旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)

王麗鋒

(泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司,北京100071)

樁基工程是建筑工程項(xiàng)目施工的基礎(chǔ)部分,其施工水平對(duì)工程的整體質(zhì)量具有決定性作用。有必要對(duì)旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)這一常見樁基技術(shù)進(jìn)行討論探析。

1 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的工藝特點(diǎn)

近幾年來,隨著我國工程建筑行業(yè)的綠色化發(fā)展,旋挖鉆機(jī)設(shè)備以其機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、操作便利、安全性高、施工質(zhì)效好、適應(yīng)能力強(qiáng)、可獨(dú)立作業(yè)、污染性弱等諸多優(yōu)勢(shì)獲得了業(yè)內(nèi)人士的普遍認(rèn)可,并越來越多地被應(yīng)用到房屋建造、路橋建設(shè)等工程實(shí)踐當(dāng)中。從當(dāng)前來看,以旋挖鉆機(jī)設(shè)備為工具基礎(chǔ)的旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)主要有以下三類工藝特點(diǎn):

第一,旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的成功率較高,自動(dòng)化較強(qiáng)。旋挖鉆機(jī)設(shè)備融合了先進(jìn)的負(fù)荷控制系統(tǒng)與液壓導(dǎo)向系統(tǒng),可達(dá)成施工中垂直方向、鉆孔動(dòng)線精準(zhǔn)測(cè)量與自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí),旋挖鉆機(jī)設(shè)備還配備有高分辨率的數(shù)碼顯示裝置,能實(shí)現(xiàn)施工中鉆孔深度、運(yùn)行距離等數(shù)據(jù)的同步反饋。這樣一來,設(shè)備在進(jìn)行自動(dòng)化、智能化運(yùn)行的同時(shí),還能為現(xiàn)場(chǎng)人員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持,從而進(jìn)一步保障施工活動(dòng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。此外,旋挖鉆機(jī)設(shè)備的參數(shù)性能優(yōu)良,在60～90 m 孔深、1.5～4.0 m 孔徑的作業(yè)區(qū)間內(nèi)具有高度適用性,可滿足絕大多數(shù)樁基工程的施工需求；第二,旋挖鉆空灌注樁施工技術(shù)的環(huán)保性強(qiáng)。一方面,旋挖鉆機(jī)設(shè)備在運(yùn)行時(shí),會(huì)將附近的泥漿、土渣直接撥到鉆頭兩端,從而在避免泥漿排放污染產(chǎn)生的同時(shí),形成天然的鉆孔護(hù)壁,實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)設(shè)備的有效保護(hù)。另一方面,旋挖鉆機(jī)配備有高等級(jí)的減震系統(tǒng),因此不會(huì)形成過大的振動(dòng)和噪聲污染；第三,旋挖鉆機(jī)能適應(yīng)砂性土、淤泥土、粘性土等多種土壤條件,對(duì)硬質(zhì)砂巖層也具有較好的旋挖能力,因此在工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍極為廣泛[1]。

2 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的前期準(zhǔn)備

第一,施工場(chǎng)地整理。公路、建筑、橋梁等工程的施工場(chǎng)地結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要素較多,因此相關(guān)人員在實(shí)際施工前需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行清潔整理。首先,因?yàn)樾阢@機(jī)設(shè)備的自重較重,所以要通過路面壓實(shí)的方式,提升設(shè)備活動(dòng)區(qū)域內(nèi)土壤的壓實(shí)度和承載力,以免鉆機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)施工位置傾斜、下方土壤沉降等問題,對(duì)旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。其次,相關(guān)人員還需要對(duì)設(shè)備通道、混凝土拌合場(chǎng)地、鋼筋加工場(chǎng)地等施工區(qū)域進(jìn)行雜物清理,以確保鉆機(jī)設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)人員動(dòng)線的暢通無阻,實(shí)現(xiàn)施工效率的最大化。最后,相關(guān)人員還需全面查閱當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、氣候、水文等環(huán)境調(diào)研資料,明確施工環(huán)境的自然風(fēng)險(xiǎn),制定出安全施工、環(huán)保施工的合理方案[2]。

第二,施工設(shè)備檢查。首先,儀器設(shè)備是工程施工的基礎(chǔ),相關(guān)負(fù)責(zé)人與技術(shù)人員必須要對(duì)各類設(shè)備的型號(hào)、質(zhì)量、參數(shù)進(jìn)行明確檢查,如鉆機(jī)的鉆頭完整度、水平儀的指針標(biāo)準(zhǔn)度、電焊機(jī)的打火質(zhì)量等。在確保儀器設(shè)備各項(xiàng)功能合格后,才可允許進(jìn)入施工場(chǎng)地。其次,管理、技術(shù)、審計(jì)等崗位施工人員應(yīng)對(duì)各類儀器設(shè)備的操作規(guī)程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、使用說明進(jìn)行全面解讀,以便在保證設(shè)備操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,做到設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與快速處理。最后,要保證儀器設(shè)備應(yīng)用與管理的定人定崗,嚴(yán)格檢查技術(shù)人員的執(zhí)業(yè)資質(zhì),以此保證儀器設(shè)備問題的有責(zé)可追、有據(jù)可查。

