鉆孔灌注樁施工方案的確定

摘 要：介紹在礫卵石地層、微風化基巖中鉆孔灌注樁施工方法的選擇及施工方法，提出一些施工中值得注意的問題。通過實踐證明該方法適用、可行。

關(guān)鍵詞：礫卵石地層 微風化基巖 鉆孔灌注樁 施工方案

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）010-015-02

1 工程地質(zhì)概況

1.1 工程概況

云南省元江-磨黑高速公路是繼昆明至元江高速公路的延續(xù)，該橋為跨磨黑河而設，橋長210m，七跨雙幅上下行線。河流為季節(jié)性河流，每年5月份至10月份為雨季，河中水流較急，流量大，其流速和流量受上游雨水的影響。其上游匯水面較寬，溝系發(fā)育，常常會發(fā)生突發(fā)性洪流。橋位處河床較寬，凈斷面寬度70m以上。其樁位多在現(xiàn)有河床及其兩岸，其現(xiàn)有河床內(nèi)的樁位需筑島圍堰。

1.2 地質(zhì)概況

橋基部位地質(zhì)條件復雜，上部為沖積相的礫卵石層，在岸邊該層巖相有變化，局部夾有中細砂。當中細砂飽含水以后，即成流塑態(tài)，穩(wěn)定性極差，易坍塌。河床內(nèi)由于長期湍急的洪水沖刷，為礫卵石、漂石堆砌而成，無大的撓動，其穩(wěn)定性較好，稍一振動即成連續(xù)性坍塌。其漂石含量大，約占15-20%，大的漂石可達3-5米。其礫卵石層厚7.5-9米不等；下伏地層為紫紅色頁巖、砂巖、石英砂巖，局部可風石英脈體充填于其中，有脈體充填段，巖石硬度較大。其風化程度較弱，呈微風化、風化不均勻，呈塊狀風化。

2 基礎設計及成孔質(zhì)量要求

該橋梁由云南省公路規(guī)劃設計院設計，其基礎設計為鉆孔灌注樁，樁徑1.5m，為摩擦樁，樁長15-20m。

3 樁基礎施工方案的選擇

3.1 人工挖取上部礫卵石層

鑒于以上地質(zhì)條件，其施工難度均在于上部的礫卵石層，回轉(zhuǎn)鉆進根本無法滿足要求，而沖擊成孔，因礫卵石層穩(wěn)定性較差，護壁相當困難，若用鋼護筒護壁，造價較高，而采用冷凍法護壁亦不現(xiàn)實，根據(jù)施工時當?shù)赜昙疽呀咏猜?，河?nèi)水流較小的實際情況，決定采用人工開挖取石。

（1）挖孔取石。

放定樁位以后，在樁位周圍稍遠的地方打好護樁，以樁心為圓點，樁徑為半徑進行開挖，在開挖時，若坍塌不大，可開挖至80-100cm，即行澆護；若有坍塌跡像或已坍塌，挖30-50cm即需澆護一次。若遇大的卵、漂石，需用空壓機或人工打鑿的辦法去除。不宜振動過大，以免孔壁坍塌。開挖時亦需隨時注意孔壁情況，開挖深度必須以不致造成孔壁坍塌為準。

（2）護壁。

針對卵石土地層含砂量大，地層成孔穩(wěn)定中性差，施工中要求投入大量黃泥粘土、片石。黃泥按進尺方量，片石按進尺方量50%投置孔內(nèi)，使片石嵌入孔壁，基本形成均勻致密堅固的人工造壁，讓黃泥粘接成體隔離孔內(nèi)外水滲透和清孔氣壓對孔壁沖刷。施工中注意控制：護壁筒以下3-5m內(nèi)，每班控制進尺低于1m，其下卵石土進尺控制在1.5m以內(nèi)，確?？妆诜€(wěn)固安全。

護壁模板可自制亦可加工廠加工，上小下大，有一定錐度，以便于澆護壁砼時方便，每套護壁模板需分成多片（一般4-5片），便于一個人能在孔內(nèi)輕松自如的操作。當孔深滿足后，將模板支于挖好的孔內(nèi)，若孔內(nèi)水量較大，孔中需挖一個較深的坑以便于抽水，支模時應將模板墊高，高于水面一定位置，以便于澆注護壁時，水流不致沖掉護壁砼。校正好模板（樁位即是模板的中心）。將其固定后澆注砼，若空隙過大，亦可用卵礫石填于其中，護壁的厚度視孔壁的松散程度而定，一般在10-15cm即可，若單砼護壁仍不滿足要求，亦可在護壁里加入鋼筋，以保證護壁的穩(wěn)定性。每節(jié)護壁的相互搭接不少于10cm，以保證所有的護壁能連成整體，增加其強度。

