全套管全回轉(zhuǎn)旋挖灌注樁施工技術(shù)在超厚砂夾礫石層地質(zhì)中的應(yīng)用

摘"要：舒城縣人民醫(yī)院新東區(qū)擴(kuò)建項(xiàng)目的樁基為大直徑擴(kuò)底端承灌注樁，穿過(guò)最厚厚度達(dá)8.5m的砂夾礫石層。本文采用全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)壓入套管，旋挖鉆機(jī)取土，成像可視化輔助清理沉渣，解決了易塌孔、成孔質(zhì)量差等難題，確保了樁基施工質(zhì)量，提高了施工效率，為類(lèi)似地質(zhì)條件下工程樁基提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：超厚砂夾礫石層；全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)；旋挖鉆機(jī)；沉渣文章編號(hào)：2095-4085（2024）05-0077-03

0"引言

本文以舒城縣人民醫(yī)院新東區(qū)擴(kuò)建項(xiàng)目為實(shí)際案例，深入探討了全套管全回轉(zhuǎn)旋挖灌注樁施工技術(shù)在超厚砂夾礫石層地質(zhì)中的應(yīng)用。

1"工程概況

舒城縣人民醫(yī)院新東區(qū)擴(kuò)建項(xiàng)目位于六安市舒城縣華山路與桃溪東路交叉口，占地面積約85 173.33m2。 總建筑面積約為211 413.17m2，其中地上建筑面積約141 795.27m2， 地下建筑面積約69 617.90m2。包括內(nèi)科病房樓、外科病房樓、科教樓、門(mén)診醫(yī)技樓、附屬用房、天橋、室外景觀道排配套工程等。質(zhì)量目標(biāo)為爭(zhēng)創(chuàng)魯班獎(jiǎng)，項(xiàng)目鳥(niǎo)瞰圖（見(jiàn)圖1）。

樁基采用鋼套管護(hù)壁干作業(yè)機(jī)械旋挖成孔灌注樁，為端承樁，總樁數(shù)181根，樁徑1.4～2.0m，樁端擴(kuò)大頭直徑2.2～3.2m，樁長(zhǎng)約30m。根據(jù)地勘報(bào)告，樁端持力層為中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖，上層為8～12m的雜填土和粉質(zhì)黏土，穿過(guò)6.2～8.5m的粉細(xì)砂夾礫石和中粗砂夾礫石，地質(zhì)條件差。傳統(tǒng)的旋挖樁機(jī)一般采用短護(hù)筒護(hù)壁，且在砂夾礫石層鉆進(jìn)能力差，易產(chǎn)生塌孔、成孔難度大，無(wú)法保證成樁質(zhì)量。為了攻克上述施工難題，查閱相關(guān)文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)［1-7］，進(jìn)行了改進(jìn)創(chuàng)新，成功應(yīng)用全套管全回轉(zhuǎn)旋挖灌注樁施工技術(shù)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2"技術(shù)原理

利用全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)，使鋼套管與土層間的摩阻力大大減小，邊回轉(zhuǎn)邊壓入鋼套管護(hù)壁，利用旋挖鉆機(jī)取土。壓入套管和取土交替進(jìn)行，至套管進(jìn)入樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高，更換擴(kuò)底鉆頭施工。挖掘完畢后，測(cè)量孔深，確認(rèn)樁端持力層，滿(mǎn)足要求后進(jìn)行清孔，安裝鋼筋籠和導(dǎo)管，澆灌混凝土成樁完成。

3"技術(shù)特點(diǎn)

（1）研制了一種組合式鋼套管，利用刀頭為進(jìn)口超高強(qiáng)度合金鋼的首段鋼套管和標(biāo)準(zhǔn)段鋼套管銷(xiāo)軸連接的組合式鋼套管作為支護(hù)，全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)壓入，實(shí)現(xiàn)了穿越超厚砂夾礫石層而不塌孔的效果。

