高填方區(qū)鉆孔灌注樁施工工藝的探究

佘彪，蔣文洋，張波波

（貴州雙龍航空港開發(fā)投資（集團）有限公司，貴陽550005）

1 引言

高填方區(qū)指建筑工程中填土高度較大的地區(qū)，雖然在填土過程中會進(jìn)行反復(fù)壓實，但是，對比常規(guī)地基基礎(chǔ)，高填方區(qū)域的施工依然存在很多不確定因素，其中，樁基礎(chǔ)的施工是重點也是難點。在填方區(qū)域施工中，樁基礎(chǔ)大多采用鉆孔灌注樁，需要技術(shù)人員從工程項目的實際情況出發(fā)，對鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行合理選擇，以保證施工效果。

2 工程概況

某車站客運平臺全長402m，在基礎(chǔ)施工中采用了鉆孔樁，樁徑為1.2 m，長度在29～75m不等，使用了116根端承樁?，F(xiàn)場地質(zhì)勘察結(jié)果顯示，該車站所處區(qū)域為剝蝕低山間谷地，山體自然坡度在30°～35°，相對高差約為180m。車站施工中，借助兩側(cè)山坡的既有填方來對地面進(jìn)行填平，回填厚度最大達(dá)到93m，屬于高填方區(qū)域。對照區(qū)域地質(zhì)資料分析，沿線底層大致可以分為3層：

第一層是填土層，包含云母石英片巖和碎屑、殘坡積土等。

第二層是（40）8-2云母石英片巖，包含云母、石英和綠泥石，巖芯極破裂，裂隙極發(fā)育。

第三層是（40）8-3云母石英片巖，同樣包含云母、石英和綠泥石，巖芯較破裂，裂隙較發(fā)育[1]。

3 高填方區(qū)鉆孔灌注樁施工工藝

考慮鉆孔灌注樁本身對各種地質(zhì)條件有良好的適應(yīng)性，在該工程樁基礎(chǔ)施工中，采用了鉆孔灌注樁，主要的施工工藝有旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝、旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝、地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝、沖擊鉆工藝等。這里分別對其進(jìn)行分析。

3.1 旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝

旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的基本原理是：填方區(qū)域材料（片石等）在不存在地下水的情況下，具備較強的穩(wěn)定性，借助旋挖鉆機，在鉆孔過程中進(jìn)行反復(fù)地掃孔和擴孔，通過相應(yīng)的擠密作用使孔壁達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的基本工藝流程包括測量放樣→埋設(shè)護(hù)筒并檢查→結(jié)合預(yù)先確定的位置，將鉆機運到施工現(xiàn)場并且進(jìn)行固定→鉆孔作業(yè)→清孔，對孔底沉渣進(jìn)行檢查→鋼筋籠安放→注漿導(dǎo)管安裝→鉆孔深度測量，沉渣檢查→混凝土漿液灌注→導(dǎo)管拔出→護(hù)筒取出[2]。

在該工程中，基礎(chǔ)為石質(zhì)基礎(chǔ)，而且不存在地下水，當(dāng)樁體的長度小于50m時，旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的施工作業(yè)比較順利。但是，在混凝土灌注環(huán)節(jié)，存在比較嚴(yán)重的混凝土超方問題，利用這種工藝施工的33根樁體，平均混凝土超方量超過了20%。

旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝的優(yōu)點在于，鉆進(jìn)施工可以直接進(jìn)行，不需要設(shè)置輔助設(shè)備以及其他的成孔材料，施工操作簡單，成樁效率較高。但是，也存在一定的缺陷，即在進(jìn)行掃孔和擴孔的過程中，會導(dǎo)致樁徑超出設(shè)計規(guī)格，引發(fā)澆筑過程中混凝土超方的問題，而且在混凝土灌注前，如果發(fā)現(xiàn)沉渣超標(biāo)問題，需要將安裝好的鋼筋籠吊起，清空后再次進(jìn)行安裝，處理相對煩瑣。

3.2 旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝

旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝是在鉆孔過程中采用了配套鋼護(hù)筒，借助旋挖動力頭，在進(jìn)行下壓鉆進(jìn)的同時，完成護(hù)筒的跟進(jìn)作業(yè)，有效保證了筒壁的穩(wěn)定性。旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝的基本工藝流程為：測量放樣→對內(nèi)護(hù)筒進(jìn)行埋設(shè)→結(jié)合預(yù)先確定好的位置，將鉆機運到施工現(xiàn)場并且進(jìn)行固定→鉆孔作業(yè)→外護(hù)筒跟進(jìn)→清孔，對孔底沉渣進(jìn)行檢查→鋼筋籠安放→注漿導(dǎo)管安裝→鉆孔深度測量，沉渣檢查→混凝土漿液灌注→導(dǎo)管拔出→外護(hù)筒拔出→內(nèi)護(hù)筒拔出。

