旋挖機(jī)在深厚淤泥地層施工技術(shù)

陳啟秀

（廣東省地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)中心，廣東廣州 510080）

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目所在地南沙地區(qū)屬海陸相沉積平原，地層中發(fā)育厚度較大的淤泥質(zhì)土層。本項(xiàng)目地塊地層中含有約15～20m 厚的淤泥層，具體地質(zhì)情況詳見(jiàn)地質(zhì)勘察報(bào)告，施工需考慮對(duì)周邊建筑物的影響。場(chǎng)地所處地貌單元屬?zèng)_積平原地貌，場(chǎng)地地勢(shì)平整開(kāi)闊，現(xiàn)狀地表較平坦，局部有土堆，高程約5～7m。本工程灌注樁為端承樁，持力層為中風(fēng)化巖或微風(fēng)化巖,樁端持力層為中風(fēng)化或微風(fēng)化石灰?guī)r，800mm 樁入持力層不少于5.1m，1000mm 樁入持力層不少于6.5m，1200mm 樁入持力層深度不少于7.5m；要求樁端巖樣天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度f(wàn)r≥6MPa，設(shè)計(jì)樁身砼為C35。

2 施工方法及技術(shù)措施

旋挖灌注樁管樁施工工藝流程如圖1所示。

圖1 灌注樁施工工藝流程圖

2.1 樁位測(cè)定及定位鋼護(hù)筒

根據(jù)業(yè)主提供的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)放出各樁位，并做好標(biāo)記，為確保施工過(guò)程中上部（人工填土層）孔壁的穩(wěn)定，每樁開(kāi)鉆前均由孔口地面下長(zhǎng)度不少于4m的鋼護(hù)筒進(jìn)行定位，部分樁采用10m鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒部分直接用旋挖機(jī)旋轉(zhuǎn)沉管，對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)6m 的長(zhǎng)鋼護(hù)筒，采用振錘施打下放鋼護(hù)筒。

2.2 樁機(jī)施工

在鉆探施工過(guò)程中，要保證鉆探和地面處置。鉆到一定深度后，逐漸提高速度。操作人員需要隨時(shí)注意鉆機(jī)的操作，確保鉆桿中心線、筒體中心與地面垂直線始終重合，避免鉆進(jìn)方向偏離。鉆機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)設(shè)

計(jì)圖的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以保證在高強(qiáng)度土層中，適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，避免鉆頭折斷，當(dāng)處于土體穩(wěn)定區(qū)時(shí)轉(zhuǎn)速可適當(dāng)增加，提高施工效率。鉆孔過(guò)程中，應(yīng)定期檢查鉆頭的磨損程度，鉆孔垂直度誤差控制在5%以內(nèi)，保證孔底沉積物厚度不超過(guò)工程規(guī)定。最后成孔前應(yīng)控制抽土機(jī)的速度提升，防止塌陷孔問(wèn)題。

2.3 護(hù)壁

每次樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)資料，由專業(yè)地質(zhì)工程師判斷下臥層的地質(zhì)狀況，然后研究確定具體的護(hù)壁措施。支護(hù)樁單樁施工時(shí)間短，宜采用孔注漿護(hù)壁，各護(hù)壁泥漿的技術(shù)參數(shù)要求見(jiàn)表1。

表1 泥漿護(hù)壁參數(shù)表

2.4 終孔

該工程要求將樁基埋入中(微)風(fēng)化巖一定深度，因此必須保證樁端入持力層的深度滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 終孔檢測(cè)

2.5.1 樁底檢測(cè)

旋挖機(jī)樁底檢查主要是設(shè)備自檢，即主動(dòng)鉆桿位移判斷底面，由現(xiàn)場(chǎng)施工管理和監(jiān)理代表進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

2.5.2 終孔檢測(cè)

當(dāng)鉆頭到達(dá)設(shè)計(jì)深度和直徑時(shí)，質(zhì)檢組人員將與主管一起檢查孔深和樁底承載層。

2.6 清孔

本旋挖樁機(jī)配有專門的排渣器，在鉆孔到設(shè)計(jì)好的樁底后，用清渣裝置清除孔內(nèi)的鉆渣，用清渣裝置清除渣層后，用清渣裝置清除渣層厚度仍大于設(shè)計(jì)要求時(shí)，采用正循環(huán)泥漿清孔。清渣后孔底的沉渣不得超過(guò)50mm，孔底沉渣由具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的工作人員進(jìn)行檢測(cè)，并經(jīng)業(yè)主及監(jiān)理單位驗(yàn)收確認(rèn)。清渣后，為避免塌孔而造成孔底沉渣，應(yīng)及時(shí)下入鋼筋籠(或鋼結(jié)構(gòu)柱)，澆注混凝土。澆注混凝土前，下入鋼筋籠(或鋼結(jié)構(gòu)柱)，需對(duì)樁底沉渣進(jìn)行復(fù)測(cè)，如孔底沉渣較厚，則采用“泥漿正環(huán)法”進(jìn)行二次清孔，直至孔底沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求才能灌注混凝土。

