淺述旋挖鉆機(jī)成孔塌孔抑制方法

摘要：旋挖鉆機(jī)在灌注樁的施工過(guò)程中，塌孔現(xiàn)象成為成孔工序中最大的障礙。筆者通過(guò)技術(shù)攻關(guān)及工程實(shí)踐，采用人工澆筑形成護(hù)壁法、混凝土回填護(hù)壁法來(lái)抑制塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆機(jī) 塌孔 抑制

0 引言

隨著我國(guó)基本建設(shè)尤其是城市建設(shè)的迅速發(fā)展，高層、超高層建筑樁基應(yīng)用廣泛，旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁以其安全、環(huán)保、快速、高效的特點(diǎn)倍受青睞。但新設(shè)備、新技術(shù)的推廣都伴隨著改進(jìn)與完善的過(guò)程，施工單位在引進(jìn)旋挖鉆機(jī)并投入使用后，塌孔現(xiàn)象成為旋挖鉆機(jī)成孔工序中最大的障礙。通過(guò)技術(shù)攻關(guān)及工程實(shí)踐，人工澆筑形成護(hù)壁法、混凝土回填護(hù)壁法逐步成為抑制塌孔的首選。

1 適用范圍

通過(guò)抑制旋挖鉆機(jī)成孔塌孔方法的應(yīng)用實(shí)例，證明其適用于旋挖鉆機(jī)成孔施工中因卵石、流沙、涌水產(chǎn)生的嚴(yán)重塌孔處理，比較泥漿護(hù)壁、回填粘性土、預(yù)注漿等處理方案更具有針對(duì)性、可行性。

2 工藝原理

該方法的工藝原理為針對(duì)旋挖鉆機(jī)成孔因卵石、流沙、涌水產(chǎn)生的嚴(yán)重塌孔，采取混凝土回填形成護(hù)壁、人工澆筑形成護(hù)壁抑制塌孔。塌孔部位在淺部，可先采用人工挖孔澆筑混凝土護(hù)壁，然后進(jìn)行旋挖鉆機(jī)成孔；塌孔部位在深部，則可采用旋挖機(jī)迅速清理輕微塌孔泥沙，及時(shí)澆筑低標(biāo)號(hào)混凝土填充，48小時(shí)后再用旋挖機(jī)成孔。

2.1 人工澆筑形成護(hù)壁法

根據(jù)《地勘報(bào)告》和已施工樁孔地質(zhì)情況，分析因卵石、流沙、涌水引起的塌孔的部位，若塌孔部位位于樁孔淺部，先采用人工挖孔作業(yè)，挖至塌孔部位底部，隨著人工挖孔澆筑混凝土護(hù)壁，混凝土護(hù)壁達(dá)到強(qiáng)度后，對(duì)塌孔部位土體起到支護(hù)作用，然后再采用旋挖鉆機(jī)作業(yè)挖至設(shè)計(jì)孔深。

2.2 混凝土回填形成護(hù)壁法

旋挖鉆機(jī)成孔遇卵石、流沙、涌水引起塌孔，且塌孔部位位于樁孔中、底部，先采用旋挖鉆機(jī)挖至塌孔部位，迅速清除已輕微塌孔的泥沙，及時(shí)采用水下灌注C15混凝土，回填至塌孔頂部，待48小時(shí)后鉆機(jī)繼續(xù)作業(yè)，此時(shí)混凝土已填充塌孔部分，旋挖機(jī)掏出其中間部分，剩余部分將形成混凝土護(hù)壁阻止塌孔的加劇。若塌孔較為嚴(yán)重，表現(xiàn)為塌孔泥沙清理不凈、樁孔進(jìn)尺反彈現(xiàn)象；則需要分層進(jìn)行C15混凝土灌注、鉆進(jìn)，直至處理到塌孔底部。

3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

3.1.1 人工澆注形成護(hù)壁法

放線定樁位及高程——挖第一節(jié)樁孔土方——支模澆灌第一節(jié)混凝土護(hù)壁——在護(hù)壁上二次投測(cè)標(biāo)高及樁位十字軸線——安裝起吊架、通風(fēng)、照明設(shè)施等——第二節(jié)樁身挖土——清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑——拆上節(jié)模板、支第二節(jié)模板、澆灌第二節(jié)混凝土護(hù)壁——重復(fù)人工挖孔工序至塌孔部位底部——拆除護(hù)壁模板、起吊架、通風(fēng)、照明設(shè)施——旋挖鉆機(jī)就位——旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深。

3.1.2 混凝土回填形成護(hù)壁法

旋挖鉆機(jī)就位——鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位中心——鉆孔——埋設(shè)鋼護(hù)筒——旋挖鉆機(jī)鉆至易塌孔部位底部——安裝導(dǎo)管、漏斗——水下澆注C15混凝土——旋挖鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 人工澆筑形成護(hù)壁法

根據(jù)《地勘報(bào)告》和已施工樁孔地質(zhì)情況，分析因卵石、流沙、涌水引起的塌孔的部位。

挖出的土石要及時(shí)運(yùn)離孔口2m以外，機(jī)動(dòng)車通行要離孔口3m以外，不得對(duì)井壁的安全構(gòu)成影響。

向孔內(nèi)運(yùn)送鋼筋、模板、砼以及其它工具時(shí)，一定要綁扎牢固、可靠，并與孔內(nèi)人員提前呼應(yīng)。

孔內(nèi)照明必須采用變壓器將220V降至36V以下的安全電壓，電氣必須嚴(yán)格接地、接零和使用漏電保護(hù)器。各孔用電必須分閘，嚴(yán)禁一閘多用。孔上電纜必須架空2m以上。

