基于旋挖鉆施工工藝技術(shù)實(shí)踐探究

王英俊

摘 要：鉆孔灌注樁中相比較更先進(jìn)的一種方法是旋挖鉆機(jī)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)就是施效率很高，在工程項(xiàng)目對(duì)工期要求緊張的工程中很適用。通過對(duì)該施工工藝的研究，總結(jié)出了旋挖鉆施工的技術(shù)要求及控制要點(diǎn)，對(duì)類似工程具有借鑒意義。本文對(duì)基于道路橋梁的鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行了實(shí)踐探究。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆施工 鉆孔灌注樁 實(shí)踐探究

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）05（a）-0108-02

現(xiàn)在隨著社會(huì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的日新月異，生活節(jié)奏也變得越來越快，這將勢(shì)必導(dǎo)致人們對(duì)交通工具及交通條件的要求也越來越高。為緩解交通壓力，適應(yīng)人們逐步提升的快節(jié)奏生活，高速鐵路、高速公路、快速化通道等一系列工程建設(shè)將應(yīng)用而生，在此突起的工程建設(shè)中，橋梁施工是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的施工工藝。其中，鉆孔灌注樁中相比較更先進(jìn)的一種方法是旋挖鉆機(jī)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)就是施效率很高，在工程項(xiàng)目對(duì)工期要求緊張的工程中很適用。鉆孔灌注樁作為橋梁施工的隱蔽工程，是工程質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié)之一，對(duì)于此項(xiàng)工藝施工必須注意以下幾點(diǎn)控制要點(diǎn)。

1 設(shè)備特點(diǎn)

在粘性土、粉質(zhì)土、沙土等土層施工時(shí)可以使用旋挖鉆機(jī)，在鉆機(jī)鉆頭旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土反復(fù)運(yùn)行過程中形成孔，該方法還具有功率高、速度快、方便位移、準(zhǔn)確定位、工作效率高、超低噪音、更環(huán)保的特點(diǎn)。

2 施工工藝

2.1 施工方案確定

對(duì)于旋挖鉆成空灌注樁施工，首先要進(jìn)行地質(zhì)情況調(diào)查，在適合旋挖鉆施工的地質(zhì)情況的前提條件下再綜合比較。旋挖鉆機(jī)由于設(shè)備笨重、自行能力較弱、對(duì)場(chǎng)地要求較高等不利因素，要充分進(jìn)行考察后再根據(jù)地質(zhì)情況確認(rèn)旋挖鉆機(jī)的性能與型號(hào)。

2.2 施工準(zhǔn)備

鉆孔樁施工之前，要對(duì)工程的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行仔細(xì)的研究，盡快的熟悉并掌握施工的流程，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)提出，并想辦法解決；還要進(jìn)行實(shí)地考察工作，對(duì)工程施工的場(chǎng)地及周圍的環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)，確定是否具備施工的良好條件，然后根據(jù)實(shí)際情況制定切實(shí)可行的施工方案。根據(jù)工程施工的實(shí)際情況，要至少配備一臺(tái)泥漿濾砂器和一臺(tái)反循環(huán)泥漿泵，為了方便回收和重復(fù)利用，鉆孔的時(shí)候，要使用泥漿濾砂器對(duì)泥漿進(jìn)行凈化。按照工程施工標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)樁基情況進(jìn)行了解，然后科學(xué)合理的安排鉆機(jī)數(shù)量和位置，以便工程順利施工，推進(jìn)施工進(jìn)度。進(jìn)行鉆孔工作的時(shí)候，一般要按照“先鉆受汛期影響大，后鉆受汛期影響小”的規(guī)律來施工。

2.3 施工工藝

（1）機(jī)械就位、護(hù)筒埋設(shè)。

①將施工場(chǎng)地處理平整，旋挖鉆機(jī)底座場(chǎng)地必須保證平整、夯實(shí)，防止鉆機(jī)在運(yùn)作過程中發(fā)生沉陷。

②用十字線在確定的樁位周圍做出四個(gè)控制樁位，將四個(gè)控制樁位作為互通埋設(shè)的基準(zhǔn)。

③護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒由厚度6～8 mm鋼板制成，護(hù)筒直徑比樁基孔徑大200～300 mm，每節(jié)護(hù)筒長度1.5～3.0m，護(hù)筒至少高出地面30 cm，以防止雜物、泥水流入孔內(nèi)。

④人工應(yīng)該和旋挖鉆機(jī)相互配合進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)，通過旋挖機(jī)鉆斗產(chǎn)生的擠壓來調(diào)整護(hù)筒埋設(shè)過程。

（2）泥漿調(diào)制。

①因鉆機(jī)施工中泥漿可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、懸浮鉆渣等作用，為此泥漿是保證孔壁穩(wěn)定的重要因素。由于地基巖土中又夾有粉砂土層、亞砂層，地面水位較高的特點(diǎn)，調(diào)制出良好泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)尤為重要。泥漿相對(duì)密度：1.02～1.10；粘度：18～22 s；砂率≤4%；泥皮厚度：<2 mm；pH值：大于7。

