旋挖鉆施工實(shí)例分析與要點(diǎn)控制

唐君宏

(中交第二公路工程局二公司，陜西 西安 710119)

1 工程簡介

橋梁起訖點(diǎn)樁號(hào)為K29+492～K31+615.5，橋梁全長2123.5 m。橋梁下部為柱式橋墩、柱式臺(tái)、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。全橋鉆孔灌注樁φ180 cm 336根，φ150 cm 48根，柱式墩174根，預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁960片。其中，上跨涇惠渠水庫段落地質(zhì)情況由上至下為表層積淤、卵石土、粉土、粉質(zhì)粘土、粉土粉質(zhì)粘土，地質(zhì)狀況較差，各層土質(zhì)松散。清河橋82號(hào)樁基直徑1.5 m，在基本成孔后，下放鋼筋籠，由于鋼筋籠焊接需要一定時(shí)間，孔內(nèi)發(fā)生局部坍塌，造成孔底沉渣過厚，無法進(jìn)行混凝土澆筑施工。

2 旋挖鉆成孔施工方案

設(shè)計(jì)采用旋挖鉆施工工藝進(jìn)行樁基施工。埋設(shè)護(hù)筒D=樁徑+(20 cm～40 cm)，高出地面30 cm，鋪設(shè)枕木，鉆機(jī)就位后，進(jìn)行對(duì)中和水平調(diào)整。先自檢合格后報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢驗(yàn)，合格后方可開鉆，鉆機(jī)每次進(jìn)尺控制在50 cm左右。鉆進(jìn)過程中要及時(shí)補(bǔ)充提前制備好的泥漿，保證在鉆進(jìn)過程中和提鉆后孔內(nèi)液面高于護(hù)筒底部2.0 m，在鉆進(jìn)過程中應(yīng)根據(jù)地層變化及時(shí)調(diào)整泥漿性能，以滿足正常的鉆進(jìn)需要。鉆孔開始后，開啟液壓傳動(dòng)器加壓，鉆桿正轉(zhuǎn)下沉，切削土體鉆進(jìn)，提升鉆桿將土體棄出孔外，同時(shí)將泥漿注入孔內(nèi)，鉆進(jìn)過程中要保持泥漿水位高于地下水位，以免塌孔。開鉆時(shí)均應(yīng)慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向部位和鉆頭全部進(jìn)入地層之后，方可正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中要經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)盤，如有傾斜或位移，應(yīng)及時(shí)糾正。

旋挖鉆機(jī)易發(fā)生的孔內(nèi)事故主要有埋鉆和卡鉆:埋鉆主要發(fā)生在進(jìn)尺太快，或鉆進(jìn)過程突然發(fā)生鉆桿折斷等;卡鉆主要發(fā)生在鉆頭底蓋合龍不好，鉆進(jìn)過程中自動(dòng)打開卡鉆等。泥漿制作滿足規(guī)范中泥漿性能要求。由于在施工過程中泥漿不停的循環(huán)使用，實(shí)驗(yàn)人員隔一段時(shí)間要對(duì)池內(nèi)泥漿做三種指標(biāo)測(cè)定，如果不滿足要求，則需調(diào)整池內(nèi)水、膨潤土、聚丙烯酰胺以及火堿的含量，直到各種指標(biāo)滿足要求。

3 樁基實(shí)地勘察分析總結(jié)

1)旋挖鉆鉆頭為喇叭口形，前端尺寸經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際量測(cè)為1.46 m～1.48 m，鉆頭直徑偏小，在鉆進(jìn)過程中土質(zhì)地質(zhì)可以達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑，并有較小的擴(kuò)孔，卵石土、石質(zhì)地質(zhì)則形成螺旋形孔徑，部分孔徑未達(dá)到設(shè)計(jì)值(縮孔)，通過卵石土、石質(zhì)地質(zhì)后再次進(jìn)入土質(zhì)地質(zhì)，又恢復(fù)到設(shè)計(jì)孔徑。樁基整體在中部存在“瓶頸”現(xiàn)象，鋼筋籠下放后刮碰孔壁，造成局部坍塌，產(chǎn)生沉淀。

2)由于地質(zhì)條件比較差，加之鉆機(jī)人員未能按技術(shù)交底的要求來配置泥漿，造成孔內(nèi)水壓力較小，孔內(nèi)護(hù)壁質(zhì)量較差，發(fā)生孔內(nèi)塌落。

