超深全巖地質(zhì)復(fù)合接力鉆孔灌注樁施工

武坤倫WU Kun-lun

（河北建設(shè)勘察研究院有限公司，石家莊050000）

1 工程概況

流溪河特大橋鉆孔灌注樁工程是新建鐵路新廣州站及相關(guān)工程ZQ-1標(biāo)段基樁工程項目。位于廣州與佛山里水交界處。

2 工程地質(zhì)條件

工程地質(zhì)層組特征及評價，根據(jù)地層成因時代，地層巖性差異，進行工程地質(zhì)分析，首先根據(jù)成因時代不同，基巖劃分為一大層（另位于斷裂帶內(nèi)破碎巖石單列一層）然后再根據(jù)巖性差異、風(fēng)化程度不同劃分工程地質(zhì)層、對于夾層或沉積相變層劃分為夾層。詳細工程地質(zhì)組特征描述如下：①泥質(zhì)粉砂巖：灰黃色——灰黑色，全風(fēng)化——弱風(fēng)化，結(jié)構(gòu)可變，裂隙發(fā)育，巖芯完整性差，巖芯呈塊狀。巖層由軟變硬。②炭質(zhì)泥巖：灰黑色，強風(fēng)化，裂隙發(fā)育，巖芯完整性差，巖芯破碎呈塊狀，直徑1～6cm，巖質(zhì)稍硬，層厚3m。③炭質(zhì)頁巖：灰褐色，強風(fēng)化，層狀結(jié)構(gòu)，裂隙較發(fā)育，巖芯呈塊狀，直徑1～5cm，局部風(fēng)化成泥。④泥質(zhì)粉砂巖：灰白色，弱風(fēng)化，砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，快狀結(jié)構(gòu)，裂隙較發(fā)育，呈短柱狀。⑤石英砂巖：灰色，弱風(fēng)化，砂粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育，裂隙面光滑。有擠壓擦痕，巖芯呈柱狀或塊狀。⑥結(jié)構(gòu)角礫巖：強風(fēng)化，灰黑色，主要成分為灰質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖呈角礫狀，直徑1～4cm。

3 鉆孔灌注樁施工

本工程地質(zhì)情況復(fù)雜，并且為全孔入巖，開孔就是基巖，最大深度可達110m。根據(jù)地質(zhì)條件，在施工過程中采用了液壓沖擊反循環(huán)鉆機和回轉(zhuǎn)鉆機相配合施工的方法，首先使用液壓沖擊反循環(huán)鉆機開孔，鉆進深度達到45m左右，再使用回轉(zhuǎn)鉆機鉆進成孔，這樣就存在二次對中的問題。另外在鉆進施工過程中還遇到了很多問題，Φ2.5m水上樁護筒底口漏漿，超深孔垂直度易超標(biāo)，基巖過硬對鉆具破壞嚴重，Φ2.5m超深樁灌注等。針對以上的問題，主要采取了以下措施：

3.1 二次對中的控制 沖擊鉆機鉆進至要求孔深后，測量人員按照原樁位點引出護筒上的樁中心定位點，回轉(zhuǎn)鉆機按照定位點使鉆機就位，就位時保證鉆機頂部的起吊天輪中心、轉(zhuǎn)盤中心、樁孔中心在同一鉛垂線上，其偏差不得大于2cm。鉆機就位后，由測量人員用經(jīng)緯儀或線錘檢查轉(zhuǎn)盤中心與樁位中心是否重合，并用水平儀測量鉆機底盤四角的標(biāo)高，對鉆機進行調(diào)平，最后用定位型鋼將鉆機固定和限位，以確保鉆機底盤水平、穩(wěn)固，鉆塔與底盤保持垂直狀態(tài)，在鉆進過程不產(chǎn)生位移或沉陷。

3.2 Φ2.5m水上樁護筒底口漏漿的處理方法 在Φ2.5m水上樁的施工過程中，第一個孔為10#孔，由于地基為基巖，河道的沙層覆蓋僅有1.5m左右，護筒在振設(shè)時也只能穿過覆蓋層，如果再加大振設(shè)力度，護筒底口就有振卷的可能，在加上河水的沖刷，護筒的實際埋深也只有1.0m左右。在10#孔施工中，沖擊至護筒底口，河水就會和孔內(nèi)泥漿串通，導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿稀釋，河沙進入孔中，破壞泥漿性能，存在很大的塌孔風(fēng)險，而且對鉆頭的破壞性極大。針對10#孔這種情況，經(jīng)研究決定采用護筒跟進和回填粘性紅土、刨花堵漏的方法進行護筒底口處理。具體方法為首先采用沖擊鉆頭沖進至護筒底口以下2m，再用振動錘對護筒進行二次振設(shè)，然后回填粘性紅土至護筒內(nèi)3m，再繼續(xù)沖進到護筒底口，加入適量的刨花，進行循環(huán)。通過這種方法很好的處理了10#孔護筒底口漏漿的問題，保證了孔內(nèi)泥漿的性能，并且保證了孔內(nèi)的泥漿液面高度，很大程度的預(yù)防了塌孔事故的發(fā)生。

在處理10#孔的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，對其他孔也分別進行了類似的處理，取得了很好的堵漏效果，保證了施工的質(zhì)量。

