旋挖鉆孔灌注樁在軟土、砂土及粉土地層條件下施工技術(shù)的應(yīng)用研究

王曉兵

鄭州中核巖土工程有限公司，中國(guó)·河南 鄭州 450000

旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有成本低、施工效率高、操作步驟簡(jiǎn)便以及成孔質(zhì)量好的優(yōu)勢(shì)。論文通過對(duì)旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)實(shí)施方法進(jìn)行探究，分析了軟土、砂土及粉土等地層條件下旋挖鉆孔灌注樁施工的影響因素，指出了在軟土、砂土及粉土地層條件下旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用及具體措施，為類似條件的工程項(xiàng)目建設(shè)施工提供一定的參考。

旋挖鉆孔灌注樁；地層條件；施工技術(shù)

1 引言

近年來，隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，各類樁基的施工工藝層出不窮。旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)作為一種較為先進(jìn)的樁基施工工藝，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施及民用建筑建設(shè)。

相較于人工挖孔樁、沉管樁基、支盤樁等樁基的施工技術(shù)，旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)具有施工速度快、效率高等特點(diǎn)，是基礎(chǔ)設(shè)施與民用建筑中實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較高的一種樁基施工工藝[1-2]。但在施工過程中，由于地質(zhì)條件的差異，巖土性質(zhì)不同的地層對(duì)鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量、樁基質(zhì)量的影響也是不盡相同的。因此，需要加強(qiáng)對(duì)旋挖鉆孔灌注樁在不同地層條件下施工技術(shù)的應(yīng)用分析，了解施工技術(shù)應(yīng)用過程中可能存在的影響因素，并采取針對(duì)性的措施。

論文通過對(duì)旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)的原理，施工過程中場(chǎng)地的情況、鉆具選擇及混凝土灌注施工的分析，結(jié)合軟土地層，砂、粉土地層的特點(diǎn)，指出在軟土及砂土、粉土地層條件下旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用及具體措施。

2 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)概述

2.1 旋挖鉆孔施工作業(yè)的原理

旋挖鉆機(jī)主要由駕駛室、鉆頭、鉆桿、底板以及動(dòng)力頭等部分組成。其中，在駕駛室專設(shè)有深度儀以及相應(yīng)的水平儀等設(shè)備，施工數(shù)據(jù)的傳輸可以通過機(jī)臺(tái)數(shù)據(jù)設(shè)置完成，并且在傳輸?shù)倪^程中會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析以及矯正。

在施工的過程中，鉆機(jī)位置的確定可以通過鉆機(jī)自身的桅桿、變幅機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)的自由行走功能進(jìn)行。桅桿導(dǎo)向下方具體鉆桿的使用，可以保障鉆頭放置位置更加準(zhǔn)確。此后，通過對(duì)動(dòng)力頭進(jìn)行加壓，把壓力傳送給相應(yīng)的鉆桿鉆頭。動(dòng)力頭裝置可以提供一定的扭矩。轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭可以破碎相應(yīng)的巖石，巖石破碎之后裝入到鉆頭中，通過伸縮式鉆桿卸掉破碎后的巖土，再通過循環(huán)作業(yè)使鉆頭更好的鉆入到指定的具體深度，并完成鉆入作業(yè)。

2.2 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)質(zhì)量控制

施工過程中，必須結(jié)合具體的地層條件以及施工條件，選擇適宜的鉆具形式，從而保證鉆具的參數(shù)、性能能夠滿足工程項(xiàng)目建設(shè)的要求。不匹配的鉆具不僅會(huì)影響成孔質(zhì)量，甚至?xí)斐芍卮蟮陌踩鹿屎唾|(zhì)量事故。作業(yè)人員在開始正式鉆孔前，需明確鉆孔作業(yè)區(qū)域的水文條件、地質(zhì)條件，并根據(jù)孔深和樁徑的要求合理的選擇鉆具[2]。

施工場(chǎng)地是否密實(shí)、平整直接關(guān)系到旋挖鉆孔灌注樁的成孔質(zhì)量以及成孔效率。在施工之前，相關(guān)作業(yè)人員需要做好場(chǎng)地的平整和處理工作，及時(shí)清除場(chǎng)地內(nèi)的雜物。針對(duì)需換填的土體，應(yīng)使用砂礫土對(duì)其換填，并進(jìn)行平整夯實(shí)處理。如果鉆機(jī)偏斜，容易出現(xiàn)不均勻沉降，從而影響鉆桿的垂直度，導(dǎo)致斜孔和偏孔的現(xiàn)象發(fā)生。

2.2.1 實(shí)施混凝土灌注前的施工技術(shù)質(zhì)量控制

首先，作業(yè)人員需要檢測(cè)孔內(nèi)相應(yīng)的沉淀厚度，若沉淀厚度過大，需使用高壓水泵以及導(dǎo)管來完成二次的清孔 工作[3]。

其次，作業(yè)人員要按照樁孔的具體直徑以及導(dǎo)管的內(nèi)徑，需要對(duì)灌注的首批混凝土量進(jìn)行具體的計(jì)算，從而保障在澆筑的過程中，首批混凝土可以把導(dǎo)管預(yù)埋在1m 以上的深度。

