符燕佳

（肇慶市高要區(qū)工程質(zhì)量監(jiān)督站 廣東肇慶 526100）

隨著現(xiàn)代建設(shè)行業(yè)的高速發(fā)展，旋挖鉆孔樁作為一種成熟的樁基施工技術(shù)大量用于建設(shè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)工程中，并取得很好的應(yīng)用效果。旋挖鉆孔雖然施工過程不復(fù)雜，但要達(dá)到預(yù)期的效果，必須嚴(yán)格管控施工中的各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。結(jié)合本地區(qū)某工程實(shí)例，本文對旋挖鉆孔灌注樁的施工技術(shù)和質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目簡介

本項(xiàng)目總用地面積約4 500 畝，分多個(gè)區(qū)域進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，首期開發(fā)的地塊為17 地塊，擬建設(shè)8 棟26層商住樓，建筑面積106 019.54 m2，建設(shè)周期約3 年，其中1#住宅樓，地上26層，基底面積約487.81 m2，建筑面積12 683.05 m2，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)形式為旋挖灌注樁基礎(chǔ)，端承樁，樁直徑790 mm，持力層為微風(fēng)化花崗巖，單樁承載力4 500 kN。17 地塊鉆孔位置平面圖如圖1所示。

圖1 鉆孔位置平面圖Fig.1 Drilling Position Plan

1.2 工程地質(zhì)

地形地貌：擬建筑場地在區(qū)域?qū)僦榻侵奁皆沟?，本場地地處區(qū)域的丘陵地帶，場地經(jīng)平整后地勢略有起伏，大部分較平坦，鉆孔孔口標(biāo)高為8.88～20.05 m 之間。地層巖性：根據(jù)本次鉆探結(jié)果顯示，本場地之地基由人工填土、第四系沖淤積層、殘積層及第三系風(fēng)化基巖組成。工程地質(zhì)綜合剖面共分主層6層和1個(gè)夾層（見圖2）。

圖2 工程地質(zhì)剖面圖Fig.2 Engineering Geologic Profile

不良地質(zhì)作用與特殊巖土：場地未發(fā)現(xiàn)巖溶、滑坡、泥石流、采空區(qū)、地面沉降和活動(dòng)斷裂等不良地質(zhì)現(xiàn)象和地質(zhì)災(zāi)害；勘探區(qū)及附近未發(fā)現(xiàn)有埋藏的河道、墓穴、防空洞等對工程不利的埋藏物。場地局部地段有舊建筑拆遷場地，建筑舊基礎(chǔ)為不利埋藏物，建議把舊基礎(chǔ)開挖換填。在鉆探揭露深度范圍內(nèi)，特殊性巖土主要有：人工填土、殘積土及風(fēng)化巖。

1.3 水文地質(zhì)

場地內(nèi)地表水不發(fā)育，場地周邊河涌距離場地近，對場地有一定的影響，場地地表水主要受大氣降雨補(bǔ)給。地表水對地基土有軟化作用，對樁基的影響較小。

經(jīng)勘探，場地地下水類型主要有人工填土的上層滯水、第四系沖積層的孔隙潛水以及風(fēng)化基巖中的裂隙水。

上層滯水賦存于人工填土層中，含水量的多少受大氣降水及地下水位的影響大，涌水量較??；孔隙潛水主要賦存于第四系土層孔隙水、基巖裂隙水及風(fēng)化成土狀、砂土狀的基巖孔隙水；由于本場地為透水性較差的粘性土為主，地下涌水量較貧乏。而基巖裂隙水賦存于中風(fēng)化巖裂隙中，富水等級為水量較貧乏?？傮w評價(jià)本場地地下水水量較貧乏。地下水主要靠大氣降雨、地下徑流補(bǔ)給，靠蒸發(fā)、滲透及地下徑流排泄。

2 旋挖鉆孔灌注樁優(yōu)缺點(diǎn)分析

本工程所使用的旋挖式鉆孔灌注樁具有較高的單樁承載力、樁徑和樁長的選擇較為自由和較低沉降量的優(yōu)點(diǎn)，其可以很好地滿足該項(xiàng)目的最大載荷需求；在施工過程中，不用開展降水工作、不會產(chǎn)生擠土作用、不會對周圍環(huán)境造成影響；此外，其還具有施工速度快、泥漿排量小等優(yōu)點(diǎn)。但是，旋挖式鉆孔灌注樁也存在一些缺點(diǎn)：

⑴樁的成型工藝較高，施工工藝水平和泥漿質(zhì)量對樁質(zhì)量有很大的影響（工藝不當(dāng)容易出現(xiàn)沉渣、斷樁、夾泥、縮徑、垮孔等情況的出現(xiàn)）；