3)樁基成孔后未及時(shí)進(jìn)行探孔，存在孔位偏差，未能及時(shí)掃孔糾偏，鋼筋籠下放困難。

針對(duì)以上原因，重新修編旋挖鉆施工方案。

4 新修編旋挖鉆方案

4.1 準(zhǔn)備工作

1)臨建準(zhǔn)備。

分部建設(shè)完善，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)勘查，了解施工現(xiàn)場(chǎng)道路環(huán)境及施工作業(yè)面等情況，做好人員設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前期準(zhǔn)備。

2)技術(shù)準(zhǔn)備。

分部組織技術(shù)人員認(rèn)真學(xué)習(xí)技術(shù)性文件，編制施工方案，并按要求報(bào)經(jīng)理部。經(jīng)理部的施工工藝、施工方案、施工組織設(shè)計(jì)、分項(xiàng)開工報(bào)告上報(bào)監(jiān)理組并批準(zhǔn)。導(dǎo)線、水準(zhǔn)復(fù)測(cè)工作已完成。原材料檢驗(yàn)合格，混凝土配合比已經(jīng)批準(zhǔn)。放樣報(bào)驗(yàn)并已批準(zhǔn)。及時(shí)對(duì)全體施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)、質(zhì)量和安全交底，明確施工技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人;學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)要求、施工工藝等文件，明確設(shè)計(jì)意圖，掌握施工要領(lǐng)。

3)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備。

挖好循環(huán)池、沉淀池和廢漿池，并做好泥漿池四周的安全防護(hù)工作。平整好四周場(chǎng)地，保證道路暢通、水電接通。機(jī)械方面要求16 t吊車一臺(tái)，平板車一臺(tái)，挖機(jī)一臺(tái)，裝載機(jī)一臺(tái)，備用發(fā)電機(jī)一臺(tái)，檢孔器一個(gè)，鉆機(jī)數(shù)量及鉆機(jī)配套設(shè)備滿足工作面需求，鋼筋加工的一套設(shè)備齊全，其他小型機(jī)具齊全。管理人員、鉆工、木工、鋼筋工、混凝土工、起重工及普工滿足工作需求，報(bào)請(qǐng)結(jié)構(gòu)工程師驗(yàn)收。

4.2 樁基放樣

場(chǎng)地平整后，經(jīng)理部測(cè)量隊(duì)進(jìn)行放樣，合格后報(bào)測(cè)量監(jiān)理工程師抽檢，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)入下道工序，要求對(duì)樁位進(jìn)行保護(hù)。

4.3 開鉆

埋設(shè)護(hù)筒D=樁徑+(20 cm～40 cm)，高出地面30 cm，鋪設(shè)枕木，鉆機(jī)就位后，進(jìn)行對(duì)中和水平調(diào)整。先自檢合格后報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢驗(yàn)，合格后方可開鉆，鉆機(jī)每次進(jìn)尺控制在50 cm左右。鉆進(jìn)過程中要及時(shí)補(bǔ)充提前制備好的泥漿，保證在鉆進(jìn)過程中和提鉆后孔內(nèi)液面高于護(hù)筒底部2.0 m，在鉆進(jìn)過程中應(yīng)根據(jù)地層變化及時(shí)調(diào)整泥漿性能，以滿足正常的鉆進(jìn)需要。鉆孔開始后，開啟液壓傳動(dòng)器加壓，鉆桿正轉(zhuǎn)下沉，切削土體鉆進(jìn)，提升鉆桿將土體棄出孔外，同時(shí)將泥漿注入孔內(nèi)，鉆進(jìn)過程中要保持泥漿水位高于地下水位，以免塌孔。開鉆時(shí)均應(yīng)慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向部位和鉆頭全部進(jìn)入地層之后，方可正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中要經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)盤，如有傾斜或位移，應(yīng)及時(shí)糾正。鉆頭直徑不能達(dá)到設(shè)計(jì)直徑1.5 m的，加焊齒板，既要保證齒板的牢固又要滿足鉆頭端部的直徑。在進(jìn)入卵石土、石質(zhì)地質(zhì)時(shí)放慢鉆進(jìn)速度(3 m/h)，減小縮孔，便于探孔及下放鋼筋籠。

4.4 成孔

成孔后用測(cè)繩測(cè)量鉆進(jìn)孔深，孔深和清孔達(dá)到要求后報(bào)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)。灌注混凝土前進(jìn)行二次循環(huán)，泥漿各指標(biāo)不符合要求必須進(jìn)行二次清孔達(dá)到要求才能澆筑混凝土。每次樁基成孔后，及時(shí)應(yīng)用探孔器進(jìn)行探孔，及時(shí)糾偏。

