淺談旋挖鉆樁基施工在KKH二期工程中的應(yīng)用

王進(jìn)　何冰

摘要： 在橋梁工程樁基施工中，樁基施工質(zhì)量控制非常重要，從樁基挖孔到混凝土灌注對(duì)樁基成孔率都有十分重要的意義，也會(huì)影響橋梁施工中的施工成本、施工質(zhì)量和工程進(jìn)度。而旋挖鉆樁基施工工藝在KKH二期項(xiàng)（赫韋利揚(yáng)-塔科特）目中的成功應(yīng)用，對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目起到了十分積極的推動(dòng)作用。

Abstract： It is very important to control the construction quality of pile foundation in bridge engineering. From pile foundation excavation to concrete pouring， it has great significance to the pile foundation porosity， and also affects the construction cost， quality and schedule. The successful application of the construction technology of rotary drilling pile foundation in KKH Phase II （Hevelion-Tacot） has played a very positive role in promoting the whole project.

關(guān)鍵詞： 旋挖鉆；樁基施工；質(zhì)量控制

Key words： rotary drilling；pile foundation construction；quality control

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.55+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）23-0107-02

0 引言

旋挖鉆樁基施工屬于公路橋梁施工技術(shù)中的一個(gè)重要部分，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)人工挖孔樁而言，這一技術(shù)具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。就目前的情況看，旋挖鉆樁基施工的應(yīng)用已經(jīng)取得了較好的效果，但其中仍存在很多問(wèn)題需要被重視，這是文章首先要論述的問(wèn)題，同時(shí)也是公路橋梁工程領(lǐng)域以及有關(guān)人員必須重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

1 工程概況

巴基斯坦KKH二期赫韋利揚(yáng)-塔科特項(xiàng)目，喀喇昆侖公路二期項(xiàng)目（赫韋利揚(yáng)-塔科特）以下簡(jiǎn)稱(chēng)KKH二期項(xiàng)目，位于巴基斯坦伊斯蘭共和國(guó)境內(nèi)，起于赫韋利揚(yáng)，終于塔科特，全長(zhǎng)118.124公里。其建成將顯著加強(qiáng)巴基斯坦與鄰國(guó)及中亞發(fā)展中國(guó)家的國(guó)際貿(mào)易關(guān)系，推動(dòng)巴基斯坦的公路路網(wǎng)和交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)并提升其政府形象。本項(xiàng)目是中巴經(jīng)濟(jì)走廊的陸路通道的核心路段，是國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略布局的重要組成部分。

KKH二期共劃分三段：第一段赫利韋揚(yáng)到阿巴塔巴德（Havelian-Abbottabad），全長(zhǎng)27.4公里，位高速公路第一段；第二段從阿巴塔巴德到曼塞赫拉（Abbottabad-Mansehra），全長(zhǎng)11.9公里，位高速路第二段；第三段從曼塞赫拉（Mansehra-Thakot），全長(zhǎng)78.8公里，為二級(jí)路段。

K87+911大橋系KKH二期公路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工程，其樁基孔深深度均小于40米，工程地質(zhì)為沙質(zhì)粘土，其地下水豐富，適合采用旋挖鉆樁基開(kāi)挖和灌注，其成孔速度快，機(jī)動(dòng)性好，能夠適應(yīng)本項(xiàng)目工期較短的工程實(shí)際需要。

2 旋挖鉆鉆孔樁基施工工藝

旋挖鉆樁基成孔是一種自動(dòng)化程度極高的施工工藝。其工作原理是利用桅桿垂直度自動(dòng)調(diào)節(jié)，依靠鉆桿和鉆頭的自重作用推進(jìn)，利用鉆頭和鉆桿的旋轉(zhuǎn)，切割土層或者軟石后利用回旋斗取出土、石屑后，最終完成樁基成孔。

2.1 工藝特點(diǎn)