（3）抽水。

抽水為挖取上部卵石層的關(guān)鍵，因卵石層富含水量大，且相互聯(lián)通，因而在開挖時，每一排或相鄰兩排需要同時開挖，而且同時抽水，若地面有水時，需在距離樁位的一定距離挖一個較深的溝，將地面上的水集中排放。若多個孔同時抽排亦不能滿足時，需設計2-3個降水點，用大泵量進行抽排，一般來說是可以滿足施工要求的。若仍不滿足，需設隔離水帶，開挖后用粘土回填用以隔水。

3.2 機械完成剩余的孔深

人工挖孔至卵石層結(jié)束時，隨著孔深的加深，其水量亦越來越大，抽排時間較長而且比較困難，人工開挖緩慢，成本過高，不安全因素亦較大，因而用機械的方法比較合適。

（1）沖擊鉆施工的特點。

用沖擊鉆施工，因其上部已砼護壁，由于沖擊的振動性及沖錘不穩(wěn)定性，加之操作過程中的誤差，常常易將護壁振塌。其優(yōu)點是操作簡單，投入小。

（2）回轉(zhuǎn)鉆機鉆進的特點。

對于該地層，三翼式刮刀鉆頭已不適用，需用硬質(zhì)合金鑲嵌的牙輪鉆頭，且鉆頭必須保證有相應的重量，以便合金對巖層的切割。該種鉆進為全破碎，需用較濃泥漿排渣或浮渣，清孔時可用泥漿泵將孔內(nèi)泥漿及渣抽出，亦可用壓風設備將泥漿或渣吹出，因上部已砼護壁，下部微風化，穩(wěn)定性較好，不會坍塌。該套施工方法對鉆機要求稍高，需要有較大的動力及扭距，鉆機各部件的材質(zhì)要好。鉆頭磨損較大，使用壽命相對較短。

通過相互對比，沖擊和回轉(zhuǎn)鉆進的實地施工，最后選擇了用GPF-2000型鉆機，牙輪鉆頭鉆進的施工方法。

4 清孔工藝

為保證孔底沉渣小于5cm，我司現(xiàn)場清孔選用中國自貢充壓機總廠生產(chǎn)的wy-14/7-c柴移空壓機，容積流量14m3/mm，排氣壓力0.7MPa，配置吸泥系統(tǒng)進行清孔，能吸凈孔內(nèi)泥渣，保證孔底清潔，灌注砼開球前再使用空壓機噴頭，噴射孔底使孔底殘渣懸浮。清孔時應注意孔內(nèi)水頭升降，防止水頭過低使孔內(nèi)壓力失去平衡而使孔壁失穩(wěn)垮塌。

5 注意事項

（1）挖孔取石時，必須校正好模板。因為在施工時，每個孔的護壁是由多節(jié)護壁構(gòu)成，所以必須保證所有的護壁中心在一條直線上。若因左右誤差較大，在施工下部時，鉆頭不易下放，且易碰塌孔壁。

（2）對于挖孔部份，其垂直度一定要保證。不然同樣會造成鉆頭或鋼筋籠下放困難。

（3）對于下部鉆進施工時，將鉆機固定好后，需將鉆頭放至孔底基巖處，方開始鉆進，以免將護壁鉆塌。

6 完整的質(zhì)量保證體系

質(zhì)量是施工的關(guān)鍵，針對該工程的隱蔽性質(zhì)，建立全員參與、全過程技術(shù)參數(shù)控制和體系尤為重要。

（1）項目經(jīng)理是質(zhì)量的第一責任人，負責建立質(zhì)量管理體系和資源配置。

（2）項目技術(shù)負責人是質(zhì)量管理體系直接運作和監(jiān)控人，負責檢查監(jiān)督各部門、機組規(guī)范施工。

（3）實行施工記錄原始、真實、準確原則，各施工技術(shù)人員，作業(yè)機組均有記錄，嚴格執(zhí)行經(jīng)監(jiān)理工程師批準的施工方案。

（4）全員參與，全工序監(jiān)控和測量糾正措施落到施工實際，并實施崗位獎罰，出問題不放過，找不到原因不放過，找不到解決措施不放過，并制定預防措施。

（5）每月召開質(zhì)量生產(chǎn)分析、總結(jié)會。

7 結(jié)語

根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，結(jié)合實際地質(zhì)條件，從經(jīng)濟成本及現(xiàn)有的機具設備出發(fā)，在該橋的基礎施工中，采用了人工挖取上部礫卵石層、砼護壁，下部用GPF-2000型鉆機，牙輪鉆頭鉆進的方法；當一排樁孔人工取石完成以后，即進行機械鉆孔作業(yè)，其后人工取石和機械成孔可平行進行，以便最有效地縮短工期。挖孔人員可進行灌注砼的作業(yè)，能夠合理利用勞動力；每個環(huán)節(jié)銜接緊密，有效的節(jié)約成本。通過使用該方法，方便易行，效果比較明顯。