結(jié)合該工程的施工情況分析，在施工中，使用配套鋼護(hù)筒跟進(jìn)至圍巖狀態(tài)良好的深度，其余部分可以使用旋挖鉆干孔鉆進(jìn)工藝?yán)^續(xù)作業(yè)，施工順利。但是，超方量較大的問題依然沒有被解決。

旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝通過設(shè)置外護(hù)筒的方式，可以有效隔絕地下水，對孔壁進(jìn)行保護(hù)，避免了孔壁在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)坍塌的問題，可以保證鉆進(jìn)施工的順利進(jìn)行，有效縮短成樁時間，提高工作效率。但是，在護(hù)筒下沉過程中，需要對偏差進(jìn)行隨時校正，避免中心位置垂直度偏差超標(biāo)的問題，而且鋼護(hù)筒沒有能夠全程跟進(jìn)，與圍巖交界位置可能出現(xiàn)混凝土流失的情況，進(jìn)一步增加超方量。

3.3 地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝

地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝主要是利用水泥-水玻璃漿液所具備的滲透、劈裂和擠密效果，對基礎(chǔ)中的孔隙進(jìn)行填充。這個過程中，水泥漿液會與土體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣，凝固后可以得到具備較高強度和水穩(wěn)定性的水泥結(jié)石體，提高地基的固結(jié)強度。護(hù)筒的跟進(jìn)能夠?qū)妆谶M(jìn)行防護(hù)，避免孔壁坍塌問題[3]。地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝的工藝流程為：測量放樣→基礎(chǔ)注漿→埋設(shè)內(nèi)護(hù)筒→結(jié)合預(yù)先確定好的位置，將鉆機運到施工現(xiàn)場并且進(jìn)行固定→鉆孔作業(yè)→外護(hù)筒跟進(jìn)→清孔，對孔底沉渣進(jìn)行檢查→鋼筋籠安放→注漿導(dǎo)管安裝→鉆孔深度測量，沉渣檢查→混凝土漿液灌注→導(dǎo)管拔出→外護(hù)筒拔出→內(nèi)護(hù)筒拔出。

進(jìn)行鉆進(jìn)施工前，通過地基注漿處理的方式能夠降低地基孔隙率，提高其自穩(wěn)定性，鋼護(hù)筒的跟進(jìn)避免了塌孔風(fēng)險，保障了成樁質(zhì)量。結(jié)合實際施工作業(yè)情況分析，地基注漿旋挖鉆干孔護(hù)筒鉆進(jìn)工藝的護(hù)筒和鉆頭尺寸固定，成孔孔徑可以保證，從而實現(xiàn)了對混凝土超方量的有效控制，而在經(jīng)過注漿處理后，地基的孔隙率下降，自穩(wěn)定性提高，能夠減少漏漿問題。但是，這種工藝的施工成本高，在一些地基孔隙率較大的區(qū)域，注漿量也會隨之增大。

3.4 沖擊鉆施工工藝

沖擊鉆施工的主要原理，是在填土層區(qū)域，借助沖擊動能，對土層或破碎巖層進(jìn)行沖擊，形成樁孔。沖擊鉆施工工藝的工藝流程為：測量放樣→制備泥漿→護(hù)筒埋設(shè)→工作平臺鋪設(shè)→鉆機就位和固定→鉆進(jìn)成孔→清孔，檢查成孔質(zhì)量→安裝鋼筋籠→安裝導(dǎo)管→孔深測量，沉渣檢查→混凝土灌注→導(dǎo)管拔出→護(hù)筒拔出[4]。

沖擊鉆施工中，經(jīng)常遇到漏漿問題，雖然使用片石和黏土回填的方式對漏漿的位置進(jìn)行了封堵，但在后續(xù)施工中，泥漿液面依然有一定的下降，經(jīng)過補漿處理后，鉆井作業(yè)得以順利完成。

沖擊鉆施工工藝有著很強的適用性，在包含回填土、巖層、含砂卵石等復(fù)雜地質(zhì)條件下，有較好的應(yīng)用優(yōu)勢。但是，在該工程中，回填區(qū)域孔隙率較大，在沖擊成孔的過程中，需要反復(fù)回填和堵漏，施工效率受到了很大的影響，而且因為需要設(shè)置泥漿池，會對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大的影響[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，在高填方區(qū)域，因為填土孔隙率大，自穩(wěn)定性差，在進(jìn)行樁基施工的過程中，經(jīng)常會遇到塌孔、卡鉆、漏漿以及混凝土超方等問題，需要工程技術(shù)人員在施工過程中切實做好防范工作，結(jié)合回填地基的實際情況，選擇恰當(dāng)?shù)你@孔灌注樁施工工藝，以保證施工的順利進(jìn)行。