淺談旋挖鉆灌注樁的施工技術(shù)及控制要點

【摘要】旋挖鉆孔灌注樁作為綠色環(huán)保、高效高質(zhì)量的成樁方法，在建設(shè)中多為推廣試用，如何保證施工質(zhì)量，文章主要從旋挖鉆孔樁的重點工序進行分析、總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】旋挖鉆孔；混凝土灌注樁；施工技術(shù)；控制要點

1、概述

伴隨我國交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種適應(yīng)性強、成本不高、施工簡便的基礎(chǔ)形式被廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)領(lǐng)域中，鉆孔灌注樁有三種常見方法：沖擊鉆孔、沖抓鉆孔和旋轉(zhuǎn)鉆孔；而其中的旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)，因其工作效率高、施工質(zhì)量好、對環(huán)境的污染少等優(yōu)點被公認為“綠色”的施工技術(shù)。旋挖鉆孔灌注樁主要是應(yīng)用先進的旋挖鉆機，進行自動定位、垂直旋轉(zhuǎn)鉆孔，這種方法自動化程度相對高，成孔質(zhì)量好，可以快速穿過各種復(fù)雜的地層。本文中，主要對旋挖鉆孔灌注樁的施工特點，施工工藝、護壁液的制配和水下灌樁技術(shù)進行具體的分析和論述。

2、旋挖鉆孔灌注樁的施工特點

2.1地層適應(yīng)能力強，適應(yīng)多種地質(zhì)條件。比如旋挖鉆機可以在水位較高的環(huán)境中施工，也適用于淤泥質(zhì)土、粘土、砂土、卵石層等地層，這是正、反循環(huán)及長螺旋鉆無法施工的。

2.2自動化程度高、成孔速度快、質(zhì)量高，能保證工程質(zhì)量和工期進度。旋挖鉆機為全液壓驅(qū)動，電腦控制，能精確定位鉆孔、自動校正鉆孔垂直度和自動量測鉆孔深度，最大限度地保證鉆孔質(zhì)量，它的工效是循環(huán)鉆機的20倍。伸縮鉆桿不僅向鉆頭傳遞回轉(zhuǎn)力矩和軸向壓力，而且利用本身的伸縮性實現(xiàn)鉆頭的快速升降，快速卸土，以縮短鉆孔輔助作業(yè)的時間，提高鉆進效率。

2.3排污降低，綠色環(huán)保。旋挖鉆機取土是通過鉆頭旋挖，再通過凱式伸縮鉆桿將鉆頭提出孔內(nèi)再卸土。旋挖鉆機使用泥漿僅僅用來護壁，而不用于排碴，成孔所用泥漿基本上等于孔的體積，且泥漿經(jīng)過沉淀和除砂還可以多次反復(fù)使用。使用旋挖鉆機可以有效降低排污費用，并提高文明施工的水平。

2.4移動靈活方便。履帶底盤承載，接地壓力小，適合于各種工況，在施工場地內(nèi)行走移位方便，機機動靈活，對樁孔的定位非常準確、方便。

3、旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝及控制要點

3.1施工流程

測放樁位→泥漿制備→護筒埋設(shè)→鉆機就位→旋挖鉆進→抽碴清孔→成孔驗收→下放鋼筋籠→下放導(dǎo)管→二次清孔→水下混凝土灌注→導(dǎo)管起卸→拔出護筒→樁渣運輸、孔口處理→樁基檢測。

3.2護壁液（泥漿）的制備

在灌注樁施工前，要根據(jù)地質(zhì)情況，確定護壁液（泥漿）的配合比，在現(xiàn)場的護壁液池內(nèi)進行制作，護壁液的作用是保護孔壁防止坍塌，并保證孔內(nèi)的液體不流出孔外，孔外的水也不滲入孔內(nèi)。

3.2.1傳統(tǒng)土泥漿與新型化學(xué)泥漿護壁

傳統(tǒng)的土泥漿護壁一般是由膨潤土調(diào)和成的泥漿，但是如果施工地質(zhì)層中含沙量較大，則需要消耗數(shù)十噸甚至上百噸的膨潤土，在施工現(xiàn)場泥漿的連續(xù)拌和時，灰塵漫天，膨潤土堆積如山，對環(huán)境和人都造成極大的污染和危害，不僅如此，傳統(tǒng)護壁的效果還不理想，孔內(nèi)沉渣量較大，特別是在流砂地層中沉渣更為嚴重，給后續(xù)的灌注成樁造成很嚴重的質(zhì)量隱患。為保證孔壁穩(wěn)定和孔底沉渣符合設(shè)計要求，需采用優(yōu)質(zhì)化學(xué)泥漿護壁。主要材料為水、粘土或膨潤土、工業(yè)用堿、重晶石、CMC、滲水防止劑。應(yīng)選用不分散、低固相、高粘度、以蒙脫石為主的優(yōu)質(zhì)膨潤土造漿，膨潤土摻量為泥漿體積的6%～10%；工業(yè)用堿的主要作用是增大PH值，使粘土顆粒分散，并增加表面負電荷，吸附帶正電荷的鉆屑，使泥漿懸浮鉆屑效能更好，因此回流孔內(nèi)泥漿中PH值應(yīng)稍高一些，純堿摻量為泥漿體積的0.3%～0.5%左右；CMC是一種重要的纖維素醚，是天然纖維經(jīng)過化學(xué)改性后所獲得的一種水溶性好的聚陰離子纖維素化合物，主要用來增加粘度；重晶石來增加護壁的相對密度。經(jīng)實驗證明，該化學(xué)泥漿護壁能有效提高護壁強度，大大減少塌孔現(xiàn)象，并明顯提高旋挖成孔的速度。

