薄覆蓋層地質(zhì)水域嵌巖灌注樁施工

趙斌 宋磊

摘 要：希望通過本文可以探討施工經(jīng)驗、施工方法，能對初涉類似地質(zhì)情況的項目一個借鑒、一個選擇。

關(guān)鍵詞：薄覆蓋層地質(zhì)水域 嵌巖灌注樁 沖擊式鉆機成孔 嵌巖灌注斜樁

1.項目概況及總體施工方案

1. 1工程概況

工程設(shè)計樁基為Φ1500mm鋼管嵌巖樁，樁型分直樁和斜樁，要求嵌入中風(fēng)化層6m。施工區(qū)域大部分覆蓋層較薄，平均在2～5m。

1.2總體施工方案

現(xiàn)場采用φ820mm鋼管樁作為基礎(chǔ)、采用型鋼貝雷來拼接搭設(shè)通車平臺及灌注樁施工作業(yè)平臺。平臺完成后利用80t履帶吊配DZ150A型雙頰振動錘進(jìn)行鋼護筒的沉設(shè)。鋼護筒沉設(shè)完成后立即利用平臺鋼管樁之間的鋼平聯(lián)做井字架抱牢樁基確保樁基成孔過程中的穩(wěn)定。

2.鋼護筒沉設(shè)

2. 1施工原理介紹

振動錘沉鋼護筒就是按照振動沉管的基本原理，如果振動錘能夠與電源接通，體內(nèi)偏心將高速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生強烈振動或者激振，能夠沿著液壓鉗將振動力傳遞到鋼管中，然后再與鋼管發(fā)生作用，使其接觸到地層，在地層擠壓、振動作用下將容易出現(xiàn)液化，接觸面由此產(chǎn)生，振動錘液壓鉗會沿著鋼管與地層接觸，直到鋼管完全達(dá)到設(shè)計深度為止。

2.2振動錘沉鋼護筒施工流程

測量樁位→固定導(dǎo)向架→吊樁就位→振動錘沉設(shè)鋼護筒→觀測沉樁進(jìn)尺→停錘→準(zhǔn)備沉設(shè)下一根鋼護筒

2.3設(shè)備選擇

如表1所示。

3.嵌巖灌注樁施工

3. 1嵌巖灌注樁施工工藝

嵌巖灌注樁施工工藝流程為：先做好施工準(zhǔn)備，準(zhǔn)備好施工需要的材料、設(shè)備等，然后在工作平臺鉆孔嵌巖，安裝鉆機，對樁內(nèi)泥渣進(jìn)行清理，鉆進(jìn)嵌巖，再進(jìn)行一次清孔，下設(shè)鋼筋與導(dǎo)管，清孔，澆筑混凝土，最后移動鉆機。

3.2施工設(shè)備選擇

根據(jù)本工程的地質(zhì)特性和工程進(jìn)度的要求，我們擬選用JKL-8/JKL-6型沖擊鉆機進(jìn)行嵌巖灌注樁的施工；每臺鉆機工作時，配置1臺22KW的泥漿泵換漿，12m3空壓機進(jìn)行氣舉反循環(huán)清渣。

3.3主要工序的施工工藝

3.3.1將樁內(nèi)泥渣清除

在正式鉆孔前要先清理樁內(nèi)的泥渣，可以使用氣舉清除方法進(jìn)行清理，更加方便、快速。

3.3.2嵌巖、鉆進(jìn)方法

采用沖擊鉆進(jìn)，所需泥漿在專門的造漿設(shè)備和泥漿池里完成泥渣的制造。鉆進(jìn)的同時還要保持錘端的穩(wěn)定與安全，防止出現(xiàn)相互碰撞引發(fā)安全事故。及時對鉆孔的原始資料進(jìn)行記錄，邊鉆進(jìn)邊對巖石樣進(jìn)行檢查。

3.3.3鋼筋籠制安

鋼筋籠在鋼筋加工車間內(nèi)集中加工成型，每節(jié)鋼筋籠長度9m。鋼筋制作后，就要安放平臺，本工程鋼筋籠主筋規(guī)格較大、數(shù)量較多，為使鋼筋接頭質(zhì)量得到保證，將連接的時間減少，可以使用粗直螺紋護筒工藝連接，使斷面接頭數(shù)量保持在40%以內(nèi)。鋼筋籠外圈每隔2m設(shè)置3個混凝土保護層墊塊，墊塊以滾輪形式設(shè)置在鋼筋籠箍筋上，除保證鋼筋籠居中并垂直外，同時起到嵌巖斜樁鋼筋籠下放的導(dǎo)向作用。下籠前，用驗孔器檢測孔徑，確保鋼筋籠順利入孔。下籠時由人工輔助對準(zhǔn)孔位，保持鋼筋籠垂直。下放時小心輕放，防止對護筒壁造成損傷。如果鋼筋籠下方過程中接觸到了加勁箍的孔口位置，則可以使用丁字鋼從加勁箍的下面穿過，也可以讓鋼筋臨時支撐孔口。在吊裝第二批鋼筋籠過程中，確保兩個鋼筋籠保持同一個水平直線上，然后再進(jìn)行連接。銜接要快速、減少拖延作業(yè)，完成連接以后可將鋼筋籠適當(dāng)提高，將臨時的支托撤除，能夠使鋼筋籠適當(dāng)降低，這樣一直循環(huán)能夠?qū)摻罨\降低至適當(dāng)標(biāo)高。