⑵工程造價(jià)比較高，在選擇此種樁型時(shí)，應(yīng)采用合適的施工技術(shù)，防止樁基礎(chǔ)存在質(zhì)量問題。

3 旋挖鉆孔灌注樁施工工序

本樁工程的施工過程為：前期準(zhǔn)備、測量放線、埋鋼護(hù)管、鉆機(jī)到位、泥漿調(diào)配、鉆完鉆孔、孔洞檢查、清理孔洞、制作鋼筋籠并進(jìn)行吊裝、管道安裝、澆筑混凝土、拔除導(dǎo)管和護(hù)管［1］。

4 旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

4.1 依照工程區(qū)域?qū)嶋H地質(zhì)條件來對鉆機(jī)進(jìn)行選擇

為了保證整個(gè)施工過程的順利進(jìn)行，提高其成孔質(zhì)量，必須根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)情況，合理地選擇合適的鉆機(jī)，以便對鉆機(jī)的性能和參數(shù)進(jìn)行精確的分析，為整個(gè)項(xiàng)目的施工提供了有力的保證。如果選用不當(dāng)，不但會造成最終的沉孔質(zhì)量降低，還可能會造成質(zhì)量事故的出現(xiàn)。因此，在進(jìn)行鉆孔作業(yè)前，應(yīng)全面勘察和分析施工現(xiàn)場，獲得充分的水文、地質(zhì)數(shù)據(jù)，為鉆井設(shè)備的選用提供可靠的參考。由于場地狹窄，所以樁基的施工都是現(xiàn)場平整后立即進(jìn)行，而上部的空樁最大長度為8.65 m。通過對工程特點(diǎn)和市場上旋挖鉆機(jī)性能的調(diào)研，確定了該工程采用徐工XR320D 旋挖鉆機(jī)，該設(shè)備可以達(dá)到本項(xiàng)目鉆孔的要求。XR320D旋轉(zhuǎn)樁的具體參數(shù)如表1所示。

表1 XR320D挖鉆機(jī)的具體參數(shù)Tab.1 Specific Parameters of XR320D Drilling Rig

4.2 護(hù)筒埋設(shè)

為了避免孔壁崩塌，在實(shí)際工程中必須對護(hù)筒進(jìn)行保護(hù)。在開展旋轉(zhuǎn)鉆井工作時(shí)，通過埋設(shè)護(hù)筒進(jìn)而確保護(hù)壁泥漿與地下水的水位差，提高井眼的靜水壓，確保了孔壁的穩(wěn)定性。待地面護(hù)筒到位后，在護(hù)筒外側(cè)用粘土進(jìn)行分層回填加固，以護(hù)筒套管周圍發(fā)生滲漏的情況；回填土層厚度為40～45 cm，護(hù)筒的上端應(yīng)比施工地面高出0.3 m，護(hù)筒的位置與孔心之間的偏差不能超過50 mm，同時(shí)必須保證護(hù)筒的垂直，以避免泥漿的流失［2］。目前施工中常用的護(hù)筒材料是以鋼板制作為主，其制造出的護(hù)筒必須堅(jiān)固耐用，不漏水，與樁徑相比，護(hù)筒的內(nèi)徑應(yīng)該比樁徑大20～40 cm，每節(jié)的最優(yōu)長度在2～3 m之間，此外，孔底要用400 mm厚的粘土回填。

4.3 泥漿制備

在旋挖樁施工中，為避免發(fā)生塌孔的情況，必須選用高質(zhì)量的泥漿對孔壁進(jìn)行保護(hù)，其主要功能是護(hù)壁和沉渣。在施工期間，要及時(shí)補(bǔ)充高質(zhì)量的泥漿，保證鉆孔的標(biāo)高不低于地下水位1.5～2.0 m 之間，進(jìn)而防止鉆孔出現(xiàn)坍塌［3］。

根據(jù)旋挖鉆機(jī)的施工特性，泥漿材料選用膨潤土、水、純堿、聚丙烯酰胺等。泥漿性能指標(biāo)選擇要根據(jù)鉆井地質(zhì)條件的不同而適時(shí)調(diào)整，其性能指標(biāo)可參照泥漿控制指標(biāo)［4］。經(jīng)地質(zhì)勘查，該項(xiàng)目的泥漿比重和粘度分別為1.17、21 Pa·S，在施工過程中，鉆孔工藝進(jìn)行得很好，沒有出現(xiàn)擴(kuò)孔、塌孔等問題，取得了較好的鉆孔效果。