孔口設(shè)多層板制作的蓋板，并設(shè)專人看護(hù)，在吊出土方后和施工間歇時(shí)蓋板蓋嚴(yán)孔口。

3.2.2 混凝土回填形成護(hù)壁法

鉆機(jī)就位時(shí)，必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生傾斜、位移，為準(zhǔn)確控制鉆孔深度，要在機(jī)架上或機(jī)管上作出控制的標(biāo)尺，以便在施工中進(jìn)行觀測(cè)、記錄。

護(hù)筒位置要埋設(shè)正確和穩(wěn)定，護(hù)筒與孔壁之間要用粘土填實(shí)，護(hù)筒中心與樁孔中心線偏差不大于50mm。

鉆進(jìn)速度要根據(jù)土層情況、孔深、鉆機(jī)負(fù)荷以及成孔質(zhì)量等具體情況確定，尤其是鉆至水位以下，要“輕壓、輕鉆、慢上下”，防止動(dòng)作劇烈引起水流，沖擊卵石、流沙等土質(zhì)造成嚴(yán)重塌孔。

事先量測(cè)塌孔底部標(biāo)高，按照導(dǎo)管底部距孔底≤600mm計(jì)算所需導(dǎo)管長(zhǎng)度，在挖機(jī)轉(zhuǎn)場(chǎng)后立即下入導(dǎo)管，接好漏斗，進(jìn)行C15混凝土澆筑。

C15混凝土適合混凝土泵車泵送澆筑，適宜坍落度為160～190mm。

澆筑必須一次完成，高度控制在肉眼觀察塌孔上口線位置，若塌孔位置匿于水面以下，高度應(yīng)控制在原水面位置。

4 質(zhì)量控制

4.1 保證齡期、提高護(hù)壁質(zhì)量

混凝土回填形成護(hù)壁法、人工澆筑形成護(hù)壁法均采用混凝土澆筑形成護(hù)壁，澆筑后混凝土必須達(dá)到一定強(qiáng)度才允許拆模或進(jìn)行下道工序；倘若早拆、強(qiáng)拆，混凝土護(hù)壁會(huì)因松軟、強(qiáng)度低而塌陷，勢(shì)必造成返工；因此針對(duì)護(hù)壁混凝土強(qiáng)度要求，人工澆筑形成護(hù)壁法中采用硫鋁酸鹽快硬水泥，養(yǎng)護(hù)至少12h以上再拆模，混凝土回填形成護(hù)壁法中C15混凝土必須自然養(yǎng)護(hù)48h以上，再進(jìn)行旋挖機(jī)鉆進(jìn)。

4.2 防止孔斜、保證樁孔垂直度

孔斜產(chǎn)生的原因是鉆進(jìn)松散地層中遇到較大圓滑孤石或探頭石，將鉆具擠離孔軸線，鉆具由軟地層進(jìn)入硬地層或粒徑差別太大的砂礫層，鉆頭所受阻力不均，導(dǎo)致鉆具傾斜，造成孔斜?；蛘咩@機(jī)位置發(fā)生串動(dòng)，或底座產(chǎn)生局部下沉使鉆孔傾斜。預(yù)防的措施是：放慢鉆進(jìn)速度，加固鉆機(jī)底座，提高地耐力，采用導(dǎo)向性好，桅桿剛性強(qiáng)的旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施工。

4.3 質(zhì)量檢測(cè)手段

①樁位偏移用直尺進(jìn)行測(cè)量。②樁的成孔深度用測(cè)繩測(cè)量。③樁的垂直度用檢孔器測(cè)量。④泥漿比重用比重計(jì)測(cè)定，泥漿稠度用漏斗粘度計(jì)測(cè)定，含砂量用含砂計(jì)量器測(cè)定，沉渣厚度用測(cè)繩來(lái)相對(duì)測(cè)定。⑤樁身完整性和樁基砼質(zhì)量采用探測(cè)器超聲波檢測(cè)。

5 安全措施

5.1 強(qiáng)安全生產(chǎn)教育和安全交底工作，進(jìn)入工地必須戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防護(hù)手套。

5.2 鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)，孔口人員應(yīng)集中精力，鉆具需要立懸或擺放時(shí)，必須牢固墊穩(wěn)，操縱崗位不得離人。

5.3 在危及人身安全設(shè)備旁設(shè)立醒目警示標(biāo)志，嚴(yán)禁人員靠近跨越。

5.4 非電工不準(zhǔn)隨意拆卸或修理電器設(shè)備，對(duì)過(guò)路電纜應(yīng)深埋或架空。

5.5 搬運(yùn)鉆桿或抬導(dǎo)管應(yīng)由專人統(tǒng)一指揮。

5.6 成孔后的孔口要設(shè)蓋，成樁后的負(fù)孔要及時(shí)回填，防止人、物掉入孔中。

6 環(huán)保原理

因旋挖鉆機(jī)屬低噪音、無(wú)振動(dòng)環(huán)保型鉆機(jī)，在鉆進(jìn)過(guò)程中噪音在65分貝以內(nèi)；采用針對(duì)性處理，混凝土護(hù)壁施工，避免了泥漿制備、排放污染；如果挖掘的原始土含水率太大或呈流塑狀態(tài)，如果再配有現(xiàn)場(chǎng)流塑土減水固化處理裝置，對(duì)挖上來(lái)的流塑土進(jìn)行減水固化處理后變成干土，然后通過(guò)自卸車進(jìn)行裝運(yùn)，滿足了城市環(huán)保要求。

7 結(jié)論

采用抑制旋挖鉆機(jī)成孔塌孔方法具有施工功效高、質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔率高、適應(yīng)性強(qiáng)、廢漿少、低噪音、污染小等特點(diǎn)?？朔诵阢@機(jī)成孔時(shí)塌孔、泥漿排放、工期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，極大地提高了施工質(zhì)量。

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