旋挖鉆機在沿海地區(qū)入巖灌注樁施工中的應(yīng)用

■楊司飛 ■中海石油煉化有限責(zé)任公司，廣東 惠州 516086

1 工程概況

某化工廠項目地處廣東沿海地區(qū)，項目所在地原為海域，已經(jīng)用開山碎石土填平，后經(jīng)強夯處理，場地地面標(biāo)高3.63～6.92m?？辈靾龅仫@示在最大揭露深度41.6m 深度范圍內(nèi)的地層有六大成因類型，自上而下依次為:①人工填土();②第四系海陸交互相沉積粉質(zhì)粘土、粉土、細(xì)砂();③第四系沖洪積粉土、粉質(zhì)粘土、卵礫石混砂();④第四系沼澤相沉積形成的粉質(zhì)粘土();⑤第四系殘積形成的粉質(zhì)粘土(Qel);⑥下伏基巖為侏羅系下組砂礫巖(Jx)。

地下水為孔隙潛水及基巖裂隙水，深0.80～4.34m，水位高程-0.17～3.08m，年變化幅度為1.0～1.5m 主要受大氣降水及海洋潮汐影響，地下水化學(xué)類型為型水，對混泥土結(jié)構(gòu)具有微～弱腐蝕性，對鋼筋長期浸泡時具有微腐蝕性，干濕交替時具中～強腐蝕性。

該工程采用旋挖鉆孔灌注樁，樁徑分φ600mm、φ800mm 兩種，數(shù)量為3820 根，混凝土強度設(shè)計等級為C35，孔深15～35m，樁型為摩擦端承樁，全斷面嵌入中風(fēng)化或微風(fēng)化巖層≥1D(D 為灌注樁樁徑)，孔底沉渣≤50mm。

2 工程特點

(1)該工程毗鄰靠海，6～10 月高溫多雨，受臺風(fēng)影響較大，施工環(huán)境惡劣。

(2)該工程地質(zhì)條件復(fù)雜，回填層厚約6～8m，取自附近山皮石。護筒埋設(shè)困難;卵礫石混砂容易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象;中風(fēng)化砂礫巖，單軸抗壓強度最大達(dá)120Mpa，施工難度大，廣東地區(qū)樁基較多采用沖孔鉆機施工。

(3)計劃工期240 天，場地有限，無法部署大量機械，施工后期與土建基礎(chǔ)等存在較嚴(yán)重的交叉作業(yè)問題，施工任務(wù)十分緊迫，計算平均每天需成樁16 根。

3 旋挖鉆機特點

為滿足工期要求，選用施工效率較高的大型旋挖鉆機，24 小時兩班倒連續(xù)作業(yè)，旋挖鉆機在該工程上的優(yōu)勢有:

(1)成孔速度快。對于樁徑為φ600mm、φ800mm 的樁，旋挖鉆機成孔速度為4～6 孔/天，特別適用該工程場地有限工期緊的特點。

(2)成孔質(zhì)量高。旋挖鉆孔不但能有效控制樁位及孔洞垂直度，還可利用泥漿護壁成孔工藝中產(chǎn)生的泥皮薄層及旋挖形成的螺旋痕跡，有效提高樁基承載力，降低樁的沉降量。

(3)可對地層進行分析。旋挖鉆機在工作中，用鉆斗從鉆孔中直接取土，可通過對土的鑒別進行地層的分析。

(4)旋挖鉆機的施工噪音小，泥漿循環(huán)利用率較高，可有效減小泥漿用量，更好做到現(xiàn)場文明環(huán)保施工。

4 旋挖鉆機施工工藝

根據(jù)設(shè)計要求，本工程采用鋼護筒護壁旋挖成孔施工工藝，具體工藝流程如下:

現(xiàn)場調(diào)查→測量放線及樁孔定位→配制泥漿→開挖地面表層土埋→埋設(shè)鋼護筒→檢查樁中心軸線偏差→鉆機就位→鉆進→成孔檢查→清孔→吊放鋼筋籠→安裝混凝土導(dǎo)管→灌注水下混凝土→樁成品檢測、驗收。

5 施工質(zhì)量控制

為確保本工程質(zhì)量，本工程主要從測量放線、泥漿制備、鉆進及清孔，鋼筋籠制作、混凝土灌注等五個關(guān)鍵工序進行重點監(jiān)控監(jiān)管。

(1)測量放線

旋挖作業(yè)前，利用業(yè)主提供的測量控制點，先在現(xiàn)場加密布點，建立施工測量控制網(wǎng)。施工用全站儀(NTS-352)、水準(zhǔn)儀(KL-50 等)和塔尺報送有關(guān)部門鑒定合格，控制點校準(zhǔn)誤差控制在允許范圍內(nèi)且在整個作業(yè)過程中不定期進行復(fù)測。

(2)泥漿制備

泥漿制備是旋挖灌注樁施工的一個關(guān)鍵控制點。本工程制備的泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土加聚丙烯酰胺、純堿配制的化學(xué)泥漿，泥漿比重控制在1.1～1.2，粘度16～22s，PH 值7～9，含砂率≤4%。并在施工過程中對泥漿的各項指標(biāo)實時監(jiān)控調(diào)整。

(3)鉆進及清孔

為保證成孔的質(zhì)量，施工過程中嚴(yán)格按照下列工序進行成孔的控制:

①開孔前由工序工程師簽發(fā)工序流程卡，內(nèi)容主要包括:孔位編號、設(shè)計深度、鋼護筒下設(shè)深度、開孔時間、終孔時間、護筒偏差等，做好技術(shù)交底。

②鉆機對位以控制樁拉十字線控制，鉆頭對準(zhǔn)十字線交點，符合偏差要求?？刂茦恫捎糜忙? 鋼筋制作，打入土中至少50cm，定位后嚴(yán)禁移動。

③根據(jù)地質(zhì)條件，旋挖鉆機鉆進時共配備螺旋鉆頭、挖泥鉆頭、挖砂鉆頭、截齒鉆頭、截齒嵌巖筒鉆，并配備機鎖鉆桿。為加快施工進度，鉆頭與鉆桿采用銷子連接，只需根據(jù)地層和鉆孔直徑不同更換鉆頭即可。在地層突變、進入巖石層或淤泥層時均需減緩鉆進速度，并根據(jù)地層情況靈活選擇鉆頭，各種鉆頭分述如下:a.人工素填土層鉆進時，選擇螺旋鉆頭或截齒鉆頭;b.粉質(zhì)粘土、粉土層鉆進時，采用挖泥鉆頭;c.對砂層、細(xì)砂層鉆進時，采用挖砂鉆頭;d.巖層鉆進時，首先采用截齒鉆頭鉆進，當(dāng)截齒鉆頭鉆進困難時，改用截齒嵌巖筒鉆破碎巖石，再采用挖砂鉆頭將巖屑帶出孔外。

④鉆孔過程中，采取措施防止樁身傾斜，用鉆機自身配置的自動監(jiān)測系統(tǒng)控制樁孔垂直度、孔深等指標(biāo)，認(rèn)真填寫施工原始記錄。

⑤根據(jù)勘察報告及樁基設(shè)計圖紙推算持力層面大致深度，當(dāng)鉆機鉆至此深度時，撈取渣土試樣，判斷渣土試樣是否為持力層。

⑥鉆孔深度符合設(shè)計要求后立即報監(jiān)理工程師驗收，同時做好孔口防護工作。

⑦驗收合格后安放鋼筋籠和下設(shè)導(dǎo)管，進行混凝土灌注。混凝土灌注前如沉渣超標(biāo)則采用正/反循環(huán)進行清孔，清孔后的沉渣厚度應(yīng)符合規(guī)范要求

⑧挖出的渣土應(yīng)及時清運離開場，保持現(xiàn)場清潔。

(4)鋼筋籠制作

本工程主筋、加強筋采用HRB400 型鋼筋，箍筋采用HPB300 型鋼筋。鋼筋進場后，嚴(yán)格做好鋼筋質(zhì)量檢查。首先對鋼筋原材外觀進行檢查驗收，檢查鋼筋出廠質(zhì)量證明書中的爐批號是否與進場鋼筋銘牌的爐批號相符，符合后做進一步的抽樣檢測。

鋼筋籠制作場規(guī)劃為40m×40m，分為:原材堆放場、焊接廠、成型場、鋼筋籠堆放場地。充分考慮場地銜接、運距、裝卸便利等各方面因素。鋼筋籠存放時，鋪設(shè)10 ×10cm 方木，避免直接接觸地面。

樁身配筋情況為:

主筋:12Φ18/6Φ18，其中樁端以上7 米范圍為6Φ18，HRB400 級;

加強筋:Φ12@2000，HRB400 級;

箍筋:ф8@100/200，其中樁頂下4 米范圍為ф8@100，HPB300 級。

鋼筋籠分節(jié)制作，主筋焊接時采用閃光對焊，孔口焊接時采用單面搭接焊，加強箍筋采用雙面搭接焊。鋼筋焊接前，根據(jù)施工條件進行試焊，合格后方可正式施焊。

閃光對焊質(zhì)量滿足如下要求:①外觀質(zhì)量檢查:不得有橫向裂縫和明顯燒傷;②缺陷接頭彎折角≤4°;軸線偏移≤0.1d 且≤2mm。

(5)混凝土灌注

本工程采用商品混凝土，樁身砼強度等級C35，抗?jié)B等級P8?；炷聊途眯砸?最小水泥用量320 kg/m3，最大水膠比0.45，最大氯離子含量0.10%。

為保證混凝土的灌注質(zhì)量，混凝土灌注前由技術(shù)質(zhì)量負(fù)責(zé)人編寫《混凝土灌注作業(yè)指導(dǎo)書》，做好技術(shù)交底，所有施工人員嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)要求，同時在灌注過程中，做好統(tǒng)籌協(xié)調(diào)安排，混凝土采用導(dǎo)管進行灌注，盡量不在下雨天澆筑，澆筑過程不得中途停頓。

6 總結(jié)

在沿海地區(qū)樁基施工中，由于普遍要求入巖，一般采用沖擊鉆，但效率較為低下;為提高施工效率，采用旋挖鉆機成孔是最好的辦法，但需要很好地解決旋挖入巖施工問題。在施工過程中，必須根據(jù)地層的情況選擇合適的旋挖鉆機及鉆頭，嚴(yán)格控制好泥漿的制備、鋼筋籠的制作及混凝土的灌注。只有將各個關(guān)鍵工序控制好，并加強現(xiàn)場的管理調(diào)度，才能保證旋挖灌注樁的質(zhì)量。