4.5 鋼筋加工

焊縫長度滿足規(guī)范要求，焊縫飽滿其厚度不小于0.3D，焊縫寬度不小于0.7D，焊渣清理干凈。主筋長度誤差:±10 mm;主筋間距誤差:±10 mm;箍筋間距誤差:±20 mm;骨架外徑誤差:±10 mm;骨架保護(hù)層誤差:±20 mm。

4.6 混凝土澆筑

混凝土坍落度控制在18 cm～22 cm，導(dǎo)管懸空30 cm～50 cm，首盤埋深大于1.0 m，混凝土初凝時(shí)間不得早于2.5 h，灌注過程中導(dǎo)管埋深控制在2 m～6 m，灌注頂標(biāo)高要求高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5 m ～1.0 m。

5 現(xiàn)場(chǎng)施工控制要點(diǎn)

5.1 現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)質(zhì)量檢測(cè)人員的配備。

2)鋼護(hù)筒埋設(shè)質(zhì)量的控制。

3)鉆孔泥漿的質(zhì)量控制。

鉆孔過程中泥漿質(zhì)量控制的好壞直接影響成孔質(zhì)量和成孔速度。為減少鉆孔事故的發(fā)生，采用膨潤土泥漿，施工中嚴(yán)格按規(guī)范要求各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行控制。

4)質(zhì)量檢測(cè)。

a.沉渣檢查。

成孔后需對(duì)沉渣及孔壁質(zhì)量進(jìn)行檢查。沉渣厚度的測(cè)定可采用測(cè)砣及沉淀盒的方法。由于孔深、線長，測(cè)砣測(cè)渣厚靠手感不易把握，故采用沉淀盒，至灌注水下混凝土下放導(dǎo)管前取出，視其盒內(nèi)的沉渣量作為沉渣厚的數(shù)據(jù)，超過標(biāo)準(zhǔn)，需二次清孔。

b.孔壁質(zhì)量檢查。

施工中要求值班技術(shù)人員24 h跟班作業(yè)。鉆孔過程中要有詳細(xì)記錄，嚴(yán)格保證孔內(nèi)水位和泥漿各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，每鉆進(jìn)5 m～8 m利用探孔器檢測(cè)孔徑，檢查鉆頭的磨損情況和直徑變化，發(fā)現(xiàn)斜孔或縮孔時(shí)，隨時(shí)校正或擴(kuò)孔，以保證鉆孔的直徑和垂直度。由于基樁所需水下混凝土體積大，灌注時(shí)間長，采用抽漿法進(jìn)行清孔，盡管費(fèi)用高，但孔底沉淀厚度均控制在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，有效地保證成孔質(zhì)量。

5)樁基施工中應(yīng)注意的問題。

a.在鉆孔中容易出現(xiàn)斜孔，施工中應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)采用不同的鉆進(jìn)速度，一旦出現(xiàn)斜孔，可先回掃，如果偏斜嚴(yán)重，采取回填重鉆。

b.在砂土、亞粘土中，深孔樁易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象，采用不同地層選用不同的泥漿比重的方法。

c.沉渣厚度易超標(biāo)，可采用二次清孔的辦法使沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

d.封孔導(dǎo)管采用厚壁無縫管，以免出現(xiàn)變形，甚至破裂。

e.封孔時(shí)確保導(dǎo)管口管夾與孔垂直，確保導(dǎo)管與孔平行，以免導(dǎo)管掛鋼筋籠，甚至導(dǎo)管口破壞孔壁造成塌孔。

f.封孔混凝土采用高效緩凝減水劑，滿足封孔時(shí)間需要。

g.封孔過程中，每次提拔導(dǎo)管時(shí)，保證導(dǎo)管在混凝土的埋入深度大于1 m以上，以確?；炷潦┕べ|(zhì)量。

h.為確保鉆孔樁的施工質(zhì)量，采用自動(dòng)拌合，罐車運(yùn)輸。混凝土灌注應(yīng)及時(shí)、快速、連續(xù)施工。

i.為確保鉆孔樁封孔質(zhì)量，可將導(dǎo)管口接高，以增大壓力差。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)施工安全控制要點(diǎn)清單

為杜絕重大事故和人身傷亡事故的發(fā)生，把一切事故減少到最低限度，確保施工順利進(jìn)展，必須對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行認(rèn)知并采用有效的預(yù)防措施。

1)建立安全保證體系，明確項(xiàng)目經(jīng)理是安全生產(chǎn)的第一責(zé)任人，并且成立以項(xiàng)目經(jīng)理、各作業(yè)隊(duì)隊(duì)長為首的兩級(jí)安全生產(chǎn)小組，項(xiàng)目部設(shè)專職安全員，各施工分部設(shè)專職安全員，在項(xiàng)目經(jīng)理、分部經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，履行保證安全的職責(zé)，確保施工生產(chǎn)的安全。