3.3.4澆筑混凝土

安放混凝土導(dǎo)管并進(jìn)行二次清孔，混凝土可以使用加重型鋼管，無縫連接導(dǎo)管規(guī)格型號為200、Ф150、δ12mm，每根長度2000mm。在放置導(dǎo)管前需要先進(jìn)行水密性試驗，使P≥0.56MPa，確?；炷敛怀霈F(xiàn)滲漏或者嚴(yán)重的離析。完成導(dǎo)管的安放以后可以循環(huán)再進(jìn)行一次二次清孔，確保沉渣的厚度保持在40mm，泥漿的含砂率進(jìn)行控制，使其保持在≤3%的標(biāo)準(zhǔn)，在拔除導(dǎo)管以前，必須確?；炷另敻叱谭蠘?biāo)準(zhǔn)，對導(dǎo)管底端高程進(jìn)行核對，確保導(dǎo)管拔除之前預(yù)埋的深度不超過3m。

灌注與混凝土拌制方法：工程應(yīng)用的混凝土由攪拌站拌制，砼輸送車通過通道平臺運至待澆樁位處，再利用80t履帶吊吊罐的方式澆筑。首灌混凝土必須滿足導(dǎo)管埋深≥1m要求?；炷凉嘧r，首灌混凝土必須符合埋深要求。

3.3.5處理傾斜巖面

樁軸線垂直面需要與巖面保持一定的傾斜角度，傾斜角度為20%～40%時，還可以向其中拋填石塊或者向其中嵌石；如果樁軸線與巖面傾斜角度超過20°時，因為土層與巖層的強度較大，將造成非常嚴(yán)重的夾鉆情況，不能進(jìn)行有效的鉆進(jìn)或者成孔，也不能有效的對混凝土進(jìn)行澆筑，這些都是需要解決的問題。一旦遇到這些問題，可以使用高壓噴鉆機完成注漿，以將土層的強度增強，還可以將土層的強度差異減少。完成高壓噴漿一周以后需要再進(jìn)行一次注漿成孔。

3.3.6鉆孔內(nèi)事故處理方法

（1）處理管樁底端反卷問題：嵌巖過程中能夠發(fā)現(xiàn)鋼護筒底部出現(xiàn)卷邊，將影響到樁的穩(wěn)定性，可以使用重型錘對卷邊進(jìn)行反復(fù)沖擊，主要就是讓卷邊鋼板斷裂掉，然后使用磁鐵將鋼板吸附出來。比如，底部鋼護筒容易出現(xiàn)變形但最小直徑需要比嵌巖直徑低，可以使用孔規(guī)器對鋼管底部變形直徑進(jìn)行測量，及時將這些問題上報，與業(yè)主設(shè)計單位溝通解決，確保錨固效果增強。

（2）處理與預(yù)防卡錘事故：先將樁機固定準(zhǔn)確，防止施工時出現(xiàn)嚴(yán)重的傾斜或者位移甚至是塌陷；在沖孔過程中也可以將套筒放置好，并在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置好調(diào)整器，確保沖錘中心線能夠與軸線位置契合。在成孔過程中可以使用小沖程，最開始保持成孔順直，然后進(jìn)行引導(dǎo)，放置出現(xiàn)卡錘現(xiàn)象。

3.4斜樁嵌巖

工作平臺有多根Φ1500斜樁，嵌巖直徑Φ1400，要求全斷面嵌入中風(fēng)化巖面6m；斜樁嵌巖使用經(jīng)改造的JKL—8型沖擊鉆機、筒狀鉆頭用正循環(huán)工藝沖擊成孔。鉆頭長度 10000mm，筒柱狀，沖擊成孔時，用鋼護筒作導(dǎo)向，保證鉆頭始終有部分在鋼護筒內(nèi)。

3.4.1設(shè)計沖擊鉆機鉆頭

按照嵌巖傾斜深度，結(jié)合嵌巖標(biāo)準(zhǔn)要求，使用鋼板卷分節(jié)進(jìn)行焊接成型，使用圓形導(dǎo)筒，節(jié)長保持5m，直徑控制為直徑Φ1320mm，壁厚為16mm，下面一節(jié)長2m，Φ1320mm，壁厚26mm。

3.4.2制作鉆頭

先將導(dǎo)向筒制作出來，然后使鋼導(dǎo)管程放射狀，焊接4個鉆牙基座，厚度與高分別為56mm與200mm，每一個基座都可以焊接3個鉆牙，也可以根據(jù)實際情況調(diào)整；可以在導(dǎo)向筒上焊接一個沖孔樁纜繩連接使用的吊環(huán)。

3.4.3形成斜樁嵌巖斜度的方法

結(jié)合沉入的鋼護筒傾斜角度，前移沖擊鉆機扒桿，使其與鋼護筒中心線傾斜角度一致，

3.4.4混凝土澆筑

斜樁灌注樁澆筑與直樁灌注樁澆筑主要不同是其導(dǎo)管需要導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置由4個2cm厚的弧形鋼板對稱設(shè)置在導(dǎo)管四周，φ32mm鋼管加強連接。（結(jié)構(gòu)圖為圖2、圖3）于測錘在鋼護筒內(nèi)下滑，同時其比重接近灌注的砼，測錘不會埋入砼內(nèi)，能出砼頂面高程。

4.小結(jié)

成孔工藝有鉆孔法和沖擊成孔法兩種。鉆孔法采用進(jìn)口專業(yè)鉆孔設(shè)備或利用一般立軸式鉆機改裝，施工成本較高。本方案采用沖擊成孔法，國內(nèi)也有類似成功經(jīng)驗，施工成本、施工質(zhì)量均有保證。

參考文獻(xiàn)：

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