②施工過程中隨時(shí)檢測(cè)清孔后灌注砼時(shí)泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保泥漿對(duì)孔壁的撐護(hù)作用，避免發(fā)生施工事故。

③采用泥漿攪拌機(jī)制漿，進(jìn)行集中制漿，旋挖鉆孔在每2個(gè)墩之間設(shè)置1個(gè)造漿池、1個(gè)回漿池，另外2個(gè)墩之間將原地面平整，用作避讓車及存放鋼筋籠使用。泥漿造漿材料選用優(yōu)質(zhì)膨潤土。泥漿池周圍用鋼管制作防護(hù)欄，防護(hù)欄刷紅白相間油漆。掛綠色防護(hù)網(wǎng)，并在靠便道側(cè)正面懸掛安全標(biāo)志標(biāo)牌。

④在鉆孔樁施工過程中，對(duì)沉淀池中沉渣及澆筑混凝土?xí)r的廢棄泥漿隨時(shí)清理，嚴(yán)防泥漿溢流，并用汽車運(yùn)至指定地點(diǎn)傾泄，禁止就地棄渣，污染周圍環(huán)境。

（3）鉆孔施工。

①鉆機(jī)就位前，應(yīng)對(duì)鉆孔各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查。鉆機(jī)安裝后的底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，在鉆進(jìn)中不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷。就位完畢，施工隊(duì)對(duì)鉆機(jī)就位自檢。

②鉆孔前，按施工設(shè)計(jì)所提供的地質(zhì)、水文資料繪制地質(zhì)剖面圖，掛在鉆臺(tái)上。針對(duì)不同地質(zhì)層選用不同的鉆頭、鉆進(jìn)壓力、鉆進(jìn)速度及適當(dāng)?shù)哪酀{比重。

③在鉆進(jìn)埋設(shè)護(hù)筒深度及護(hù)筒下1米鉆深范圍內(nèi)，應(yīng)該對(duì)鉆孔位置進(jìn)行復(fù)核與控制，防止因原地面底層多樣性造成的孔位偏移，如發(fā)現(xiàn)偏移量超出驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)允許范圍，應(yīng)對(duì)偏移部位用粘土回填夯實(shí)后，重新鉆進(jìn)。

④鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，不中斷，認(rèn)真填寫鉆孔施工記錄，交接班時(shí)應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意事項(xiàng)。應(yīng)經(jīng)常對(duì)鉆孔泥漿及鉆機(jī)對(duì)位進(jìn)行檢測(cè)，不符合要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)改正。應(yīng)經(jīng)常注意地層變化，在地層變化處應(yīng)撈取樣渣保存。

⑤當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，對(duì)孔深、孔徑、孔位和孔形等進(jìn)行檢查，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后，立即填寫終孔檢查證，并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認(rèn)可，方可進(jìn)行孔底清理和灌注水下混凝土的準(zhǔn)備工作。

（4）改善鉆斗護(hù)壁能力。

在施工的開始時(shí)期，旋挖鉆機(jī)會(huì)有提升料筒時(shí)提升力明顯變大，孔壁頸縮現(xiàn)象。分析之后發(fā)現(xiàn)，筒式鉆斗在提升鉆斗時(shí)因?yàn)橥耆珱]有護(hù)壁保護(hù)，下部負(fù)壓力作用很大，因此會(huì)發(fā)生“吸鉆”，進(jìn)而出現(xiàn)孔壁頸縮。由此可見需要改進(jìn)筒式鉆斗。將四塊雙曲面護(hù)壁鋼板兩兩對(duì)稱，焊在筒壁上（或增設(shè)導(dǎo)流槽），雙曲面護(hù)壁直徑在鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)要小于2 cm孔徑，避免孔壁在升降時(shí)被破壞。通過施工發(fā)現(xiàn)，提升過程中鉆頭被改造后明顯降低液壓系統(tǒng)壓力，顯著改善鉆孔頸縮。endprint

（5）控制鉆斗鉆進(jìn)、提升速度。

①旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，避免鉆進(jìn)尺度較大，造成埋鉆事故。

②若鉆機(jī)升降鉆斗時(shí)速度過快，鉆斗外壁和孔壁之間的泥漿沖刷孔壁，再加上鉆斗下部產(chǎn)生較大負(fù)壓作用，造成孔壁頸縮、坍塌現(xiàn)象。所以鉆斗提升時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其速度，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐得知，鉆斗升降速度保持在0.75～0.80 m/s，當(dāng)鉆斗粉砂層或亞砂土層時(shí)，其升降速度應(yīng)更加緩慢。

3 鉆孔灌注樁在施工中質(zhì)量通病防治

3.1 防止雜質(zhì)進(jìn)入樁靴

在地下水位較高或者有許多泥土的土層中，因?yàn)闃堆サ幕畎觊]合不嚴(yán)密，使得水、泥土等雜質(zhì)進(jìn)入到樁靴內(nèi)。在這個(gè)時(shí)候，要進(jìn)行處理工作，方法是拔出樁管把泥土等雜質(zhì)清理干凈，將活瓣修理好后，再用砂回填，重新進(jìn)行打樁管。

