建筑樁基施工中旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)的應(yīng)用研究

(湖南省第六工程有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000)

建筑樁基施工中旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)的應(yīng)用研究

喻衛(wèi)星

(湖南省第六工程有限公司湖南長(zhǎng)沙410000)

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)因其具有施工效率高的特點(diǎn)在建筑樁基施工中的應(yīng)用日益增加。本文主要結(jié)合某建筑樁基施工實(shí)例，論述了旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)原理及施工要點(diǎn)，希望能夠?yàn)橥惞こ探梃b和參考。

樁基；旋挖；鉆孔；灌注；鋼護(hù)筒

一、工程概況

某建筑項(xiàng)目占地面積137.05畝，一期總建筑面積97575平方米，其中地上建筑面積78315平方米，地下建筑面積19260平方米。結(jié)構(gòu)形式為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)。該建筑基礎(chǔ)采用旋挖樁，共計(jì)937根樁，樁徑為Ф1000，根據(jù)勘探資料，挖孔樁孔深約為15-22m，樁基持力層為中風(fēng)化礫巖，樁進(jìn)入持力層不小于1米。樁芯砼采用C35，鋼筋籠主筋為HRB400級(jí)筋，箍筋采用HPB300。

二、旋挖鉆孔成樁施工方案的選擇

(一)旋挖鉆孔成樁施工原理

旋挖鉆孔成樁一般是利用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆斗取土的工藝，可以說是一種不沖洗介質(zhì)循環(huán)的鉆進(jìn)手段，但是在鉆進(jìn)的過程中為了對(duì)孔壁的穩(wěn)定進(jìn)行保證，需要將優(yōu)質(zhì)泥漿穩(wěn)定液注入到孔內(nèi)。

在工作過程中可以原地進(jìn)行整體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在旋挖鉆機(jī)鉆孔取土的過程中，需要利用鉆桿以及鉆頭的自重切入到土層中，斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)時(shí)切下土塊向斗內(nèi)推進(jìn)而完成鉆取土；如果遇到硬土，自重力還不足夠使得斗齒切入到土層中，在這種情況下可以加壓油缸對(duì)鉆桿進(jìn)行加壓，將斗齒強(qiáng)行的切入到土中，完成鉆孔取土。在鉆斗中裝滿土之后，需要利用起重機(jī)將鉆桿和鉆斗快速的提升到地面，將鉆斗上的開關(guān)拉動(dòng)就能夠?qū)⒌组T打開，鉆斗中的土就會(huì)依靠自身的自重作用自動(dòng)排出。鉆桿向下放關(guān)好斗門，再回轉(zhuǎn)到孔內(nèi)進(jìn)行下一斗的挖掘。旋挖鉆機(jī)行走機(jī)動(dòng)、靈活，終孔后能快速的移位或至下一樁位施工。

(二)施工方案選擇

但本工程在試成孔過程中利用靜態(tài)泥漿護(hù)壁時(shí)象(因?yàn)閳?chǎng)地內(nèi)土質(zhì)差采用的膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，即通過外購膨潤(rùn)土、燒堿、纖維素配制成泥漿)，出現(xiàn)了塌孔的現(xiàn)象。在試成孔過程中可以看到，本工程裂隙滲水量較大，基本出現(xiàn)在砂性土層與巖層交叉位置處，滲水不均勻，且流動(dòng)性較大；塌孔也基本在這一位置開始，然后向上擴(kuò)大。加之本工程地勘報(bào)告顯示，本區(qū)土層粘性弱。旋挖機(jī)成孔后遇水即松散。故很難采用泥漿護(hù)壁或化學(xué)泥漿進(jìn)行施工。因?yàn)楸竟こ虡堕L(zhǎng)不長(zhǎng)，一般入土8～9米即入巖。結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕そ?jīng)驗(yàn)決定采用鋼護(hù)筒護(hù)壁施工。此工藝是先制作好一定數(shù)量的鋼護(hù)筒：鋼護(hù)筒直徑1100mm(即比樁徑略大)壁厚10mm。長(zhǎng)度必須大于地面至塌孔位置的距離本工程采用鋼護(hù)筒為9米。在定好樁位后，利用振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒打入土層中，然后在鋼護(hù)筒內(nèi)取土，下鋼筋籠，澆筑混凝土。并在混凝土初凝前用振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒拔出。

三、旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)要點(diǎn)

(一)鉆孔施工時(shí)垂直度的控制

本工程采用智能化旋挖鉆機(jī)，鉆機(jī)上有車載電腦系統(tǒng)，能夠?qū)π阢@機(jī)的鉆孔深度及垂直度進(jìn)行自動(dòng)的顯示和調(diào)節(jié)，具體方法為：先將旋挖鉆機(jī)移到鉆孔作業(yè)所在位置，把旋挖鉆機(jī)電腦顯示器調(diào)節(jié)到顯示桅桿工作畫面。從桅桿工作畫面中可實(shí)時(shí)觀察到桅桿的X軸、Y軸方向的偏移。操作旋挖鉆機(jī)的電氣手柄，在此過程中，旋挖鉆機(jī)的控制器通過采集電氣手柄及傾角傳感器信號(hào)通過數(shù)學(xué)運(yùn)算，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)液壓油缸的比例閥實(shí)現(xiàn)閉環(huán)起立桅控制，將桅桿X軸Y軸的偏差度調(diào)節(jié)到正負(fù)零位置，保證其垂直度。

