閆兵兵（湖北非金屬地質(zhì)公司，湖北 武漢 430034）

軟土地質(zhì)施工是城市建設(shè)施工中的重要環(huán)節(jié)，有很多不同的施工方式，目前使用最多的就是粉煤灰碎石施工，這種施工方式因其原料價格便宜，施工過程簡單，得到了廣泛使用，但該技術(shù)比較注重整體穩(wěn)定性，因此對地質(zhì)要求較高[1]。在對軟土地質(zhì)進(jìn)行施工前，務(wù)必要先進(jìn)行表層處理，保證軟土中的水分能有效排出，還需要處理墊層保證軟土地質(zhì)的穩(wěn)定性和排水效果，在軟土地質(zhì)施工過程中，預(yù)應(yīng)力管樁施工對控制軟土地基沉降系數(shù)有重要作用，因此，在軟土地質(zhì)環(huán)境下需要設(shè)計符合需求的鉆孔灌注樁施工技術(shù)[2]。

軟土地質(zhì)具有特殊性質(zhì)，因此在設(shè)計相應(yīng)的鉆孔灌注樁施工技術(shù)時應(yīng)該對其進(jìn)行綜合考慮，設(shè)計完善的施工方案才能增加施工穩(wěn)定性，降低施工成本。在施工過程中有幾個重要的注意事項(xiàng)，第一就是軟土地基的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題，支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)必須與后續(xù)施工中的需求一致，因此，在軟土地質(zhì)環(huán)境中施工時需要綜合考慮地質(zhì)數(shù)據(jù)，設(shè)計科學(xué)化的地質(zhì)處理參數(shù)，便于制定施工方案[3-5]；第二是地質(zhì)監(jiān)測問題，需要保證施工過程中的支撐結(jié)構(gòu)等項(xiàng)目符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，還需要保證施工結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，在軟土地質(zhì)環(huán)境下鉆孔灌注樁施工中需要先預(yù)測軟土的承載能力，基于此，設(shè)計了新的軟土地質(zhì)環(huán)境下鉆孔灌注樁施工技術(shù)，為后續(xù)軟土地質(zhì)的施工提供參考。

1 施工準(zhǔn)備

1.1 軟土地質(zhì)環(huán)境承載力預(yù)測

為了保證軟土地質(zhì)環(huán)境下鉆孔灌注樁施工技術(shù)施工的穩(wěn)定性，需要根據(jù)實(shí)際施工條件中的沉樁深度設(shè)計實(shí)際軟土環(huán)境的承載力，施工樁位偏移是影響施工穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，如果柱網(wǎng)與樁基的位置不準(zhǔn)確，容易出現(xiàn)重量差值導(dǎo)致施工異常[6-8]，因此在施工之前必須保證預(yù)制樁的質(zhì)量與軟土地質(zhì)環(huán)境中的承載力相符。

預(yù)測軟土地質(zhì)環(huán)境承載力的步驟：第一，設(shè)置樁面傾斜角，保證其與樁頂部的位置對應(yīng)，避免施工工程存在傾斜現(xiàn)象；第二，調(diào)整樁基沉樁角度，保證其能與地面垂直，且與樁身、樁錘在一條直線上；第三，篩查沉樁過程中軟土地質(zhì)的組成成分，避免影響沉樁施工，出現(xiàn)擠土效應(yīng)；最后，逐一計算單樁承載力，整合出預(yù)測的軟土地質(zhì)環(huán)境承載力。

預(yù)測軟土地質(zhì)環(huán)境承載力時，還需要剔除沉樁位置偏移產(chǎn)生的誤差，保證上層建筑的重量可以被樁基承擔(dān)，在沉樁施工階段，柱網(wǎng)與樁基的位置也需要額外確定，保證預(yù)測承載力數(shù)值的穩(wěn)定性。

1.2 制作鋼護(hù)筒

選用6mm厚度的鋼板卷制而成，確保鋼護(hù)筒直徑在700mm，即大于灌注樁200mm左右。另外，鋼護(hù)筒高度應(yīng)保持1.5m，高于地面0.3m左右。

1.3 泥漿制備

鉆孔施工使用的泥漿一般為循環(huán)泥漿，為了保證施工效果使用了自然造漿法制備鉆孔泥漿，并根據(jù)鉆孔地的地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整，泥漿進(jìn)入泥漿池后需要保證泥漿的總沉淀時間滿足泥漿沉淀要求，保證鉆孔的效果。鉆進(jìn)時，需要時刻保持鉆進(jìn)的高度，選用適當(dāng)?shù)哪酀{進(jìn)行處理，保證鉆進(jìn)后的樁身符合設(shè)計的鉆孔灌注樁施工需求。利用提升導(dǎo)管法將其調(diào)至正確的混凝土配比，選取恰當(dāng)?shù)臄嚢铏C(jī)和計量設(shè)備進(jìn)行攪拌，確保攪拌過程符合施工需求。