3.2.2護壁液池的制作與施工

護壁液池大小一般為鉆孔容積的1.5～2倍，要有較好的防滲能力。在沉淀池的旁邊設(shè)置渣土區(qū)，沉渣采用反鏟清理后放在渣土區(qū)，保證泥漿的巡回空間和存儲空間。在用粘土粉造漿時一般用水力攪拌器制備泥漿，在用膨潤土造漿時用泥漿攪拌機制備泥漿。

護壁液的再生處理：施工中采用重力沉降除渣法，即利用泥漿與土渣的相對密度差使土渣產(chǎn)生沉淀以排除土渣的方法?，F(xiàn)場設(shè)置回收泥漿池用作回收護壁泥漿使用，泥漿經(jīng)沉淀凈化后，輸送到儲漿池中，在儲漿池中進一步處理，比如加入適量純堿和CMC改善泥漿性能，在經(jīng)測試合格后重復(fù)使用。

3.3水下混凝土的灌注

水下混凝土澆筑的施工質(zhì)量將嚴重影響灌注樁的質(zhì)量，所以是一道關(guān)鍵性的工序，在施工中必須注意以下幾點：

3.3.1灌注前首先要檢查各項器械如漏斗、測試儀器、量具、隔水塞的完好情況。3.3.2灌注時采用的商品砼強度等級要按圖紙設(shè)計要求，粗骨料最大粒徑不得大于25mm，坍落度控制在18～22cm之間，擴散度為34cm～45cm。3.3.3水下混凝土必須有隔水栓封底，隔水栓應(yīng)保證良好的隔水性能并能順利排出。3.3.4在確認混凝土存量備足后，即可開始灌注，借助砼重量排除導(dǎo)管內(nèi)的泥漿，首次澆灌時，初灌量應(yīng)將導(dǎo)管底端能一次埋入0.8～1.2m并且導(dǎo)管內(nèi)存留的混凝土高度，足以抵制鉆孔內(nèi)的泥漿侵入導(dǎo)管。3.3.5水下混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，不得中途停止，水下混凝土澆筑面宜高出樁頂設(shè)計標高1.0m左右。灌注混凝土的時間盡量加快，以防混凝土進入鋼筋籠時其流動性減?。划?dāng)孔內(nèi)混凝土接近鋼筋籠時，應(yīng)保持埋管較深，并放慢灌注進度；孔內(nèi)混凝土面進入鋼筋籠l～2m后，應(yīng)適當(dāng)提升導(dǎo)管，減小導(dǎo)管埋置深度，增大鋼筋籠在下層混凝土中的埋置深度；在灌注將近結(jié)束時，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高度減小，壓力差降低，而導(dǎo)管外的泥漿及所含渣土的稠度和比重增大，如出現(xiàn)混凝土上升困難時，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，用泥漿泵抽出部分沉淀物，使灌注工作順利進行。3.3.6在實際澆灌混凝土過程中，要經(jīng)常檢查導(dǎo)管埋置深度，導(dǎo)管埋設(shè)深度要保持在2-6m，超過6m很容易造成鋼筋籠上浮，堵管、埋管、掛鋼筋籠等現(xiàn)象發(fā)生，造成質(zhì)量事故；導(dǎo)管嚴禁提出混凝土高面，起撥導(dǎo)管時，應(yīng)先測量混凝土面高度，根據(jù)導(dǎo)管埋深，確定撥管節(jié)數(shù)；要勤檢查，均勻撥管。拆除后的導(dǎo)管放入架于中并及時清洗干凈；混凝土升到鋼筋籠下端時，為防止鋼筋籠被混凝土頂托上升，應(yīng)采取以下措施：在孔口吊筋固定鋼筋籠上端。

4、結(jié)語

本文主要從旋挖鉆孔灌注樁的施工特點、護壁液（泥漿）的制備、水下混凝土灌注這三個方面，對施工控制要點進行論述說明，可見，旋挖鉆孔灌注樁在施工質(zhì)量、進度等方面是優(yōu)于其他方法的，但是要保證鉆孔、成樁的質(zhì)量，還必須要先進的施工技術(shù)和現(xiàn)場管理加以配合，發(fā)揮旋挖鉆機的高效作用。

參考文獻

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