第三,施工樁位放樣。所謂“樁位放樣”,即確定施工區(qū)域中樁基的具體位置,這一施工活動(dòng)應(yīng)遵循由整體到局部的操作原則。在放樣過程中,相關(guān)人員首先需要應(yīng)用全站儀設(shè)備,將各個(gè)樁點(diǎn)的放樣坐標(biāo)定位出來。其后,將木樁安置于定位好的放樣坐標(biāo)處,并用紅油漆進(jìn)行明確標(biāo)記,為旋挖鉆機(jī)設(shè)備的準(zhǔn)確施工位置提供依據(jù)。最后,在樁點(diǎn)的橫縱兩側(cè)的垂直交點(diǎn)上設(shè)置附加樁作為護(hù)樁(見圖1),并用混凝土材料進(jìn)行加固維護(hù),以免護(hù)樁在后續(xù)施工中發(fā)生松動(dòng)位移,對(duì)樁基施工的位置準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

2.2 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的施工流程

第一,護(hù)筒的埋設(shè)。護(hù)筒埋設(shè)施工是旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ),對(duì)鉆孔孔口具有定位和保護(hù)作用,同時(shí)還能避免因孔內(nèi)泥漿流失而導(dǎo)致的坍孔事故。如圖2所示,在進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)施工時(shí),相關(guān)人員首先需要在橫縱護(hù)樁的輔助下完成放樣工作,確定鉆孔中心與護(hù)筒中心的同一位置,并將護(hù)筒裝設(shè)到鉆孔當(dāng)中。在裝設(shè)初步完成后,還應(yīng)運(yùn)用水平尺、水平儀等工具對(duì)護(hù)筒的垂直程度進(jìn)行檢查,保證護(hù)筒無明顯傾斜。其后,在原土與護(hù)筒中間均勻回填標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的粘性土,并使回填土層、原土層與護(hù)筒之間貼合密實(shí),從而有效解決鉆孔過程中泥漿流失、護(hù)筒松動(dòng)等負(fù)面問題。最后,對(duì)護(hù)筒內(nèi)的清潔質(zhì)量進(jìn)行檢查,確認(rèn)護(hù)筒內(nèi)壁及連接處無突起、護(hù)筒內(nèi)部無石塊雜物,以免對(duì)鉆機(jī)設(shè)備的結(jié)構(gòu)質(zhì)量構(gòu)成威脅。此外,在旋挖鉆空灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用中,還應(yīng)遵循以下護(hù)筒制作與埋設(shè)原則:(1)若護(hù)筒長(zhǎng)度小于4 m,將6 mm 厚度的鋼板作為制作材料即可。若護(hù)筒長(zhǎng)度大于4 m,則需應(yīng)用8 mm 厚度的鋼板材料；(2)多節(jié)護(hù)筒的連接方式以焊接為主,要保證鋼板件連接點(diǎn)的圓順封閉；(3)護(hù)筒的內(nèi)徑應(yīng)大于鉆機(jī)設(shè)備鉆頭口徑的20～40 cm；(4)在埋設(shè)護(hù)筒時(shí),應(yīng)保證護(hù)筒頂點(diǎn)高于地下水位1.5 m 以上、高于施工平面0.3 m 以上,以此防止地面砂石與地下水向護(hù)筒內(nèi)部掉落或回流[3]。

第二,鉆機(jī)的鉆進(jìn)。在鉆機(jī)設(shè)備的運(yùn)行過程中,若施工環(huán)境的土壤質(zhì)量較好,且孔深在15 m 以上,可直接進(jìn)行持續(xù)鉆進(jìn)。在此過程中,技術(shù)人員需要注重以下幾點(diǎn)設(shè)備操作問題:首先,在鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)入施工點(diǎn)位后,不應(yīng)直接開展鉆進(jìn)施工,而是要先對(duì)鉆機(jī)設(shè)備的鉆桿垂直程度進(jìn)行檢查調(diào)整,再鎖緊鉆桿,以免鉆機(jī)在鉆進(jìn)深入的過程中出現(xiàn)偏移情況。其次,在鉆機(jī)運(yùn)行時(shí),現(xiàn)場(chǎng)必須有專業(yè)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)看護(hù)與管理,實(shí)時(shí)根據(jù)地質(zhì)信息調(diào)整鉆進(jìn)速度。例如,若鉆機(jī)當(dāng)前處在黏土層,可適當(dāng)提高鉆進(jìn)速度；若鉆機(jī)已到達(dá)砂土層,則需要降低鉆進(jìn)速度。最后,在地下水位較高的情況下,應(yīng)控制鉆進(jìn)速度不宜過快,以免鉆頭下方形成真空負(fù)壓區(qū),導(dǎo)致地下水被引入到鉆孔當(dāng)中,對(duì)周圍泥漿護(hù)壁形成較大負(fù)荷[4]。