①成孔速度快，質(zhì)量高。旋挖鉆可精確校正鉆孔垂直度和深度，在保證成樁質(zhì)量的前提下，采用液壓驅(qū)動(dòng)，利用其本身的機(jī)械扭矩快速施工，成孔速度快，樁基灌注質(zhì)量高，對(duì)于40米深度以下的樁基，其成孔速度大概為3-4小時(shí)。

②適用與多種復(fù)雜地形?？梢允褂门c粉質(zhì)粘土，砂土，河灘卵石層，淤泥等特殊地質(zhì)，其兼具機(jī)動(dòng)靈活易更換樁位和成樁后在護(hù)壁上形成明顯的螺旋持力帶，能夠?yàn)橄乱徊剿鹿嘧⒒炷令A(yù)留更長(zhǎng)的時(shí)間等特點(diǎn)。

③環(huán)境污染程度較小。施工現(xiàn)場(chǎng)干凈，其成孔所有泥漿接近孔身體積，塵土污染較小，符合施工與環(huán)境和諧共處的新型施工理念。

2.2 施工工藝

①護(hù)筒埋設(shè)。埋設(shè)直徑為1400mm厚度為10mm鋼護(hù)筒，測(cè)量工程師進(jìn)行樁位中心放樣。護(hù)筒的作用為防止坍塌和防止雜物落入。

②鉆孔施工。鉆孔前需準(zhǔn)備好充足的泥漿和清水，吸泥機(jī)等；在鉆進(jìn)過(guò)程中， 需保持水頭高度，隨時(shí)增加和減少泥漿的用量，加入新泥漿和清水調(diào)節(jié)，是泥漿的配比更有利于護(hù)壁的形成。鉆孔中需動(dòng)態(tài)觀察地層的變化，是否存在塌孔，保證施工質(zhì)量。

③清理成孔和安裝鋼筋籠。成孔后需及時(shí)清理掉泥漿沉淀后撤鉆，并隨即開(kāi)始安裝鋼筋籠，在安裝好鋼筋籠后需進(jìn)行再次清淤、清渣。

④水下混凝土的灌、澆筑?；炷吝B續(xù)灌筑應(yīng)在成孔檢測(cè)完畢后2-3.5小時(shí)內(nèi)應(yīng)開(kāi)始，并無(wú)間斷灌筑；為確保樁頂混凝土施工質(zhì)量，實(shí)際澆筑混凝土高程應(yīng)大于設(shè)計(jì)樁頂高程0.5米以上。

3 旋挖鉆施工過(guò)程中常見(jiàn)的難點(diǎn)、重點(diǎn)

3.1 旋挖鉆施工過(guò)程中泥漿標(biāo)志及用量的控制

旋挖鉆施工中通常采用密度小于1.03的泥漿，其粘度可達(dá)28Pa·s，流動(dòng)性較好?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)層次的不同，合理的調(diào)節(jié)泥漿的濃度，以適應(yīng)不同地質(zhì)的需要。

3.2 塌孔的原因分析及處理方式

在旋挖鉆施工鉆進(jìn)過(guò)程中，遇到范圍塌孔且無(wú)擴(kuò)大塌孔的趨勢(shì)時(shí)，可不作處理；如果塌孔范圍較大，且有進(jìn)一步擴(kuò)塌孔范圍的趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)停止鉆孔。待回填土后再鉆進(jìn)。

如施工工程中，提升回旋斗過(guò)快，或遇到地下水豐富地段，需暫停作業(yè)，取出塌孔泥土或者加入新鮮泥漿，調(diào)節(jié)孔內(nèi)泥漿配比，等待問(wèn)題解決以后重新開(kāi)始旋挖鉆鉆孔施工。