4.4 加強(qiáng)鉆孔控制力度，為鉆孔工作提供有效保障

首先要全面了解工程地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)條件和水文條件，根據(jù)樁徑的大小來確定鉆頭的直徑，在進(jìn)行鉆孔時(shí)要對鉆頭的整體磨損情況進(jìn)行全面的了解，如果發(fā)現(xiàn)鉆頭磨損嚴(yán)重，必須及時(shí)進(jìn)行更換。若施工區(qū)域出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象，要合理控制下鉆速度，減緩施工速度，進(jìn)而起鉆和鉆進(jìn)中發(fā)揮掃鉆作用，確保整體孔徑得到合理控制。鉆井時(shí)要注意鉆機(jī)的縱向調(diào)整，防止出現(xiàn)偏差等問題。在進(jìn)入空中前，必須嚴(yán)格控制鉆進(jìn)的速度，保證其以均勻的方式開展鉆進(jìn)工作，同時(shí)要注意起落問題，避免出現(xiàn)快速上升和快速下降的情況，造成孔壁壓力過大［5］。

4.5 一次清孔

清孔是保證成樁質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵工序，它可以通過清孔來去除孔底的沉渣，從而達(dá)到混凝土與基巖緊密結(jié)合的目的。鉆孔結(jié)束后，要從鉆孔深度、孔徑、垂直度等方面檢驗(yàn)孔洞的質(zhì)量。待樁孔驗(yàn)收合格之后才可以開展清孔工作，清孔方法通常采用換漿、抽漿、掏渣等［6］。在正循環(huán)中，清孔方法使用最多的是換漿清孔法，該方法的工作原理是用泥漿泵將新的泥漿經(jīng)鉆桿壓入孔底，再將鉆頭提升至距孔底30 cm的位置，空鉆攪拌孔底部的沉渣，使沉渣在孔中呈環(huán)形上升至護(hù)筒孔口，最終進(jìn)入沉淀池，如此反復(fù)，直到泥漿中的沉渣量達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)才能結(jié)束清孔。該工程使用正向循環(huán)法對旋挖鉆孔灌注樁進(jìn)行了清孔工作。

4.6 鋼筋籠制作及吊裝

鋼筋籠的制造工作必須在平坦的場地內(nèi)開展，同時(shí)，鋼筋的各項(xiàng)性能都要經(jīng)過進(jìn)場復(fù)檢，檢測合格方可使用。在鋼筋進(jìn)場的時(shí)候，要按照規(guī)格將鋼筋分別整齊地?cái)[放在一起，例如，不同的鋼筋強(qiáng)度、不同長度的鋼筋，這樣才能防止在鋼筋籠的制造過程中出現(xiàn)問題，從而確保鋼筋籠的質(zhì)量。鋼筋籠的規(guī)格、間距、間距、數(shù)量、焊接口、搭接長度等均應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙及技術(shù)規(guī)范進(jìn)行制作［7］。

鋼筋籠的吊裝方式有兩種：第一種為整體吊裝；第二種為依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分節(jié)吊裝，該吊裝方法必須確保接頭質(zhì)量符合規(guī)范要求，上下主筋軸線在一條直線上，兩面焊縫不得少于5d，單面焊縫不得少于10d，且焊縫截面積不得少于所焊鋼筋的截面積，主筋在同一截面處的焊縫數(shù)量不得大于總數(shù)的50%。在吊裝工作過程中，鋼筋籠要用吊車對齊孔洞，防止鋼筋籠在此過程中發(fā)生彎曲變形，為了提高工作的連續(xù)性，應(yīng)盡可能縮短兩節(jié)鋼筋籠的焊接時(shí)間［8］。

4.7 二次清孔

由于鋼筋籠和導(dǎo)管的安裝時(shí)間與首次清孔之間的間隔較長，在這段時(shí)間內(nèi)，孔底會出現(xiàn)現(xiàn)新的沉渣，因此，要開展二次清孔工作。二次清孔采用的方法是將泥漿通過導(dǎo)管壓入孔底置換沉渣進(jìn)而達(dá)到清孔的目的，當(dāng)沉渣厚度達(dá)到要求后，立刻進(jìn)行混凝土的水下灌注。

4.8 混凝土灌注控制要點(diǎn)

該工程的灌注樁采用商品混凝土澆筑，經(jīng)攪拌車運(yùn)至工地后，利用提升導(dǎo)管的方法開展水下混凝土的灌注施工。在進(jìn)行混凝土灌注前，應(yīng)按樁孔直徑、管徑等因素計(jì)算第一批混凝土的工程量，確保第一批混凝土在澆筑時(shí)，能將管道埋入1 m以上。