3.2 斷樁

在地面下不同硬度層間的交接處經(jīng)常出現(xiàn)斷樁的現(xiàn)象，出現(xiàn)斷樁的主要原因有：土層之間的硬度不同，承受的打樁作用力不同；樁之間的距離小，一個(gè)樁在承受打樁力的時(shí)候會(huì)傳遞到另一個(gè)樁上；樁身的砼終凝時(shí)間很短，抗壓能力差，承受不了太大的外力。要想減少斷樁現(xiàn)象的出現(xiàn)，就要加大樁間距，而且新樁的距離更要加大，從而減小相鄰樁的影響。

3.3 吊腳樁

樁底部分的砼出現(xiàn)隔空或砼中進(jìn)入了泥沙使得樁身產(chǎn)生松軟部分指的就是吊腳樁。這時(shí)因?yàn)闃兜椎膹?qiáng)度不夠，受到外力變形，使得泥沙進(jìn)入樁管。在道橋梁梁工程施工過程中，如果出現(xiàn)了吊腳樁的情況，要及時(shí)的進(jìn)行處理，直接回填成孔重新進(jìn)行澆筑新樁或?qū)豆馨纬鰧?duì)樁底樁靴進(jìn)行修正。

3.4 縮頸

縮頸就是灌注的樁其中部分樁徑縮小，使得其截面與工程施工標(biāo)準(zhǔn)不符。在含水量大的粘性土中進(jìn)行沉管施工作業(yè)時(shí)，土體受到樁管的擠壓，容易產(chǎn)生裂隙，當(dāng)樁管被拔出后，新灌注的砼將受到很大的壓力，使得樁身出現(xiàn)縮頸的情況。在道橋梁梁工程施工的現(xiàn)場(chǎng)，一定要觀察砼落下后的情況，如果發(fā)現(xiàn)問題，就要及時(shí)采用復(fù)打的方法進(jìn)行處理。

4 施工注意事項(xiàng)

（1）由于鉆機(jī)設(shè)備較重，施工場(chǎng)地必須平整、寬敞，并有一定硬度，避免鉆機(jī)發(fā)生沉陷。

（2）鉆機(jī)施工中檢查鉆斗，發(fā)現(xiàn)側(cè)齒磨壞及鉆斗封閉不嚴(yán)時(shí)必須及時(shí)整修。

（3）泥漿初次注入時(shí)，垂直向樁孔中間進(jìn)行入漿，避免泥漿沿著護(hù)筒壁沖刷其底部，致使護(hù)筒底部土質(zhì)松散。

（4）因粘土層中鉆進(jìn)過深易造成頸縮現(xiàn)象，在鉆機(jī)施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格一次鉆進(jìn)深度。

（5）鋼筋籠或探孔器向孔內(nèi)放置時(shí)，應(yīng)由吊車吊起，將其垂直、穩(wěn)定放入孔內(nèi)，避免碰壞孔壁，使孔壁坍塌，在砼澆筑時(shí)出現(xiàn)廢樁事故。

（6）根據(jù)不同地質(zhì)情況，必須檢測(cè)清孔后灌注砼時(shí)泥漿性能指標(biāo)，確保泥漿對(duì)孔壁的撐護(hù)作用。

（7）其他施工工藝事項(xiàng)，應(yīng)嚴(yán)格按照橋涵施工技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

5 旋挖鉆機(jī)成孔優(yōu)點(diǎn)

（1）因該鉆機(jī)操作由全液壓系統(tǒng)控制，能保證樁基垂直度、孔位、孔深、沉淀厚度等各項(xiàng)指標(biāo)全部達(dá)到施工規(guī)范要求。

（2）該鉆機(jī)適用不同地質(zhì)情況，成孔效率高，約8 h左右即可成孔，1天成孔2～3個(gè)，是回旋鉆機(jī)成孔的4～5倍，因此使用于工期要求緊的工程項(xiàng)目。

（3）孔壁穩(wěn)定性好，成孔后清孔徹底，施工進(jìn)度快。

（4）施工噪音低，不污染環(huán)境，使用于環(huán)境保護(hù)要求高的施工地區(qū)。

6 結(jié)語

通過對(duì)工程施工實(shí)踐的探究，旋挖鉆機(jī)施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。由于旋挖鉆機(jī)所形成的孔壁較粗糙，增加了樁側(cè)摩阻力，克服了回旋鉆機(jī)樁側(cè)摩阻力低以及孔底沉渣多、泥漿管理差的缺點(diǎn)。盡管旋挖鉆機(jī)投資較高，但適應(yīng)性強(qiáng)，最終的經(jīng)濟(jì)效益綜合指標(biāo)還是遠(yuǎn)大于回旋鉆機(jī)，可見旋挖鉆機(jī)是一種理想的施工工藝。

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