砂卵石地區(qū)樁基防塌孔防擾動施工工藝應用

（甘肅省天水高速公路處，甘肅 天水 741000）

1 工程概況

G30連霍高速公路天水至定西段藉口互通立交項目采用B型單喇叭，5條匝道全長2.392km。橋梁1060m/5座，其中大橋999m/4座，中橋61m/1座，鉆孔灌注樁131根，設計為嵌巖樁。131 根樁基長度分別為21-26.5m,樁徑分別為1.5m、1.7m、2.0m。本立交位于渭河支流藉河與金家河交匯處，上跨G310線秦州大道一級公路、G30天定高速公路、引洮工程管道、天水市城區(qū)供水管道，鄰近百年文物建筑古寺。樁址區(qū)位于河谷階地區(qū)，地表為薄層粉質粘土厚1.0-2.7m左右，橋梁地系梁以下厚0-8m的砂卵石層，下伏基巖為泥質砂巖。為了減少上述位置樁基施工時對高速公路路基邊坡、古寺及引洮工程管道的影響，本項目對該范圍內樁基施工工藝進行了探索，制定出了旋挖鉆+8m 鋼護筒+沖擊鉆進行施工的方法。該施工方法具有施工速度快、機械化程度高的優(yōu)點，解決了砂卵石地區(qū)傳統(tǒng)鉆孔灌注樁施工方法易塌孔、易對鄰近構造物擾動的問題，保證了樁基施工質量以及鄰近構造物的安全，在工程應用中取得了良好的經濟、社會效益。

2 砂卵石地區(qū)樁基防塌孔防擾動施工工藝

2.1 工藝流程

場地平整、定位→旋挖鉆孔至地系梁底標高以下8m位置→鋼護筒安放→沖擊鉆就位、鉆進→成孔（終孔）→清孔驗孔→鋼筋籠安裝→二次清孔→灌注混凝土。

2.2 工藝操作要點及質量控制措施

2.2.1 旋挖鉆使用特點

由于旋挖鉆在使用的過程中，自身造漿的能力較差，需要選取造漿率高、性能較好，而且含泥量較低的粘土或膨脹土；泥漿護壁較薄，在鉆孔完成后，應立即跟進下道工序，否則易發(fā)生塌孔；成孔速快、工效高，對地層擾動小。

2.2.2 旋挖鉆操作要點

1）本橋梁樁基所在位置地質情況為地系梁下部0-8m砂卵石層，8-13m 強風化泥質砂巖，13-30m中風化泥質砂巖。為了避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，鉆進過程中采用泥漿靜態(tài)護壁施工工藝。

2）在旋挖鉆鉆進中，應該對鉆孔的速度做好嚴格的控制，若提桿過快，則會導致地下水容易跟著鉆頭滲入到孔中，從而使得護壁出現(xiàn)坍塌等，另外，若鉆頭的上方泥漿通過切齒之間的空隙快速流動以補充因鉆頭上提而出現(xiàn)的空當，會導致泥漿護壁的效果達不到預期，甚至會引起塌孔的出現(xiàn)。若鉆頭下降的太快，也會導致泥漿四濺，沖擊孔壁造成坍塌的現(xiàn)象。

3）鉆進過程中，經常檢查樁孔的尺寸和平面位置，誤差須控制在規(guī)范允許偏差以內。在鉆進過程中應及時檢查鉆桿是否垂直，并及時校核鉆桿位置，確保樁孔中心位置滿足標準。

4）鉆至鋼護筒底設計標高后，提出鉆桿，吊裝鋼護筒就位，使得孔位中心和鋼護筒中心重合，保證樁位偏差在誤差范圍以內。

2.2.3 永久性鋼護筒

采用永久性鋼護筒有以下作用：提高耐久性，防止磨石對墩柱的磨損破壞；減少樁基施工對引洮供水管道工程既有管道的干擾；減少施工難度、提高施工進度、保證樁基施工質量。鋼護筒為永久性構件，護筒采用厚16mm的鋼板卷制而成，設計高度8m,鋼板材質采用QZ235B,規(guī)格為6000mm×2000mm×16mm的標準鋼板,外表面采用熱鍍鋅處理，鍍鋅厚度≥85um。根據(jù)樁位地質條件，地表為薄層粉質粘土，地表層下厚8m左右范圍為砂卵石層，下伏基巖為強風化泥質砂巖、中風化泥質砂巖。護筒制作完成后比設計樁徑大10cm，現(xiàn)場需要的鋼護筒內徑D=160cm、180cm、210cm。