2 鉆孔灌注樁施工

2.1 埋設(shè)鋼護(hù)筒

根據(jù)軟土地質(zhì)施工現(xiàn)場的施工情況，需要埋設(shè)鋼護(hù)筒，首先需要使用6mm鋼板卷制作鋼護(hù)筒，在鋼護(hù)筒制作成形后，需要定位鋼護(hù)筒的位置，使用特殊技術(shù)開挖孔口，確定安裝位置后，進(jìn)行初步觀測，將鋼護(hù)筒下沉，在下沉過程中務(wù)必保證鋼護(hù)筒平穩(wěn)，常規(guī)的軟土地質(zhì)環(huán)境土層一般都為淤泥質(zhì)黏土，埋深也在10m左右，因此具有較大的穿透難度，在這種情況下，設(shè)計的施工技術(shù)結(jié)合了人工挖埋技術(shù)進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)，避免外界因素導(dǎo)致的護(hù)筒塌陷問題。

埋設(shè)鋼護(hù)筒步驟：第一步，檢測軸線中心與標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離，根據(jù)該距離設(shè)置中心樁位；第二步，根據(jù)樁位設(shè)置全站儀，保證其可以進(jìn)行樁位檢驗(yàn)；第三步，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的鋼護(hù)筒基坑，避免中心位置偏移導(dǎo)致鋼護(hù)筒埋設(shè)誤差；第四步，計算鋼護(hù)筒的相關(guān)參數(shù)，降低平面誤差，保證鋼護(hù)筒可以在不同的地質(zhì)條件下埋設(shè)；第五步，可以添加新型護(hù)筒，降低埋設(shè)過程中可能出現(xiàn)的穩(wěn)定性問題。一旦在鋼護(hù)筒施工過程中出現(xiàn)中心位置與埋設(shè)位置偏移問題，需要立即根據(jù)鋼護(hù)筒垂直度降低其與中心位置的偏差，并在外圍用恰當(dāng)?shù)奶畛洳牧线M(jìn)行填充，保證鋼護(hù)筒埋設(shè)位置的準(zhǔn)確性，提升施工的可靠性。

2.2 鉆孔施工

鉆孔灌注樁施工最關(guān)鍵的一步就是鉆孔施工，首先選取合適的鉆機(jī)，以反循環(huán)檔進(jìn)行低速鉆進(jìn)，從而降低卵石對施工造成的影響。根據(jù)施工地區(qū)的地質(zhì)條件，不斷切換鉆機(jī)的鉆頭，增加鉆機(jī)的穩(wěn)定性。

使用轉(zhuǎn)盤中對平法進(jìn)行鉆探，保證孔內(nèi)水頭過渡及泥漿標(biāo)準(zhǔn)濃度，并進(jìn)行垂直檢驗(yàn)，保證鉆孔施工的順利進(jìn)行。在鉆探初期，采用慢速循環(huán)法進(jìn)行鉆探，鉆至一定深度后切換擋位，進(jìn)行反循環(huán)鉆探。如果此時鉆探的孔徑達(dá)到了一定的深度，需要切換鉆機(jī)的鉆桿，經(jīng)過實(shí)際分析發(fā)現(xiàn)孔深與鉆桿直徑有關(guān)，需要保證鉆桿剛度，減少擺幅，實(shí)現(xiàn)鉆孔的穩(wěn)定性。

另外在鉆孔后有一個重要環(huán)節(jié)是清孔，目的在于清除樁孔內(nèi)的雜質(zhì)，最大限度減小孔底沉降厚度，確保樁孔的承載力。最好在鉆孔結(jié)束后快速清孔，避免因放置時間過久導(dǎo)致殘渣沉積。

2.3 水下混凝土灌注

完成鉆孔灌注樁施工的最后一步就是水下混凝土灌注，灌注過程中灌注樁的中心坐標(biāo)必須預(yù)先經(jīng)過檢查，達(dá)到要求后才可以使用，除此之外，安裝的鉆機(jī)必須平穩(wěn)，保證鉆桿與機(jī)架平臺始終呈垂直關(guān)系。為了保證水下灌注的效果，需要嚴(yán)格控制混凝土的灌注時間，常規(guī)的混凝土灌注時間約在8h內(nèi)。水下混凝土灌注圖如圖1所示。

