淺述灌注樁施工設(shè)備選擇及施工要點(diǎn)

【摘要】采用灌注樁進(jìn)行地基處理是較為常見的地基處理方法，主要原因是因?yàn)楣嘧犊顾胶奢d、抗拔及抗侵蝕能力均大于一般的預(yù)制樁。同時(shí)灌注樁屬于剛性樁，荷載傳遞線路明確，設(shè)計(jì)理論比較成熟，故在地基處理中運(yùn)用較為普遍。灌注樁的缺點(diǎn)是養(yǎng)護(hù)周期較長、施工噪音大、現(xiàn)場文明施工條件較差且成本高于預(yù)制樁。

【關(guān)鍵詞】旋挖鉆成孔；沖擊鉆成孔；回旋鉆成孔

1、工程概況

中海油公共管廊工程位于山東省東營港。管廊架承臺(tái)采用2～3根灌注樁基礎(chǔ)。2.4公里長碼頭引堤段，地下地質(zhì)條件比較復(fù)雜，該區(qū)域在回填時(shí)拋填了大量塊石或碎石。

2、施工設(shè)備成孔原理

2.1旋挖鉆機(jī)成孔

旋挖機(jī)成孔是通過鉆頭的旋轉(zhuǎn)、削土、鉆筒提升、鉆筒卸土和泥漿支護(hù)孔壁，這樣反復(fù)循環(huán)來完成成孔的。適用于土質(zhì)比較均勻的粘性土、粉質(zhì)土、老砂土等地質(zhì)條件，對于新回填土、碎石、粉砂等無粘結(jié)力的地質(zhì)條件下必須配合使用鋼護(hù)筒成孔。旋挖鉆機(jī)功率大、成孔速度快、定位比較準(zhǔn)確、移機(jī)時(shí)間短、施工噪音較小、現(xiàn)場文明施工條件比較好。但由于機(jī)身比較重，對施工現(xiàn)場場地條件要求比較高，要求場地平整、堅(jiān)實(shí)，避免旋挖鉆機(jī)施工過程發(fā)生傾斜與沉陷。

2.2沖擊鉆機(jī)成孔

沖擊鉆機(jī)成孔是利用機(jī)架頂部鋼絲自動(dòng)脫鉤后，沖擊錘對塊石，礫石與基巖進(jìn)行反復(fù)沖擊，將塊石等障礙物擊碎，然后通過稠度較大的泥漿將擊成小顆粒的石屑排出孔外，泥漿同時(shí)也起護(hù)壁作用，對于碎石等松散的地下障礙物，由于周圍松散物缺乏對樁孔中碎石的約束，沖擊鍾沖擊碎石時(shí)碎石會(huì)從沖擊錘周圍向上涌起，沖擊錘的沖擊力大大減小，難于達(dá)到擊碎障礙物的目的。沖擊成孔工藝主要適用于顆粒較大的塊石、礫石等地質(zhì)條件，沖擊成孔由于靠沖擊錘擊碎障礙物后隨泥漿排出孔外，成孔時(shí)間長，成孔效率低，一般只用于遇到塊石等大的障礙物旋挖鉆機(jī)、回旋鉆機(jī)無法鉆進(jìn)時(shí)采用。

2.3回旋鉆機(jī)成孔

回旋鉆機(jī)成孔是依靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鉆機(jī)機(jī)架的回轉(zhuǎn)裝置，回轉(zhuǎn)裝置再帶動(dòng)鉆桿與鉆頭，使鉆頭不斷切入土中，由泥漿泵往鉆桿內(nèi)打入泥漿，泥漿由孔底沿孔壁上升，從護(hù)筒的溢流孔流出泥漿，泥漿帶出土顆粒，經(jīng)沉淀后泥漿重復(fù)使用。此成孔工藝適用于淤泥性土、粘土、粉土等地質(zhì)條件，回旋鉆機(jī)具有成孔速度慢、移位比較方便、定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

3、施工要點(diǎn)

3.1旋挖鉆機(jī)施工要點(diǎn)

施工場地要求：由于樁機(jī)重量大，故要求場地平整且結(jié)實(shí)。

護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒直徑大于設(shè)計(jì)樁徑100～150mm。防止鉆筒提升與下落時(shí)碰撞護(hù)筒及發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，護(hù)筒要高出地面至少300mm，防止地面雜物與地表泥水等流入樁孔。

護(hù)壁泥漿：旋挖成孔主要靠泥漿來護(hù)壁的，它主要抑制孔壁坍塌、地下水滲透。成孔過程要隨時(shí)檢查泥漿的比重與稠度。

泥漿面要求：成孔過程泥漿面始終不低于護(hù)筒底標(biāo)高，以保證孔壁的穩(wěn)定性。

鉆筒壁的要求：為防止旋挖鉆機(jī)在提升鉆筒時(shí)，在鉆筒下部產(chǎn)生瞬間真空而引起淤泥等軟弱下臥層發(fā)生頸縮現(xiàn)象，一般在鉆筒四周加焊導(dǎo)流板，使得鉆筒提升時(shí)鉆筒上部的泥漿通過鉆筒導(dǎo)流板間空隙流入鉆筒下部，以減小鉆筒下部真空度，減少頸縮現(xiàn)象的發(fā)生。導(dǎo)流板的大小、厚度與提鉆速度、泥漿稠度有關(guān)。