2.7 鋼筋籠的制安

一般來(lái)說(shuō)，鋼筋籠均采用現(xiàn)場(chǎng)制作的方式，需要對(duì)鋼筋材料進(jìn)行驗(yàn)收和焊接試驗(yàn)，對(duì)鋼筋表面存在的塵埃、油污、銹蝕等進(jìn)行清理，主筋也需要調(diào)整。綁扎鋼筋籠及焊接質(zhì)量必須符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，施工人員需在直徑、間距、焊接長(zhǎng)度、分段連接間距等方面進(jìn)行控制。本工程中鋼筋籠的允許偏差為：主筋間距不超過(guò)10mm、箍筋間距或螺距不超過(guò)20mm、鋼筋籠直徑不超過(guò)10mm、長(zhǎng)度不超過(guò)50mm、加勁筋間距不超過(guò)20mm、主筋保護(hù)層不超過(guò)20mm。在鋼筋籠制作完成后，要做好相應(yīng)的檢驗(yàn)和驗(yàn)收工作，避免鋼筋籠不合格進(jìn)入樁孔內(nèi)；鋼筋籠下放的環(huán)節(jié)，必須選擇體積足夠的起吊設(shè)備，做到輕提輕放，避免鋼筋籠不合格。

2.8 水下砼灌注

混凝土配制與配制要求：本工程采用水下商品混凝土，標(biāo)C35，為保證混凝土順利澆筑，混凝土應(yīng)具有良好的和易性和流動(dòng)性。塌落度應(yīng)在18～22cm 范圍內(nèi)，水泥用量不得少于360kg/m(摻入粉煤灰的水泥可不受此限)，含砂率宜為40%～50%，并宜選用中粗砂；粗骨料最大粒徑應(yīng)小于40mm。本工程灌注樁直徑為800mm、1000mm、1200mm，因此，在水下灌注混凝土?xí)r，應(yīng)采用直徑260mm 的導(dǎo)管灌注混凝土滿足要求，最底一節(jié)長(zhǎng)4～5m，內(nèi)壁應(yīng)光滑，使用前應(yīng)用直徑260mm的導(dǎo)管灌注混凝土。澆注時(shí)，導(dǎo)管埋深過(guò)小，根據(jù)混凝土水下流動(dòng)和擴(kuò)散規(guī)律，常使混凝土管外混凝土面的浮漿沉渣滲入混凝土，造成混凝土夾層，埋深過(guò)大，使導(dǎo)管內(nèi)混凝土難以流出，容易產(chǎn)生堵管，給導(dǎo)管外混凝土表面的浮渣。保持導(dǎo)管合理埋入深度是混凝土水下灌注的關(guān)鍵。一般情況下，在灌注過(guò)程中，導(dǎo)管的埋入深度為2.5～3.5m，埋管的最小深度為2.0m，最深不超過(guò)6m。安裝導(dǎo)流管時(shí)，底端的沉降層要高于孔底30～40cm，以便能順利排出；初期灌漿管的埋深應(yīng)控制在1.0～1.5D。按樁徑進(jìn)行初始灌水量計(jì)算，保證初灌埋深達(dá)到規(guī)范要求。灌漿時(shí)，先將0.2～0.3m3流動(dòng)性好的水泥砂漿注入導(dǎo)管內(nèi)隔水栓上。把第一批混凝土再倒進(jìn)初灌斗，再剪下懸吊栓鐵絲，使隔水栓、水泥砂漿和第一批混凝土順利到達(dá)孔底并抬上，第一批混凝土灌注完畢，即進(jìn)入連續(xù)灌注。潛孔灌注混凝土?xí)r，孔內(nèi)混凝土面連續(xù)上升，管道埋深不斷增大，需定時(shí)測(cè)量混凝土面上升，記下注漿的混凝土澆筑，以確定坍落度。對(duì)混凝土表面標(biāo)高的測(cè)量需要使用專業(yè)的測(cè)量繩和測(cè)錘。測(cè)量時(shí)，將測(cè)錘架放置于導(dǎo)管與鋼筋籠的中間位置，測(cè)到至少3～4 個(gè)點(diǎn)，分別記入灌注記錄單，然后取平均值，以此確定拆管次數(shù)。

引流提升時(shí)，不得過(guò)快過(guò)猛，以免表層混凝土造成泥渣浮漿侵入，或吊起鋼筋籠等。管路應(yīng)整齊地拆裝，防止工具、密封圈及螺栓掉入孔內(nèi)。拔出導(dǎo)管后立即用清水沖洗，集中堆放。在水下澆筑混凝土后，為保證混凝土的灌漿質(zhì)量，中斷時(shí)間不得超過(guò)30min，以保證混凝土的灌注質(zhì)量。海底混凝土為自密型混凝土，要保證樁頂砼的質(zhì)量，必須保持一定的超灌量，具體要根據(jù)各樁所下鋼護(hù)筒的情況計(jì)算，確?；炷翝仓瓿珊蟮幕炷撩娓叱鲈O(shè)計(jì)標(biāo)高80cm，下道工序施工時(shí)將鋼護(hù)筒拉起。隨時(shí)掌握各樁的灌漿次數(shù)，混凝土的充盈系數(shù)大約在1.15左右?？刂茲沧⒘坎簧儆跇兜睦碚摲搅浚苑乐顾赚F(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)混凝土注滿后，起拔鋼護(hù)筒，測(cè)量砼面標(biāo)高，如砼表面標(biāo)高達(dá)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)灌。

