旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)及防治措施探討

崔亞軍 高科 高景 劉勝杰 李波

中建鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司 內(nèi)蒙古呼和浩特 010000

1 旋挖鉆機(jī)施工原理

旋挖鉆機(jī)具有一個(gè)行走裝置，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的位置后，開始鉆工操作。挖鉆機(jī)的底部具有一個(gè)活門的筒式鉆頭，用來破碎巖土。旋挖鉆機(jī)的鉆桿具有伸縮功能，鉆孔過程十分靈活，挖鉆機(jī)的鉆斗可將巖土盛裝起來，提出孔外進(jìn)行卸土，此過程不斷反復(fù)，直至鉆到設(shè)計(jì)深度。當(dāng)完成鉆孔操作后，會(huì)對孔進(jìn)行清理，之后分段進(jìn)行鋼筋籠制作以及孔口吊裝。在灌注之前，需要對沉渣實(shí)施二次清理，才能保證樁的施工質(zhì)量，清理結(jié)束后再灌注水下混凝土來成樁。

2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 材料控制

在材料進(jìn)場前要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，見證取樣，確保其生產(chǎn)廠家、質(zhì)量規(guī)格型號符合施工要求。

2.2 施工準(zhǔn)備

應(yīng)規(guī)劃好樁機(jī)的主要路線，檢查地面承載力是否符合要求，對不滿足承載力要求的地面進(jìn)行加固處理。結(jié)合地面的地質(zhì)情況來設(shè)定旋挖機(jī)跳打間距以及流水走位，以免施工中出現(xiàn)串孔。

2.3 鋼筋籠制作

確保其長度、連接牢固性、接頭位置和接頭數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。對鋼筋籠實(shí)施防扭曲、偏位措施。樁長較大的，需要進(jìn)行分段吊裝，吊裝鋼筋籠采用孔口接籠的方式。鋼筋的加工制作應(yīng)嚴(yán)格按圖施工，制作出標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，并根據(jù)最終孔深確定鋼筋籠長度。

2.4 成孔施工控制

護(hù)筒埋設(shè)以及護(hù)筒中心允許偏差≤50mm，孔內(nèi)泥漿面高出水位1m以上。保證護(hù)筒內(nèi)徑要比鉆頭的直徑大100mm，并在筒的上部開設(shè)一到兩個(gè)溢漿孔。樁位軸線最大允許偏差為±20mm。成樁的垂直度≤0.5%。成孔過程中檢測樁機(jī)架身的垂直度。

2.5 沉渣控制

在完成第一次清孔之后，應(yīng)及時(shí)將鋼筋籠吊放孔內(nèi)并迅速完成各個(gè)節(jié)段孔口的焊接工作?；炷翆?dǎo)管安裝完畢后，進(jìn)行第二次清孔操作。當(dāng)沉渣厚度小于10cm，泥漿比重小于1.15時(shí)，視為二次清孔操作結(jié)束的條件。沉渣不得大于設(shè)計(jì)要求，取樣用沉渣儀測算，并采用氣舉反循環(huán)與傳統(tǒng)沖孔樁泥漿正循環(huán)相結(jié)合的工藝。氣舉反循環(huán)是利用空壓機(jī)的壓縮空氣，通過安裝在導(dǎo)管內(nèi)的氣管送至樁孔內(nèi)，高壓氣與泥漿混合，在導(dǎo)管內(nèi)形成一種密度小于泥漿的漿氣混合物，在導(dǎo)管內(nèi)底端形成負(fù)壓，并在負(fù)壓的作用下上升，形成了流速、流量極大的反循環(huán)，攜帶沉渣從導(dǎo)管內(nèi)反出，排出導(dǎo)管以外。鋼筋籠與導(dǎo)管安裝完畢后采用氣舉反循環(huán)對孔底的沉渣先進(jìn)行清除，在等待混凝土?xí)r停氣將泥漿管接于排漿管口進(jìn)行正循環(huán)清孔，同時(shí)泥漿沖刷孔壁達(dá)到護(hù)壁的效果[1]。