（2）全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)壓入鋼套管和旋挖鉆機(jī)取土兩道工序交替施工， 工效顯著；兩臺(tái)機(jī)械配合協(xié)作，確保了成孔質(zhì)量，鋼護(hù)筒易于拔出和重復(fù)利用。

（3）采用特制的擴(kuò)底鉆頭和灌注樁孔徑檢測(cè)系統(tǒng)，可確保大直徑樁底擴(kuò)大頭精確成孔。

4"全套筒全回轉(zhuǎn)旋挖灌注樁施工技術(shù)

全套筒全回轉(zhuǎn)旋挖灌注樁施工工藝流程圖（見(jiàn)圖2）。

4.1"施工準(zhǔn)備

（1）施工前應(yīng)先平整場(chǎng)地，便于樁位定位，保證鉆機(jī)能夠平穩(wěn)、牢固作業(yè)。

（2）編制樁基施工方案并審批通過(guò)，組織施工機(jī)械、人員和混凝土泵站等資源。

（3）成樁工藝性試驗(yàn)，復(fù)核地質(zhì)情況，驗(yàn)證施工工藝，明確混凝土澆筑等施工參數(shù)。

4.2"測(cè)放樁位

復(fù)核設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)、高程等數(shù)據(jù)無(wú)誤后，采用全站儀進(jìn)行樁位中心放樣，打入定位鋼筋。

4.3"全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)就位

將DTR2016H型全套筒全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的底盤(pán)吊至樁位，利用十字定心法實(shí)現(xiàn)樁位中心點(diǎn)與底盤(pán)中心點(diǎn)對(duì)中，隨后吊放鉆機(jī)的主機(jī)安裝在底盤(pán)定位槽上，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)對(duì)中。

4.4"壓入鋼套管

（1）根據(jù)不同樁型，埋設(shè)相應(yīng)直徑的雙壁鋼套管。本工程鋼套管總長(zhǎng)30m，采用在工廠內(nèi)定制的4節(jié)套管（3×8m+6m），第一節(jié)套管端部帶高強(qiáng)度合金刀頭，套管間采用錐銷(xiāo)連接。

（2）先壓入第一節(jié)套管，將套管吊入孔內(nèi)，用十字線(xiàn)在鋼護(hù)筒頂部找出套筒的圓心，使其中心與與鉆機(jī)鉆孔中心位置重合，用垂球檢查，使鋼套管垂直。

（3）調(diào)整全套管全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)水平并保證四個(gè)支撐油缸均勻受力，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)壓入鋼套管（見(jiàn)圖3）。

（4）從X及Y兩個(gè)軸線(xiàn)方向，利用測(cè)錘配合全站儀檢測(cè)套管垂直度，如若出現(xiàn)輕微偏斜現(xiàn)象，可通過(guò)調(diào)整鉆機(jī)支腿油缸來(lái)確保套管垂直；當(dāng)偏斜現(xiàn)象過(guò)于嚴(yán)重時(shí)，需將套管起拔至上步套管垂直處，進(jìn)行基坑內(nèi)回填后重新下放。

（5）第一節(jié)鋼套管埋設(shè)完畢后，使用全站儀進(jìn)行樁位二次復(fù)測(cè)，確保鋼套管中心與樁中心點(diǎn)重合，樁位準(zhǔn)確。套管壓入深度需滿(mǎn)足旋挖鉆機(jī)施工作業(yè)，以便于旋挖鉆機(jī)從套管內(nèi)部取土。

4.5"旋挖取土

（1）采用徐工XR360D型旋挖鉆機(jī)旋挖取土，鉆筒直徑僅比套管內(nèi)徑小50mm，以防止旋挖鉆機(jī)鉆桿下放時(shí)鉆筒與套管內(nèi)壁干涉。取土伴隨套管下放工序進(jìn)行（見(jiàn)圖4）。