旋挖鉆鉆至地系梁底標高以下8m位置處，使用汽吊車吊裝鋼護筒就位，吊裝時保證護筒垂直沉入孔中，減少對孔壁的碰撞剮蹭，避免造成塌孔，若有偏斜的趨勢，應對護筒進行糾正，滿足規(guī)范偏差范圍。護筒下沉至指定位置處，進行對中就位，使得孔位中心和鋼護筒中心重合，然后焊接吊環(huán)筋固定鋼護筒，避免在后續(xù)鉆進過程中，由于鋼護筒底部松軟而下沉。

2.2.4 沖擊鉆操作要點

1）鉆機安裝就位后，底座和頂端平穩(wěn)、牢固，在鉆進過程中不致產生傾斜移位。鉆機底座保持水平，鉆架上的起吊滑輪中心、鉆具中心、樁位中心在同一垂線上。

2）鉆進中經常復測鉆機底座，使其保持水平。鉆進過程中經常檢查鉆桿是否偏斜，及時復測樁孔中心，如有問題及時糾正。

3）在鉆進過程中，宜采用小沖程，沖程過高，對孔底振動大，易對鄰近構筑物的產生擾動影響。

4）鉆頭提升至鋼護筒下口時，需放慢提升速度，防止碰撞擾動鋼護筒。

2.2.5 水下灌注

1）采用導管法進行灌注作業(yè)，導管接頭用密封圈密封；導管底端至孔底距離應控制在 0.3-0.5m；導管安裝完畢后進行二次清孔。

2）開灌前，嚴格檢查現(xiàn)場混凝土的坍落度，須符合設計要求方可使用。

3）自檢孔底沉渣厚度滿足設計要求后，經監(jiān)理復核認可，方可灌注混凝土；

4）二次清孔完畢至開始灌注混凝土的間隔時間不得超過 30 分鐘，否則，須重新清孔并復測沉渣厚度。

3 工藝應用效益分析

3.1 社會效益

采用本方法進行砂卵石地區(qū)樁基施工，有效防止了樁基施工過程中對鄰近構造物的擾動影響。

3.2 經濟效益

砂卵石地區(qū)樁基施工設置永久性鋼護筒，避免傳統(tǒng)樁基施工工藝帶來的塌孔等質量隱患，保證樁基施工質量，提高樁基耐久性，避免橋梁在運行過程中因質量病害而增加相關維修費用。采用旋挖鉆+8m鋼護筒+沖擊鉆施工為例進行經濟效益分析，無論采用沖擊鉆孔還是旋挖鉆孔，三種施工方法所用的人工、機械、材料、施工工期都不一致，產生的工、料、機費用也不一致。采用該方法時，不但可以節(jié)約工期、還可以節(jié)約成本，按照樁徑 1.5m、樁長 25m 進行單價分析，每延米降低成本 9.92元。

4 結語

采用本方法旋轉鉆+永久鋼護筒+沖擊鉆進行砂卵石地區(qū)樁基施工，有效的防止了樁基施工過程中對鄰近構造物的擾動影響。較好的解決了位于砂卵石地區(qū)樁基施工過程中易塌孔、對鄰近構造物易擾動等弊病。該施工工藝是吸取了各種成孔工藝的一種新型施工工藝，從鉆機的安裝、拆卸、使用上，提高了機械化程度，減輕了勞動強度，加快了施工進度，降低了施工成本。該工藝施工時，最大的優(yōu)勢就是振動小，噪音低，鄰近構造物的擾動小，減少了環(huán)境污染，同時成孔優(yōu)良，適用于砂卵石等不良地層，值得在同類工程中廣泛推廣。