3.3 鉆孔垂直度的控制 289#墩施工深度為110m左右，全孔入巖，并且兩種鉆機配合作業(yè)，垂直度的控制至關(guān)重要，在第一個孔（10#孔）的施工中采取的具體控制措施如下：①在兩鉆機銜接時，確保同一中心，避免在銜接面產(chǎn)生臺階，形成臺階孔。②沖擊鉆機沖進時，為控制鉆孔的垂直度，每2～4h須測一次孔斜情況（可采用鋼絲繩與樁心相對位置的偏移程度進行控制，開孔時與當(dāng)前孔深時的偏差不能超過1cm），如超過標(biāo)準(zhǔn)，必須及時修孔，至合格后方可繼續(xù)向下鉆進。③在回轉(zhuǎn)鉆機鉆進時采取減壓鉆進，使加在孔底的鉆壓小于粗徑鉆具總重（扣除泥漿浮力）的80%。④定時檢測回轉(zhuǎn)鉆機底座的水平度（底座四角高差不得大于3mm）及鉆塔的垂直度，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整，以保證鉆孔的垂直度。⑤鉆機鉆進至軟硬不均地層部位時，加大掃孔頻度，重點防止斜孔、臺階孔，同時特別注意防止掉鉆等孔內(nèi)事故的發(fā)生。⑥回轉(zhuǎn)鉆機采用扶正器導(dǎo)正。在鉆頭上部加設(shè)直徑為2.47m的扶正器，以增加粗徑鉆具的長度，保證鉆頭在施工過程中的穩(wěn)定性。⑦在鉆進強風(fēng)化炭質(zhì)泥巖時，由于巖質(zhì)較軟，故要適量控制鉆壓和鉆速。⑧弱風(fēng)化石英砂巖強度高，施工中保證鉆具的加工質(zhì)量，不使用彎曲或法蘭變形的鉆桿，且鉆頭的刀盤和心管必須垂直。經(jīng)過以上具體措施的控制，10#孔成孔后經(jīng)超聲波檢測儀檢驗，垂直度符合要求，并且高于規(guī)范要求的精度。在接下來的施工中，控制取得了很好的效果，成孔的垂直度全部符合要求，一次驗收合格。

3.4 基巖過硬，防止掉鉆的措施 在鉆進過程中，發(fā)現(xiàn)石英砂巖對鉆具的破壞極大，鉆進此地層時很容易造成掉鉆事故，為了防止掉鉆，采取的措施有：①沖擊鉆機每正常鉆進12h后，提鉆檢查鉆頭、鉆桿及鋼絲繩，對鉆頭進行修補，保證鉆頭直徑不小于設(shè)計樁徑2cm。鉆頭修補后下鉆鉆進，要緩慢下放鉆頭，鉆頭不能順利下放時，采用小沖程沖擊掃孔，時刻防止發(fā)生卡鉆事故。鉆頭放至孔底，先采用小沖程鉆進，10min后再利用大沖程正常鉆進。②回轉(zhuǎn)鉆機鉆進時，適當(dāng)控制鉆壓及鉆具轉(zhuǎn)速，采用減壓鉆進，使加在孔底的鉆壓小于粗徑鉆具總重（扣除泥漿浮力）的80%；認真、仔細檢查下入孔內(nèi)的鉆具，保證其可靠性，鉆桿連接螺栓應(yīng)擰緊上牢；定期對孔內(nèi)鉆具提鉆檢查，重點檢查加重桿管壁及鉆桿上下法蘭；鉆進過程中特別注意保證孔口安全，孔內(nèi)嚴禁掉入鐵件（如扳手、螺栓等）物品，以保證鉆孔施工正常順利進行，防止掉鉆事故的發(fā)生。

3.5 Φ2.5m鉆孔樁的混凝土灌注 Φ2.5m鉆孔樁的最大樁長可達95m，灌注的方量可達500m3混凝土，灌注的任務(wù)較大，時間較長。我方與總承包方協(xié)商由兩臺泵車同時進行灌注，配合使用8臺罐車進行混凝土的運輸，大大提高了灌注的速度。

在灌注過程中，主要控制以下幾點：①灌注前，在孔口檢查混凝土的坍落度和和易性，混凝土的塌落度控制在18cm～22cm，并有較好的和易性時才能灌注。②按照計算好的初灌量進行首次灌注，首次灌注后導(dǎo)管在混凝土中埋深不小于1.0m。首次灌注時導(dǎo)管底端與孔底距離保持在0.3～0.5m。③混凝土面測量以測錘多點測量為準(zhǔn)，同時用混凝土灌注量計算值進行復(fù)核，二者誤差較大時找出誤差原因，排除影響混凝土灌注的因素，再繼續(xù)進行灌注。④混凝土灌注工程中導(dǎo)管的埋管深度控制在2～6m之間，導(dǎo)管拆除時進行準(zhǔn)確記錄，并認真復(fù)核已拆除的導(dǎo)管長度，確保了導(dǎo)管拆除時不出現(xiàn)錯誤。⑤確定灌注標(biāo)高，保證最后一次灌注后混凝土標(biāo)高高出設(shè)計樁頂標(biāo)高0.8m以上。

4 結(jié)束語

鉆孔灌注樁基施工過程中會遇到很多復(fù)雜的困難，以上是我們在施工過程中遇到的一個工程實例，在具體施工中采用的方法僅供同行參考，有不妥之處敬請指正。

[1]徐小民.淺談潛水鉆成孔灌注樁的質(zhì)量控制[J].科技資訊，2009(25).

[2]原振東.沉管灌注樁的質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009(26).

[3]盧志宇.砂性土層中采用水泥攪拌樁套打鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量監(jiān)督與控制[J].科技資訊，2008(12).