圖1 水下混凝土灌注簡圖

為了保證灌注效果，可以使用鉆機(jī)調(diào)整導(dǎo)管的實(shí)際位置，本文設(shè)計的施工技術(shù)利用吊車輔助水下混凝土灌注，在灌注之前需要進(jìn)行密封性實(shí)驗(yàn)，降低灌注失敗的概率，使用拔球法，首先在漏斗的底部鋪上彩條布包球，等待漏斗注水，注滿后保證設(shè)置的裝置與水隔絕，從而將導(dǎo)管內(nèi)的水排空?；炷恋膶?shí)際填埋深度必須高于設(shè)置數(shù)值，漏斗的埋深需要高于8m，避免出現(xiàn)導(dǎo)管斷柱問題，在施工過程中必須安排施工人員實(shí)時查看導(dǎo)管孔狀態(tài)，確保導(dǎo)管內(nèi)不發(fā)生堵塞，一旦發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)部存在堵塞物，施工人員需要立即活動導(dǎo)管，保證導(dǎo)管的通透性。水下混凝土灌注必須要致密，但實(shí)際灌注效果往往較差，基于此本文設(shè)計的技術(shù)改良了鉆機(jī)的灌注手法，使鉆機(jī)先向上提拉，再快速垂直下降，從而增加混凝土的壓實(shí)度，保證灌注質(zhì)量。

3 實(shí)例分析

3.1 概況及準(zhǔn)備

選取某軟土地質(zhì)環(huán)境下工程進(jìn)行實(shí)例分析，該工程總面積約為2356.54m2，屬于橋梁結(jié)構(gòu)，寬度約為14.68m，水下樁基數(shù)量較多，均為摩擦型受力，對工程現(xiàn)場進(jìn)行勘探，存在沙土液化問題。根據(jù)上述設(shè)計的施工技術(shù)，選取特殊型號的環(huán)鉆機(jī)進(jìn)行施工，環(huán)鉆機(jī)的工作參數(shù)如表1所示。

表1 環(huán)鉆機(jī)工作參數(shù)

由表1可知，環(huán)鉆機(jī)主要通過空氣壓縮進(jìn)行氣循環(huán)，壓縮的空氣與液體之間呈互相融合狀態(tài)，沉淀后再進(jìn)行循環(huán)利用，此時該環(huán)鉆機(jī)的沉沒比a計算公式如式（1）所示。

式中，h1代表導(dǎo)管插入深度，h2代表出口與頂面距離。

環(huán)鉆機(jī)可以通過抽吸，形成負(fù)壓環(huán)境，再與大氣壓共同作用產(chǎn)生環(huán)狀空間，進(jìn)行清空處理后完成樁基施工，此時環(huán)鉆機(jī)工作原理圖如圖2所示。

由圖2可知，在施工前需要依賴水上作業(yè)平臺進(jìn)行施工，保證環(huán)鉆機(jī)滿足灌注荷載要求，鋼護(hù)筒插打時需要選擇適當(dāng)?shù)募ふ窳Γ@孔灌注樁施工過程中，最重要的就是泥漿的選擇，各個施工階段的泥漿性能指標(biāo)如表2所示。

圖2 環(huán)鉆機(jī)工作原理圖

表2 泥漿性能指標(biāo)

由表2可知，保證施工泥漿密度符合上表的性能指標(biāo)后可以進(jìn)行鉆機(jī)鉆孔施工，首先進(jìn)行護(hù)筒內(nèi)鉆進(jìn)，保證泥漿回流狀態(tài)，其次調(diào)換鉆機(jī)鉆頭，進(jìn)行護(hù)筒外軟弱地層鉆進(jìn)。為了保證循環(huán)鉆機(jī)的工作效果，設(shè)置了不同地層下的鉆機(jī)施工參數(shù)，如表3所示。

表3 鉆機(jī)施工參數(shù)

按照表3中的施工參數(shù)進(jìn)行施工，接下來進(jìn)行清孔處置，緩慢轉(zhuǎn)動鉆具，避免塌孔，完成樁基施工，完成施工后設(shè)計了鉆孔灌注樁施工穩(wěn)定指標(biāo)k，如式（2）所示。

式中f-代表軟土地質(zhì)作用力；

g-代表無壓情況軟土受力。

3.2 應(yīng)用結(jié)果與討論

在上述準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，分別使用本文設(shè)計的鉆孔灌注施工技術(shù)與傳統(tǒng)的鉆孔灌注施工技術(shù)進(jìn)行施工，對比兩種技術(shù)在不同施工點(diǎn)的施工穩(wěn)定性指標(biāo)k，已知標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性數(shù)值為1，使用公式（2）計算結(jié)果如表4所示。

由表4可知，設(shè)計的鉆孔灌注施工技術(shù)施工后的穩(wěn)定性指標(biāo)k與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值1較擬合，證明設(shè)計的鉆孔灌注施工技術(shù)的施工效果較好，具有穩(wěn)定性。

表4 應(yīng)用結(jié)果

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國建筑技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，施工技術(shù)也在不斷更新，基于此，本文研究了軟土地質(zhì)環(huán)境下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)，以預(yù)測軟土地質(zhì)環(huán)境中的環(huán)境承載力為基礎(chǔ)，根據(jù)軟土地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行施工技術(shù)設(shè)計，進(jìn)行實(shí)例分析，結(jié)果表明，設(shè)計的鉆孔灌注樁施工技術(shù)的施工效果較好，具有施工可靠性，有一定的應(yīng)用價值，可以作為后續(xù)軟土地質(zhì)環(huán)境中施工的參考。