第三,鉆孔的檢查。在鉆孔完成后,相關(guān)人員需要對(duì)鉆孔的成孔情況進(jìn)行檢查。此時(shí),若孔內(nèi)無水分,則可通過錘擊的方式提高孔內(nèi)土壤的緊實(shí)度,再應(yīng)用專業(yè)設(shè)備對(duì)孔徑、標(biāo)高、孔深、垂直度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并落實(shí)相應(yīng)信息記錄。若孔內(nèi)含有大量地下水,則需要先在水下灌注一定量的混凝土材料,再實(shí)施后續(xù)的設(shè)備檢測(cè)。

第四,鉆孔的清理。通常來講,在應(yīng)用旋挖鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行鉆孔施工的過程中,可以通過鉆斗實(shí)現(xiàn)孔底渣土的同步取出,以確?？椎啄酀{的實(shí)際厚度小于行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。但如果在后續(xù)的下籠施工中發(fā)現(xiàn)有孔底泥漿過多的情況,相關(guān)人員還需要采取進(jìn)一步的注水換漿措施,并使用混凝土導(dǎo)管或注水管進(jìn)行充分?jǐn)噭?dòng),以此保證鉆孔底部的有效清理。

第五,鋼筋籠的安置?；炷敛牧系目箟耗芰軓?qiáng),但抗拉能力較弱。因此,在進(jìn)行混凝土灌注成樁之前,還需通過下放鋼筋籠的方式提高混凝土的抗拉強(qiáng)度,并對(duì)混凝土材料的成樁過程形成一定約束效力?，F(xiàn)階段,主要采用大噸位吊車吊裝的方式進(jìn)行鋼筋籠安置。在此過程中,應(yīng)合理控制吊裝位置,保證鉆孔中心點(diǎn)與鋼筋籠中心點(diǎn)相重合,再進(jìn)行及時(shí)的加強(qiáng)筋固定。此外,若存在多節(jié)鋼筋籠的加長(zhǎng)必要,需要待首節(jié)鋼筋籠吊裝完成后,再進(jìn)行后續(xù)鋼筋籠的吊裝安置,并采取焊接、套接等手段對(duì)各節(jié)鋼筋籠進(jìn)行穩(wěn)固連接。最后,在混凝土材料的澆筑過程中,應(yīng)避免鋼筋籠出現(xiàn)位移,以保障混凝土施工成果的高質(zhì)量。

第六,混凝土的灌注。對(duì)于較深的鉆孔,可采取逐層灌注的方式。在每層混凝土材料灌注完成后,相關(guān)人員應(yīng)對(duì)混凝土導(dǎo)管當(dāng)前的埋深及變動(dòng)程度進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。同時(shí),在混凝土灌注的過程中,還需要對(duì)混凝土導(dǎo)管埋深的提升速度進(jìn)行合理控制,保證導(dǎo)管出口的開放性,以免鉆孔中下部氣體的滯留,造成混凝土材料的下陷問題。此外,為了確保最終的成樁質(zhì)量,相關(guān)人員應(yīng)實(shí)時(shí)關(guān)注混凝土材料在灌注中的坍落度,保證混凝土材料的質(zhì)量和強(qiáng)度符合樁基施工要求。

3 旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的施工要點(diǎn)

第一,質(zhì)量施工要點(diǎn):(1)嚴(yán)格保證旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)應(yīng)用過程中各工序的循序漸進(jìn),切忌因盲目追求效率或進(jìn)度而忽視施工質(zhì)量；(2)在通過錘擊方式進(jìn)行鉆孔測(cè)量時(shí),需利用測(cè)量錘進(jìn)行多次測(cè)量,并取所有測(cè)量結(jié)果中的最小值；(3)在測(cè)量鉆孔底部泥漿及沉渣厚度時(shí),需利用重錘進(jìn)行多次測(cè)量,并取所有測(cè)量結(jié)果中的最大值。若一次清理達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求,則需要進(jìn)行反復(fù)的注水清底與錘擊檢測(cè)；(4)考慮到鉆孔底部的沉渣問題,應(yīng)適當(dāng)調(diào)低泥漿在混凝土材料中的成分比重,從而減少混凝土的灌注阻力,提高混凝土的下沉速度,從而更好地沖散孔底沉渣；(5)精準(zhǔn)落實(shí)各項(xiàng)工序的信息記錄,并做好相關(guān)原始資料的歸檔保存。

第二,安全施工要點(diǎn):(1)做好全體施工人員的安全教育,保證現(xiàn)場(chǎng)人員佩戴安全帽；(2)在吊裝鋼筋籠時(shí),必須保證鋼筋籠的起吊牢固,做到專人指揮、專人管理,嚴(yán)禁吊鉤下方站人；(3)在鉆機(jī)設(shè)備的運(yùn)行過程中,如發(fā)生卡鉆情況,應(yīng)立即停止鉆進(jìn)作業(yè)并關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),及時(shí)進(jìn)行設(shè)備的事故檢查。

4 結(jié) 語

旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)具有操作便利、成孔效果好、安全性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等多種優(yōu)勢(shì),具有良好的應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。在旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用過程中,相關(guān)人員要嚴(yán)格控制樁基位置、鉆孔垂直度等數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)性,規(guī)范執(zhí)行施工程序,積極保障樁基工程的順利完成。