(二)鉆進(jìn)成孔

在鉆孔之前需要對(duì)旋挖鉆機(jī)的位置進(jìn)行合理的調(diào)整，同時(shí)還需要做好鉆桿的垂直調(diào)整。在鉆孔過程中需要將鉆斗著地，利用顯示器上的清零按鈕進(jìn)行清零操作，對(duì)鉆機(jī)鉆頭的原始位置進(jìn)行記錄。在鉆孔作業(yè)中，操作人員可以通過主界面的三個(gè)虛擬儀表的顯示對(duì)液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。施工過程中通過鉆機(jī)本身的三向垂直控制系統(tǒng)反復(fù)檢查成孔的垂直度，進(jìn)而對(duì)成孔的質(zhì)量進(jìn)行保證。

(三)鋼筋籠的制作與安裝

鋼筋籠采取在鋼筋場(chǎng)加工制作，主筋連接采用搭接焊連接，搭接長(zhǎng)度為10d，樁身箍筋采用螺旋箍筋，采用焊接連接，環(huán)形加強(qiáng)箍筋應(yīng)采用焊接連接。用汽車吊入樁孔進(jìn)行下放。如果樁基比較短，鋼筋籠最好制成整體，確保一次吊裝到位。如果樁基孔深較大，那么需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鋼筋看籠的焊接，鋼筋籠分段長(zhǎng)度不應(yīng)當(dāng)?shù)陀?m，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量進(jìn)行降低。鋼筋骨架的保護(hù)層厚度可用焊接鋼筋“耳朵”。設(shè)置密度按豎向每隔2m設(shè)一道，每一道沿圓周布置4個(gè)。

現(xiàn)場(chǎng)鋼筋籠的起吊利用汽車吊先進(jìn)行鋼筋籠下截吊裝，吊點(diǎn)設(shè)置在加勁箍?jī)?nèi)，對(duì)每根鋼筋均進(jìn)行焊接并補(bǔ)強(qiáng)。下截鋼筋吊裝完成后，使用兩根鋼管作為扁擔(dān)梁橫穿鋼筋籠頂部加強(qiáng)筋下，將整個(gè)下截鋼筋籠懸掛在鋼護(hù)筒上，再用吊車將上截鋼筋籠吊裝就位，與下截鋼筋籠進(jìn)行主筋的連接以及加強(qiáng)筋、箍筋的焊接作業(yè)，整體焊接成型后再提起連接好的鋼筋籠，抽出扁擔(dān)梁，緩慢下放鋼筋籠。鋼筋籠下放到位后將吊筋與護(hù)筒焊接固定，防止?jié)沧⒒炷習(xí)r鋼筋籠的上浮和下沉。固定時(shí)，要根據(jù)鋼護(hù)筒的偏位情況將鋼筋籠中心反方向調(diào)整，以使鋼筋籠中與樁中心重合。

(四)導(dǎo)管下放

導(dǎo)管采用專用的螺旋絲扣導(dǎo)管，導(dǎo)管采用260mm內(nèi)徑導(dǎo)管，中間節(jié)長(zhǎng)2m，最下節(jié)長(zhǎng)4m，配備0.5m、1m、1.5m非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。必須保證導(dǎo)管之多的堅(jiān)固、內(nèi)部的光滑以及順直。在使用導(dǎo)管之前需要認(rèn)真的檢查導(dǎo)管的外觀和質(zhì)量，做好試拼和試壓工作，同時(shí)需要對(duì)導(dǎo)管的組合順序進(jìn)行嚴(yán)格的保持，嚴(yán)禁將每組導(dǎo)管卵用。

導(dǎo)管下方要輕放，避免碰撞鋼筋籠。下放的過程中要對(duì)下放的節(jié)數(shù)進(jìn)行記錄，下放到孔底之后，需要將實(shí)際長(zhǎng)度和理論長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比，確保其吻合。下放導(dǎo)管到孔底后，經(jīng)檢查無誤后，輕輕提起導(dǎo)管，控制底口距離孔底0.3～0.5m，并位于鉆孔中央。導(dǎo)管須經(jīng)水密試驗(yàn)不漏水。

(五)水下混凝土澆筑

樁混凝土能采用商品混凝土，坍落度控制在180～220mm。開始澆注樁混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底應(yīng)保持0.3～0.5m的距離，且首批混凝土數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度大于0.8m以上。

在澆注過程中，應(yīng)經(jīng)常量測(cè)孔內(nèi)混凝土面層的深度，及時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深，確保導(dǎo)管的埋置深度在2m～6m之間。

混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。澆筑的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出0.5m，以保證樁頂混凝土的強(qiáng)度，多余部分在施工承臺(tái)時(shí)鑿除。

本工程中因?yàn)槭褂昧虽撟o(hù)筒，在鋼護(hù)筒拔出時(shí)混凝土?xí)鲁粒虼艘纫话闱闆r超灌一點(diǎn)。超灌的量會(huì)因土質(zhì)、樁長(zhǎng)不同而不同，依現(xiàn)場(chǎng)確定。

四、結(jié)語

在建筑樁基施工中，旋挖鉆孔成樁是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的技術(shù)并取得了良好的應(yīng)用效果。建筑樁基施工屬于隱蔽工程，必須在充分的掌握旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)的原理的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和要求，嚴(yán)格按照施工工序進(jìn)行施工，進(jìn)而確保施工質(zhì)量。

[1]劉偉.建筑樁基工程中旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)淺析[J].工程技術(shù):引文版,2016(8):00169-00169.

喻衛(wèi)星(1984.5-)，男，工程師，本科，主要從事建筑工程施工管理工作。