3 在旋挖樁施工中對(duì)淤泥的處理措施

3.1 在施工前的預(yù)防準(zhǔn)備

在進(jìn)行旋挖樁施工前應(yīng)該對(duì)施工地點(diǎn)的土層進(jìn)行分析，確定土層的類型，做出相應(yīng)的施工方案設(shè)計(jì)，最大程度上減少樁孔內(nèi)的淤泥，對(duì)不同土層的施工策略也有相應(yīng)的改變，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，確定樁孔的數(shù)量和間距，對(duì)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備工具進(jìn)行提前準(zhǔn)備，選擇質(zhì)量較好的材料，防止由于機(jī)械設(shè)備的失誤造成淤泥增加的情況出現(xiàn)。對(duì)施工過(guò)程中遇到的淤泥情況進(jìn)行提前的預(yù)測(cè)，給出相應(yīng)的解決方案，對(duì)于淤泥清理，應(yīng)該做好準(zhǔn)備措施。例如，在施工前確定樁孔位置后，可以將相應(yīng)的淤泥處理池的位置及大小進(jìn)行確定，保證施工時(shí)不會(huì)出現(xiàn)由于淤泥堆積而無(wú)法正常施工的情況。在進(jìn)行鋼筋吊籠的準(zhǔn)備工作中應(yīng)該對(duì)鋼材料的質(zhì)量著重關(guān)注。

3.2 在施工時(shí)的具體措施

旋挖樁過(guò)程中，容易出現(xiàn)卡鉆的情況，就會(huì)在一定程度上破壞孔壁，造成泥土塌落，所以在進(jìn)行鉆孔時(shí)，應(yīng)該注意鉆孔工作，在提鉆時(shí)，應(yīng)該格外注意樁孔孔壁上探出的物體，以免破壞石頭造成泥土崩塌，在進(jìn)行提鉆時(shí)，應(yīng)該盡量減慢速度并且反轉(zhuǎn)鉆頭。旋挖樁大多在高回填土中進(jìn)行，所以在施工時(shí)應(yīng)該對(duì)回填土進(jìn)行專業(yè)處理，采用泥漿護(hù)壁，對(duì)回填土進(jìn)行夯實(shí)，正確選用泥漿的比例。盡量避開(kāi)與大型機(jī)械同時(shí)作業(yè)，如果發(fā)生塌孔現(xiàn)象，應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)量垮塌層的深度，用C20混凝土進(jìn)行分層灌注，封閉垮塌層。在進(jìn)行鋼筋吊籠的放置時(shí)，如果鋼筋吊籠的直徑太大就會(huì)將孔壁上的泥土刮落，使得淤泥堆積，還會(huì)出現(xiàn)鋼筋籠傾斜放置的情況，也會(huì)造成同樣的問(wèn)題，所以在進(jìn)行鋼筋籠的制作時(shí)應(yīng)該對(duì)樁孔進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量，確保誤差降到最低，在進(jìn)行鋼筋籠的放置時(shí)，應(yīng)該垂直放下。在進(jìn)行護(hù)筒拔出工作時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)泥土坍塌的情況，所以在拔護(hù)筒時(shí)一定要小心謹(jǐn)慎，確保孔壁的穩(wěn)定。

3.3 在施工后的完善處理

在進(jìn)行清孔工作時(shí)，一定要對(duì)淤泥的處理做到徹底，一次清孔和二次清孔都應(yīng)該注重對(duì)泥漿的排放工作，可以在樁孔附近挖設(shè)泥漿循環(huán)池，將淤泥排入泥漿池。清孔時(shí)應(yīng)該將導(dǎo)管降至孔洞最底層，確?？梢詫⒖椎椎挠倌嗲謇砀蓛?，清孔時(shí)不應(yīng)該提前降低泥漿的比重，或者采用清水稀釋的方法。在進(jìn)行樁孔的質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)該從不同角度進(jìn)行分析，尤其對(duì)后期可能存在的泥土滑落情況進(jìn)行預(yù)防，加強(qiáng)孔壁的穩(wěn)定性，對(duì)人工回填土進(jìn)行穩(wěn)定性的測(cè)量，防止出現(xiàn)淤泥再堆積的情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

在進(jìn)行旋挖樁施工時(shí)，不僅要制定合理的施工步驟和流程，在施工前充分了解遇到的淤泥情況，分析其原因，制定好解決措施，還應(yīng)該做好應(yīng)急處理的準(zhǔn)備，保證建筑工程順利實(shí)施。