最后，在混凝土運(yùn)輸、到場(chǎng)以及具體攪拌所花費(fèi)的時(shí)間應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下縮短，不得在混凝土運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候出現(xiàn)離析現(xiàn)象。進(jìn)行混凝土灌注之前，保障混凝土出罐時(shí)的具體坍落度損失值不得超過2cm。

2.2.2 實(shí)施混凝土灌注時(shí)的施工技術(shù)質(zhì)量控制

在灌注時(shí)，作業(yè)人員認(rèn)真檢查料斗內(nèi)混凝土的具體下降情況以及孔內(nèi)水位的具體升降情況，一盤灌注完成之后，及時(shí)地利用測(cè)量繩檢測(cè)混凝土面的具體高度。關(guān)于混凝土中導(dǎo)管的具體埋設(shè)深度需集中化的計(jì)算，從而保障導(dǎo)管拆除以及提升的合理化。通常情況下導(dǎo)管的埋深控制在4m 左右，導(dǎo)管提升時(shí)要保證導(dǎo)管處于中間位置，并保持軸線的垂直[4]。

3 旋挖鉆孔灌注樁在不同地層條件下施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 軟土地層的旋挖鉆孔工藝

在新近堆積的回填土、軟土土層進(jìn)行鉆孔施工作業(yè)時(shí)，首先，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境及施工條件進(jìn)行細(xì)致全面的考察，并測(cè)量地下水位[5]。地下水位如果較高，挖土之后，采用泥漿護(hù)壁的方式鉆進(jìn)，也不能保障孔壁的穩(wěn)定性，縮緊以及塌孔的問題比較多。

其次，軟土地層一般都處于地表淺層，塌方量的不斷增大，會(huì)使得鉆孔周圍出現(xiàn)塌陷的現(xiàn)象，進(jìn)而造成孔口護(hù)筒下沉的情況。如果問題嚴(yán)重，還會(huì)直接影響施工人員的生命安全，不利于鉆筒設(shè)備的正常工作[6]。

最后，需要加強(qiáng)對(duì)軟土地層的特點(diǎn)以及塌孔風(fēng)險(xiǎn)的分析，明確軟土地基旋挖鉆孔的施工工藝。從當(dāng)前軟土地基旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況來看，采取長(zhǎng)護(hù)筒護(hù)壁的措施是較為有效。按照鉆孔的難易程度對(duì)旋挖鉆孔機(jī)配置具體的鋼護(hù)筒、吊車以及相應(yīng)的振動(dòng)錘可提升成孔幾率。使用長(zhǎng)護(hù)筒護(hù)壁進(jìn)行旋挖成孔時(shí)，需要保障在下放的范圍內(nèi)無直徑超過10cm 的石塊，并按照下放長(zhǎng)度以及具體直徑選擇相應(yīng)的振動(dòng)錘。若護(hù)筒長(zhǎng)度較大，護(hù)筒直徑與鉆桿外徑之間的差值應(yīng)做相應(yīng)的增大處理，以方便后續(xù)的施工[7]。

3.2 砂土、粉土地層旋挖施工工藝

在粉土地層和砂土地層鉆進(jìn)施工時(shí)，若地下水位過高，則需要采取泥漿護(hù)壁成孔的方法進(jìn)行施工[8]。砂土粉土地層由于顆粒之間粘聚力較差，水流的沖刷易造成顆粒之間粘聚力減弱，因此成孔作業(yè)時(shí)需要直接性的實(shí)施取土成孔。

首先，要降低鉆頭的具體提起速度以及下放速度，降低孔閉合之間具體泥漿的流速。

其次，要加大鉆頭以及鉆齒的角度以及增加鉆斗內(nèi)流水孔的具體面積等，從而降低孔內(nèi)泥漿的流速。

最后，為避免出現(xiàn)漏砂的問題，應(yīng)對(duì)孔內(nèi)泥漿含砂率進(jìn)行及時(shí)的測(cè)量，并檢查鉆頭底蓋閉合之后的密封性，保障泥漿護(hù)壁的優(yōu)質(zhì)性；若因扭曲造成空隙較大，需要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)整修。

4 結(jié)語

旋挖鉆孔灌注樁在不同地層條件下的施工技術(shù)需要結(jié)合具體的地質(zhì)條件和環(huán)境特征，采取針對(duì)性的措施進(jìn)行施工，從而保證施工的高效性和安全性。場(chǎng)地的平整程度、合適鉆具的選擇以及混凝土澆筑過程中的控制對(duì)旋挖鉆孔灌注樁的樁身質(zhì)量影響較大。在軟土地層采用長(zhǎng)護(hù)筒護(hù)壁成孔可以有效地減少縮孔及塌孔現(xiàn)象，在砂土、粉土地層中采用泥漿護(hù)壁成孔時(shí)可以通過控制泥漿流速，以減小水流沖刷對(duì)土層顆粒之間粘聚力的影響。