鉆筒鉆進(jìn)、提升速度：一次鉆進(jìn)尺寸過大容易發(fā)生埋鉆與卡鉆事故。埋鉆與卡鉆較輕時(shí)直接提起鉆筒；埋鉆、卡鉆較重時(shí)鉆筒反向旋轉(zhuǎn)打開倉門再邊旋轉(zhuǎn)邊提起鉆筒。鉆筒提起速度過快容易產(chǎn)生鉆筒下部瞬間真空，加上鉆筒對孔壁反復(fù)沖刷，極易造成頸縮與塌孔現(xiàn)象。在通過有流動(dòng)性淤泥層及松散砂質(zhì)地層時(shí)盡量放慢提鉆速度，不良地質(zhì)下提鉆速度不宜超過0.50m/s。

3.2沖擊鉆機(jī)施工要點(diǎn)

沖擊錘要求：根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑與地質(zhì)條件來選擇沖擊錘，沖擊錘直徑一般小于設(shè)計(jì)樁徑20～30mm，一般選用3～10噸十字型鑄鐵沖擊錘，沖擊錘頂部焊接多道鐵環(huán)并圍繞多道鋼絲繩，便于掉錘時(shí)打撈沖擊錘。

護(hù)筒埋設(shè)：由于沖擊錘下落時(shí)容易發(fā)生偏移，一般護(hù)筒直徑大于設(shè)計(jì)樁徑300～400mm。單級護(hù)筒取小值，多級護(hù)筒取大值，護(hù)筒要高出地面至少200～300mm，防止地面雜物與地表泥水等流入樁孔。

間隔跳打要求：沖擊成孔時(shí)對周圍振動(dòng)較大，為減少對周圍孔壁及已經(jīng)澆筑灌注樁的影響，宜采用跳打方法進(jìn)行施工。

三線合一要求：沖擊錘中心、樁位中心與護(hù)筒中心線要合一，其偏差不大于20mm，防止樁偏位及打壞護(hù)筒。

起打落距的要求：在開始沖擊成孔時(shí)由于樁孔周圍土層約束力比較小，大沖程沖擊容易造成塌孔，故地表2～3m范圍內(nèi)，宜采用小沖程沖擊成孔，一般落程不超過3m。正常后方可按全沖程落距沖擊成孔。

沖孔時(shí)間要求：沖孔宜一次完成，防止塌孔，必須停止沖孔時(shí)宜將沖擊錘提出孔洞外，樁孔要加蓋木板，防止異物與人員掉落孔中。

沖擊錘提升要求：提升沖擊錘不宜過快，防止因提升過快沖擊錘下部產(chǎn)生負(fù)壓或發(fā)生碰撞孔壁、護(hù)筒引起塌孔。

泥漿要求：沖孔成孔泥漿不僅起護(hù)壁作用同時(shí)由泥漿將小顆粒的石屑帶出孔外，所以其泥漿比重一般高達(dá)1.4。

護(hù)孔要求：沖擊成孔過程中宜往樁孔中加入一定量的粘土、小石塊。借助沖擊力將粘土漿與小石塊擠入周圍孔壁中，達(dá)到減小孔壁空隙率，減少砼滲入孔壁發(fā)生斷樁與頸縮現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3回旋鉆機(jī)施工要點(diǎn)

鉆頭選擇要求：鉆頭直徑一般不宜小于設(shè)計(jì)樁徑，主要考慮到樁下部老土區(qū)域樁的充盈系數(shù)較小，甚至為1.0。

護(hù)筒埋設(shè)：一般護(hù)筒直徑大于設(shè)計(jì)樁徑100～150mm，護(hù)筒下端不可埋設(shè)太淺，防止護(hù)筒下端孔壁坍塌。

鉆進(jìn)速度要求：在流砂或砂性土等松散地質(zhì)條件下施工時(shí)，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，采用低速鉆進(jìn)，同時(shí)使用優(yōu)質(zhì)泥漿，保證有足夠的泥漿擠入孔壁的土體中，保證孔壁的穩(wěn)定性。

地質(zhì)變化處施工要求：在硬、軟土質(zhì)交接處容易發(fā)生樁位傾斜，故硬、軟土質(zhì)交接處應(yīng)吊住鉆桿控制進(jìn)尺速度，低速鉆進(jìn)。在發(fā)生鉆桿傾斜時(shí)要求吊住鉆桿后上下反復(fù)掃孔，使孔校直，如傾斜嚴(yán)重時(shí)回填粘土重新鉆進(jìn)。

泥漿要求：泥漿不僅起護(hù)壁作用同時(shí)由泥漿將石屑帶出孔外，所以其泥漿比重一般為1.05～1.20為宜。

4、結(jié)束語

在地質(zhì)條件允許的情況下，首選旋挖鉆機(jī)進(jìn)行成孔作業(yè)。在地質(zhì)條件不允許旋挖鉆機(jī)作業(yè)時(shí)改用回旋鉆機(jī)成孔作業(yè)。沖擊鉆機(jī)只有在遇到地下障礙物，上述鉆機(jī)無法鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)才采用。灌注樁施工工藝的選擇要結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，社會(huì)環(huán)境綜合考慮。因地制宜選擇幾種施工工藝相結(jié)合來達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]《地基與工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ202-83）.

[2]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）