2.6 后壓漿

對于沉渣控制難度較大的項(xiàng)目，采用預(yù)埋注漿管，混凝土澆筑完成后高壓灌注水泥漿，可有效提高灌注樁成樁質(zhì)量。

3 提升旋挖鉆機(jī)灌注樁施工水平的一些措施

3.1 施工準(zhǔn)備工作

在旋挖鉆機(jī)灌注樁施工工藝中，施工前的準(zhǔn)備工作尤為重要，它是確保施工有序進(jìn)行的基礎(chǔ)。（1）對施工場地進(jìn)行平整處理，為旋挖鉆機(jī)的施工提供良好的場地，避免施工中出現(xiàn)沉陷傾斜，并留有足夠的空間以供運(yùn)渣車輛的通行。（2）進(jìn)行測量定位，確定控制樁的位置。（3）機(jī)械引孔。進(jìn)行引孔時(shí)需要埋設(shè)鋼護(hù)筒，護(hù)筒由鋼板制成，保證護(hù)筒的直徑比樁基孔徑大10cm-15cm，護(hù)筒的上邊緣要比地面至少高出30cm，避免有雜物進(jìn)入樁基孔，同時(shí)也保證了泥漿的順利流出。（4）旋挖鉆機(jī)就位。將挖鉆機(jī)駛到預(yù)設(shè)位置，進(jìn)行鉆頭的對準(zhǔn)矯正，再利用水平垂直度儀表來精確調(diào)整定位。（5）制作鋼筋籠，為鉆孔時(shí)灌注混凝土做好準(zhǔn)備，這樣能夠有效避免鉆孔時(shí)發(fā)生坍塌事故。

3.2 鉆孔施工

鉆挖鉆機(jī)就位后，將預(yù)制好的泥漿注入，之后開始鉆孔操作。根據(jù)機(jī)表的顯示信息進(jìn)行鉆斗底部的管理操作，確定挖鉆機(jī)滿筒時(shí)，將鉆斗提升到出孔，并將土卸到制定的地點(diǎn)，并及時(shí)清運(yùn)。

主動(dòng)鉆桿在入孔過程中，要控制好鉆桿鉆進(jìn)的速度，保證鉆孔的均勻連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)主動(dòng)鉆桿完全進(jìn)入孔內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)靥岣咩@進(jìn)速度并加大鉆壓。在鉆孔時(shí)，要結(jié)合實(shí)際的土質(zhì)情況合理控制鉆速和鉆壓，例如當(dāng)旋挖鉆機(jī)由硬地層挖到軟地層時(shí)，就可以適當(dāng)加速，反之則要減慢鉆進(jìn)。如果是砂層則要適當(dāng)減慢鉆速，同時(shí)還要增加泥漿比重和黏度。

此外，需要對挖鉆過程進(jìn)行嚴(yán)格的尺度控制，防止由于尺度過大而導(dǎo)致埋鉆事故的發(fā)生。回旋斗在提升過程中，要保持平緩的提升速度，如果回轉(zhuǎn)斗在高速下提升，那么就會(huì)使回轉(zhuǎn)斗與孔壁之間有高速流過的泥漿，被泥漿沖刷過的孔壁就受到一定程度的破壞，進(jìn)而影響孔壁的穩(wěn)定性，為孔壁留下安全隱患。不僅如此，轉(zhuǎn)斗在高速下提升，對下部會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)壓力作用，很容易出現(xiàn)吸鉆現(xiàn)象，導(dǎo)致孔壁頸縮。為了避免這一問題的產(chǎn)生，需要在易縮頸的地層中增加掃孔次數(shù)，同時(shí)對孔壁進(jìn)行力度大小適宜的擠壓，有效防止縮頸現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 混凝土澆筑

清孔完畢后混凝土灌注前，應(yīng)先將灌料斗用清水清洗干凈，再安裝在導(dǎo)管口，放置隔水閥，混凝土初灌量必須保證能埋住導(dǎo)管2m以上，料斗放滿后切斷隔水閥，然后連續(xù)灌注?；炷翝补鄷r(shí)應(yīng)控制好灌注速度，避免鋼筋上浮。并注意混凝土澆灌過程的連續(xù)性。如若樁深，灌注混凝土用的導(dǎo)管的深度也超深，在進(jìn)行完一車混凝土灌注后，下一車混凝土沒開始灌之前，導(dǎo)管內(nèi)的混凝土在重力的作用下會(huì)繼續(xù)下沉，下一車混凝土卸料開始后，會(huì)出現(xiàn)大量混凝土堵住導(dǎo)管口，導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，混凝土無法繼續(xù)灌入，可制作簡易的排氣裝置，下一車混凝土澆筑前放置在導(dǎo)管口上排氣。

目前旋挖鉆孔灌注樁施工工藝較為成熟，但是仍然存在需要改進(jìn)和完善的地方，由于施工工藝復(fù)雜，需要控制的質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)也很多，在實(shí)際工作中需要管理及施工人員具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和精湛的技術(shù)才能更好地完成。在未來的應(yīng)用中，還需要在實(shí)踐中不斷改進(jìn)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)旋挖鉆孔灌注樁施工的高效性和經(jīng)濟(jì)性。