塌孔的一些前期表象，如觀察到孔中出現(xiàn)大量氣泡還有孔中水位劇烈的變化，需馬上采取措施。

3.3 地質(zhì)原因或突發(fā)情況處理方法

①如在旋挖鉆鉆孔過(guò)程中，遇到灰?guī)r、花崗巖或玄武巖等，較硬且較大的塊石時(shí)，掘進(jìn)工作會(huì)受到很大的影響。此時(shí)不應(yīng)采取強(qiáng)硬手段，避免造成設(shè)備損毀、鉆頭報(bào)廢等嚴(yán)重后果。此時(shí)應(yīng)更換鉆孔工藝，如利用沖擊鉆。首先，使用吸泥機(jī)吸掉多余的一部分泥漿，減少鉆頭的緩沖阻力，有效提高鉆頭的沖擊力；其次，施工成合理的利用沖程和沖擊次數(shù)控制工，較少對(duì)已成孔的護(hù)壁造成有效；但，相對(duì)于旋挖鉆樁基施工工藝，此工藝工作效率會(huì)受到極大的影響；最后，待堅(jiān)硬地層穿透后取出巖屑后更換旋挖鉆施工。

②旋挖鉆鉆機(jī)就位速度快，機(jī)動(dòng)靈活，更換非?？旖莘奖?，工程施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)充分利用其特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況的不同，靈活采取對(duì)應(yīng)的處理方法，解決現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)情況。

3.4 清孔質(zhì)量控制

在樁基鉆孔深度達(dá)標(biāo)以后，完全地清除孔底沉淀泥漿和土對(duì)充分發(fā)揮樁基底部原有的支撐力、提高樁基基礎(chǔ)承載力非常重要。

①應(yīng)在漿液沉淀1小時(shí)左右開(kāi)始泥漿清理工作。

②沉渣和淤泥的厚度需滿(mǎn)足規(guī)范要求，《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JGJ041-2000）中的相關(guān)規(guī)定。

③在下放鋼筋籠以后需換漿處理，用泥漿泵注入優(yōu)質(zhì)泥漿的方法清孔二次清孔。

④清孔過(guò)程中必須保持孔內(nèi)原有水頭高度不變。

3.5 鋼筋籠安裝容易出現(xiàn)的問(wèn)題

①鋼筋籠安裝前必須在嚴(yán)格檢查鋼筋籠的形變情況，如存在彎曲和扭轉(zhuǎn)的情況，必須校正以后方可使用。

②鋼筋籠安裝時(shí)應(yīng)重新測(cè)量，精確定位，避免鋼筋籠偏位。待扶穩(wěn)時(shí)，緩慢下放，避免對(duì)護(hù)壁造成損害。

③鋼筋籠保護(hù)層厚度，鋼筋籠下放的時(shí)候需充分考慮鋼筋籠保護(hù)層厚度，鋼筋籠的吊樁質(zhì)量直接影響到灌注樁的整體質(zhì)量。

3.6 水下混凝土的灌筑

①導(dǎo)管的質(zhì)量以及各項(xiàng)數(shù)據(jù)如水密性等需要滿(mǎn)足使用需要，導(dǎo)管的埋深應(yīng)該控制在2-8米；應(yīng)嚴(yán)格中心實(shí)驗(yàn)室給出的混凝土配合比，骨料形狀，粒徑等要求，預(yù)防混凝土灌注樁澆筑混凝土過(guò)程中發(fā)生導(dǎo)管堵塞的事故。

②水下混凝土的灌注需要保證是連續(xù)作業(yè)，中途不能停頓，如有意外，應(yīng)盡可能的減小停頓時(shí)間，如超過(guò)混凝土初凝時(shí)間，會(huì)造成導(dǎo)管無(wú)法拔出，造成斷樁，所以應(yīng)最大限度保證混凝土連續(xù)灌注。

③在灌注過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮，應(yīng)立即減慢混凝土澆筑的速度，并快速提升導(dǎo)管，等到鋼筋籠回到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，再進(jìn)行混凝土的灌注。

4 結(jié)束語(yǔ)

旋挖鉆樁基施工在KKH二期項(xiàng)（赫韋利揚(yáng)-塔科特）目中的成功應(yīng)用，保證了重要節(jié)點(diǎn)工程樁基成孔的質(zhì)量，樁基的質(zhì)量均達(dá)到I類(lèi)樁，同時(shí)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度控制和成本管控都起到了十分積極的推動(dòng)作用，為項(xiàng)目在既定工期內(nèi)如期完成奠定了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JGJ041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工術(shù)規(guī)范[S].