機(jī)開(kāi)鉆前要求場(chǎng)地處理平整堅(jiān)實(shí)，以滿足施工垂直度要求。對(duì)孔位時(shí)，采用鉛垂線與樁位中心對(duì)中。在對(duì)完孔位后，操作手啟動(dòng)定位系統(tǒng)，予以定位記憶。對(duì)中孔位后，鉆機(jī)不得移位。鉆進(jìn)開(kāi)始時(shí)，注意鉆進(jìn)速度。覆蓋層鉆進(jìn)過(guò)程中利用泥漿運(yùn)輸車從儲(chǔ)漿池轉(zhuǎn)運(yùn)泥漿進(jìn)行補(bǔ)充，確?？變?nèi)水頭，并根據(jù)覆蓋層實(shí)際情況通過(guò)添加劑對(duì)泥漿性能進(jìn)行調(diào)整。

（7）終孔檢孔。成孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，利用旋挖鉆機(jī)鉆頭進(jìn)行掃孔。探籠采用型鋼與鋼板制作而成，直徑不小于樁基直徑，長(zhǎng)度為外徑4～6 倍，底部做成錐形，重量3～5t。檢孔合格后進(jìn)行反循環(huán)清孔。

3.5 過(guò)程孔漏漿處理

施工過(guò)程中存在漏漿現(xiàn)象，按照1∶1比例回填黃泥片石，進(jìn)行密實(shí)擠壓，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況夾雜部分包裝水泥回填，增強(qiáng)回填效果。根據(jù)施工過(guò)程與樁基成孔效率結(jié)果分析，黃泥片石拋填擠壓這種方式極大提高成孔效率，縮短樁基礎(chǔ)施工工期，提高樁基安全性，為項(xiàng)目帶來(lái)實(shí)際利益。

3.6 反循環(huán)清孔系統(tǒng)

鋼筋籠安裝完畢后即可進(jìn)行導(dǎo)管安裝工作，選取壁厚不小于4mm厚度，直徑?20cm無(wú)縫管進(jìn)行氣舉反循環(huán)清孔，根據(jù)孔徑均勻設(shè)置6個(gè)清孔點(diǎn)位，管口距離孔底10～20cm，風(fēng)苞設(shè)置在距離孔底1/3孔深處，效率為最高。旋挖鉆機(jī)自引進(jìn)以來(lái)發(fā)展非常迅速，其技術(shù)推廣前景和市場(chǎng)發(fā)展前景非常廣闊，同樣由于復(fù)雜地形以及迅速發(fā)展需要，對(duì)旋挖鉆機(jī)成孔工藝提出了更高的要求，既要求施工成孔質(zhì)量，也要求成孔效率，更加要求成孔安全。進(jìn)一步對(duì)鉆機(jī)針對(duì)性性能提出了更高的實(shí)用性要求。

4 旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁施工質(zhì)量控制

4.1 完善施工準(zhǔn)備工作

在推進(jìn)具體的施工工作之前，要對(duì)周邊的地質(zhì)和土層進(jìn)行了解，應(yīng)結(jié)合實(shí)際條件和場(chǎng)地情況制定有針對(duì)性的技術(shù)方案，將負(fù)面影響因素控制在合理范圍內(nèi)。

4.2 加強(qiáng)施工流程管控

實(shí)踐中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工程序及工作程序進(jìn)行操作，做到邊澆振搗，絕不能將土及雜物混入混凝土內(nèi)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)鋼筋籠進(jìn)行堆放和吊運(yùn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。與此同時(shí)，要做好技術(shù)交底工作，在施工過(guò)程中，如果出現(xiàn)鉆桿跳動(dòng)、機(jī)架晃動(dòng)等問(wèn)題，必須立即停止施工，認(rèn)真檢查，確保不影響施工質(zhì)量。

4.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量檢驗(yàn)

建設(shè)前期，要對(duì)流態(tài)混凝土以及鋼材等施工原料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，核對(duì)各工序的施工及監(jiān)控手段等。施工過(guò)程中，應(yīng)仔細(xì)檢查成孔、鋼筋籠放置及混凝土灌注等，確保施工過(guò)程中各道工序規(guī)范，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在韶關(guān)保利中瑞花園項(xiàng)目巖溶地區(qū)樁基旋挖鉆機(jī)施工實(shí)踐，采取合理有效的處治措施，極大地提高了旋挖鉆機(jī)成孔效率，為以后在項(xiàng)目建設(shè)中的巖溶地區(qū)樁基旋挖鉆機(jī)成孔積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合多種預(yù)防處理措施，巖溶地區(qū)旋挖鉆機(jī)成孔效率可以大幅提高。