2)制定安全生產(chǎn)規(guī)章制度:制定安全生產(chǎn)制度、現(xiàn)場(chǎng)安全操作規(guī)程。對(duì)所有的施工人員進(jìn)行安全生產(chǎn)技術(shù)的交底工作，進(jìn)行安全教育，使其充分認(rèn)識(shí)到施工安全的重要性。

3)嚴(yán)格按照各項(xiàng)規(guī)章制度的規(guī)定進(jìn)行施工。

4)利用各種宣傳工具，采用多種形式，使全體職工樹立安全第一的思想，不斷強(qiáng)化安全意識(shí)，使安全管理制度化，教育經(jīng)?；?。

5)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)在下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，必須同時(shí)下達(dá)安全技術(shù)措施，檢查工作時(shí)，必須總結(jié)安全生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，提出安全生產(chǎn)要求，把安全生產(chǎn)貫徹到施工的全過程中去。

6)認(rèn)真執(zhí)行定期安全教育及安全檢查制度，設(shè)立安全監(jiān)督崗，對(duì)發(fā)現(xiàn)事故隱患和危及到工程、人身安全的事項(xiàng)，要及時(shí)處理，作出記錄，及時(shí)改正落實(shí)到人。

7)工地修建的臨時(shí)房、架設(shè)的照明線路、庫房，都必須符合防火、防電、防爆炸的要求，配置足夠的消防設(shè)施，并有防雷電設(shè)施。

5.3 環(huán)保、文明施工控制

1)現(xiàn)場(chǎng)布置。

根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況合理地進(jìn)行布置，設(shè)施設(shè)備按現(xiàn)場(chǎng)布置圖規(guī)定設(shè)置堆放，并隨施工不同階段進(jìn)行場(chǎng)地布置和調(diào)整，最大限度地減少耕地占用率。為了展現(xiàn)高速公路管理者和建設(shè)者的精神風(fēng)貌，宣傳高速公路建設(shè)的重要意義，我們將根據(jù)工程的情況制作和定作廣告牌，取得社會(huì)的了解和支持。

2)道路和場(chǎng)地。

施工區(qū)內(nèi)道路通暢、平坦、整潔，不亂堆亂放，無散落物;場(chǎng)地平整無積水，無散落的雜物及散物;場(chǎng)地排水系統(tǒng)暢通。施工廢料集中堆放，及時(shí)處理。

3)材料堆放。

材料堆放場(chǎng)地用混凝土硬化，材料統(tǒng)一安排，堆放整齊，使工地現(xiàn)場(chǎng)井然有序。每種材料均要有標(biāo)志牌。

6 安全管理措施

1)建立安全保證體系，明確項(xiàng)目經(jīng)理是安全生產(chǎn)第一責(zé)任人，并成立以項(xiàng)目經(jīng)理、各作業(yè)隊(duì)隊(duì)長為首的兩級(jí)安全管理機(jī)構(gòu)(小組)，項(xiàng)目部設(shè)專職安全員，各施工分部設(shè)專(兼)職安全員，在項(xiàng)目經(jīng)理、分部經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，履行保證安全的職責(zé)，確保施工生產(chǎn)的安全。

2)制定安全生產(chǎn)規(guī)章制度和現(xiàn)場(chǎng)安全操作規(guī)程。對(duì)所有的施工人員進(jìn)行安全生產(chǎn)技術(shù)的交底工作，進(jìn)行安全教育，使其充分認(rèn)識(shí)到施工安全的重要性。

3)嚴(yán)格按照各項(xiàng)規(guī)章制度的規(guī)定進(jìn)行施工。

4)施工中必須向施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。對(duì)臨時(shí)結(jié)構(gòu)須進(jìn)行安全設(shè)計(jì)和技術(shù)鑒定，合格后方可使用。

5)工地修建的臨時(shí)房、架設(shè)的照明線路、庫房，都必須符合防火、防電、防爆炸的要求，配置足夠的消防設(shè)施，并有防雷電設(shè)施。

清河高架橋的施工實(shí)踐證明，通過實(shí)際案例分析和研究進(jìn)一步完善旋挖鉆施工方案既保證了進(jìn)度，又保證了施工安全、測(cè)量控制精確度，樁基施工連續(xù)取得了涇惠渠水庫底部樁基施工未再發(fā)生塌孔事件的好成績，而且樁基檢測(cè)均順利通過，為同類地質(zhì)條件的旋挖鉆施工積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。