（2）鋼套管壓入深度需滿(mǎn)足旋挖鉆機(jī)施工作業(yè)，采用預(yù)留抓土法，即鋼套管先行入土2～3m，以保證鋼套管下放深度始終超前于取土深度，便于旋挖鉆機(jī)從鋼套管內(nèi)部取土。

4.6"擴(kuò)孔及清孔

（1）取土達(dá)到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，更換擴(kuò)底鉆頭進(jìn)行擴(kuò)底施工，直到完成設(shè)計(jì)標(biāo)高。

（2）采用JJC-1D灌注樁孔徑檢測(cè)系統(tǒng)觀察樁底擴(kuò)孔的效果及樁徑的變化。

（3）采用旋挖斗清孔，密切注視檢測(cè)系統(tǒng)電腦上的顯示值，當(dāng)顯示值為鉆井深度顯示值時(shí)，原位正向旋轉(zhuǎn)4～5轉(zhuǎn)，使孔底沉渣旋入斗內(nèi)，利用旋挖斗的平底斗齒將孔底清理為平底。

（4）為確保清孔效果，采取三次清孔方式，即成孔后一清、擴(kuò)底后二清、砼澆灌前三清，要保證孔內(nèi)沉渣厚度不大于30mm。用測(cè)繩進(jìn)行孔深測(cè)量，并組織各方驗(yàn)收。

4.7"安裝鋼筋籠

（1）現(xiàn)場(chǎng)分段制作鋼筋籠，并安裝好保護(hù)層墊塊。

（2）鋼筋籠吊運(yùn)時(shí)，采取適當(dāng)措施防止扭轉(zhuǎn)、彎曲。安裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩慢下沉，避免碰撞孔壁。鋼筋籠連接采用單面搭接焊。

（3）鋼筋籠下沉到設(shè)計(jì)位置后，應(yīng)立即固定，防止移動(dòng)。如果鋼筋籠是不到孔底的，為防止灌注混凝土?xí)r上浮，要將鋼筋籠與孔口套管臨時(shí)焊接。

（4）鋼筋籠安裝完畢，會(huì)同監(jiān)理單位進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，合格后應(yīng)及時(shí)澆筑混凝土。

4.8"混凝土澆筑

（1）采用Φ250導(dǎo)管，其長(zhǎng)度由孔深確定，導(dǎo)管連接要牢固。導(dǎo)管下口距孔底500mm為宜。第一次澆筑混凝土必須要把導(dǎo)管口埋入混凝土中30～50cm，以確保首次灌注量。

（2）采用插入式振搗棒進(jìn)行振搗密實(shí)，同步逐步拔出導(dǎo)管和鋼套管。嚴(yán)禁把導(dǎo)管底拔出混凝土面，以防鋼筋籠上浮，從而確?；炷翝仓|(zhì)量（見(jiàn)圖5）。

4.9"樁基檢測(cè)

成樁后28d，采用單樁靜載荷試驗(yàn)、聲波透射法和低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)對(duì)樁基的單樁承載力和樁身結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢測(cè)（見(jiàn)圖6）。本工程樁基經(jīng)檢測(cè)，均為I類(lèi)樁。

5"結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁相比，采用全套管全回轉(zhuǎn)與旋挖鉆聯(lián)合施工，充分發(fā)揮了全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)大扭矩壓入套管護(hù)壁和旋挖鉆機(jī)快速取土的優(yōu)點(diǎn)，解決了大直徑灌注樁超厚砂夾礫石層難成孔、易塌孔等難題。采用灌注樁孔徑檢測(cè)系統(tǒng)、成像可視化顯示及清理樁底沉渣，確保了成樁質(zhì)量。經(jīng)工程樁基檢測(cè)，均符合設(shè)計(jì)要求，取得了良好的成果。本施工技術(shù)成熟，提升了施工效率，確保了工程施工質(zhì)量，對(duì)類(lèi)似地質(zhì)條件下的樁基施工具有較大的推廣價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：開(kāi)前正（1984—），男，安徽肥東人，研究方向：施工技術(shù)管理。