為保證在輸送過程中不出現(xiàn)混凝土離析，應(yīng)縮短拌和以及運(yùn)送至工地的時(shí)間。在澆注前，混凝土的坍落度損失應(yīng)與出罐時(shí)的相比不超過2 cm。在進(jìn)行水下混凝土的灌漿時(shí)，用吊車的主鉤將料斗吊起，并在料斗的底部放置隔水栓堵塞，然后將混凝土注入到料斗中，通過吊車的副鉤快速地將隔水栓提出，使混凝土快速地落到孔底從而完成封底，并進(jìn)行快速、連續(xù)的灌漿［9］。在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，要注意觀察鉆孔內(nèi)的水位和混凝土的下落。每一次灌漿結(jié)束后，都要用檢測繩檢查混凝土表面的上升情況，然后再計(jì)算混凝土中的導(dǎo)管的埋入深度，并依據(jù)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行導(dǎo)管的提升和拆除。通常，導(dǎo)管埋入最佳深度在2～6 m 之間，拆除導(dǎo)管之前的埋設(shè)深度應(yīng)保持6 m左右，拆除導(dǎo)管后埋設(shè)深度應(yīng)保持2 m左右［10］。

5 注意事項(xiàng)

要想保證工程質(zhì)量的前提下提升工期，就必須采取有效的措施，強(qiáng)化工程質(zhì)量的管理。具體做法包括：技術(shù)交底、檢查原材料、檢查鋼筋籠焊縫、做好清孔和二次清孔工作和做好混凝土灌注記錄等。工程的整體工作是由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)，對施工班組的現(xiàn)場工人進(jìn)場前做好三級教育，技術(shù)交底，熟悉掌握技術(shù)要求，做好工程數(shù)據(jù)資料的收集，即時(shí)反映現(xiàn)場的情況，做到萬無一失。

在鉆孔結(jié)束后，應(yīng)檢查孔深，孔徑，底部泥漿沉渣的厚度，保證其質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆孔的直徑通常比設(shè)計(jì)的要大一些，而且在樁身的垂直度、鋼筋籠的吊入角度、頂部高度等方面也要嚴(yán)格控制［5］。

水下混凝土的澆筑過程必須合理安排施工時(shí)間，連續(xù)施工，嚴(yán)禁中斷澆筑，否則，在第一次注入的混凝土達(dá)到了初凝狀態(tài)，就會阻礙后續(xù)注入的混凝土通過管道排出，從而引起斷裂的情況。在混凝土澆筑接近尾聲時(shí)，混凝土可能會產(chǎn)生很大的上浮難度，因此，可以通過吊鉤將導(dǎo)管上下抬起，增加鉆孔中的混凝土高度，從而加快混凝土的升速。

在施工中，要對導(dǎo)管的抬高速率進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并使其與混凝土的流速保持合理的匹配度，以免發(fā)生由于導(dǎo)管的抬高過快而造成導(dǎo)管從混凝土表面被拉出的現(xiàn)象。

6 結(jié)語

⑴旋挖鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量直接關(guān)系到房屋結(jié)構(gòu)的安全，必須對其施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制；

⑵在旋挖鉆孔灌注樁施工時(shí)，應(yīng)選用高質(zhì)量的泥漿開展護(hù)壁工作，以避免出現(xiàn)塌孔并嚴(yán)格按配比配置高質(zhì)量的泥漿；

⑶在水下混凝土澆筑時(shí)，要確保第一批混凝土可以使導(dǎo)管的埋入深度達(dá)到1 m；

⑷合理地計(jì)算導(dǎo)管的升降和拆除，以保證導(dǎo)管的埋入深度在2～6 m 之間，以防止導(dǎo)管從混凝土面上拔出而導(dǎo)致樁基斷裂；

⑸水下灌注混凝土必須迅速、連續(xù)、不間斷，防止先灌注的混凝土在達(dá)到初凝狀態(tài)后不能通過管道排出，從而導(dǎo)致斷樁；

⑹在施工之前，要完全掌握施工圖紙和設(shè)計(jì)規(guī)范要求，明確施工質(zhì)量控制要點(diǎn)和可能出現(xiàn)的問題；

⑺在施工過程中，要嚴(yán)格控制施工過程中的細(xì)節(jié)，提高施工質(zhì)量和施工效率，充分利用旋挖鉆孔灌注樁的優(yōu)點(diǎn)節(jié)約施工時(shí)間為項(xiàng)目的整體進(jìn)度目標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益提供保障。

⑻旋挖鉆孔灌注樁除了應(yīng)用于常規(guī)的房屋建筑外，還能高效應(yīng)用于橋梁、地鐵、機(jī)場、鐵路、大型運(yùn)動(dòng)場館等建設(shè)工程，適應(yīng)性強(qiáng)，效果好。

⑼未來旋挖鉆孔灌注樁的發(fā)展趨勢是信息化、智能化發(fā)展，通過導(dǎo)入機(jī)器人技術(shù)，BIM 技術(shù)等科技，使得這種樁基礎(chǔ)施工方法的得以長足發(fā)展［11］。