淺談旋挖鉆在鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用

李欣　王赫穎

摘要：本文結(jié)合京密引水渠交通橋拆建工程半壁店交通橋樁基施工情況，簡(jiǎn)述了旋挖鉆鉆孔施工的工藝原理。介紹了旋挖鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)，分析了施工中的關(guān)鍵工藝;通過(guò)分析施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及其產(chǎn)生原因，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施及處理辦法。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆孔;灌注樁;施工技術(shù);應(yīng)用

一、引言

旋挖鉆鉆孔施工工藝在我國(guó)近年的公路橋梁施工中逐漸被認(rèn)識(shí)和應(yīng)用。成為近年來(lái)發(fā)展較快的一種新型樁孔施工方法。旋挖鉆具有低噪聲、低振動(dòng)、扭矩大、成孔速度快、鉆渣量小，所用泥漿數(shù)量少等優(yōu)點(diǎn)，克服了機(jī)械成孔時(shí)孔底沉渣土多，樁側(cè)摩阻力低，現(xiàn)場(chǎng)泥漿管理差的缺點(diǎn)，可有效降低環(huán)境污染，提高施工水平，被譽(yù)為“綠色施工工藝”。

二、工程概況

半壁店交通橋：半壁店交通橋橫跨京密引水渠，場(chǎng)區(qū)屬于山前沖洪積扇，河道兩岸地形較為平坦。地面高程53.20～54.55m，堤頂高程54.13～54.45m，河底高程約50.04m，河水深約0.5m。新建交通橋樁號(hào)為：43+522。橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁8顆，樁基長(zhǎng)度28米。

三、工藝原理

旋挖鉆機(jī)的鉆頭為一個(gè)直筒式可閉合開(kāi)啟的容器，鉆頭通過(guò)鉆頭和鉆桿連接，鉆桿為多節(jié)可伸縮結(jié)構(gòu)，主要作用是傳遞由動(dòng)力頭施加的扭矩和壓力至鉆頭。鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中，由動(dòng)力頭施加扭矩和鉆壓，通過(guò)可伸縮鉆桿傳遞給鉆頭，帶動(dòng)切削斗齒切入土體，鉆斗旋挖時(shí)，切削斗齒將土體推進(jìn)鉆斗完成鉆孔取土。

鉆斗裝滿土體后，鉆頭反向旋轉(zhuǎn)，鐺土板通過(guò)底板鎖定裝置封閉。動(dòng)力裝置提升，鉆桿和鉆頭出孔后卸土。如此循環(huán)反復(fù)，直到鉆至設(shè)計(jì)深度。

四、施工要點(diǎn)及工藝要求

（一）埋設(shè)鋼護(hù)筒

根據(jù)設(shè)置的施工基線測(cè)定樁位，并給每個(gè)孔位做好施工編號(hào)和標(biāo)記并在樁位中心點(diǎn)拉十字線在護(hù)筒外80～100CM處設(shè)控制樁。在測(cè)定的樁位上安設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒中心豎直線應(yīng)與樁中心線重合，平面允許誤差為5cm，豎直線傾斜不大于1%。

鋼護(hù)筒內(nèi)徑大于設(shè)計(jì)樁徑20-40cm，護(hù)筒內(nèi)壁需平滑無(wú)任何凸起，以便于鉆孔。護(hù)筒埋置深度不小于2米。并保證護(hù)筒高程高于地下水位2。0米以上，同時(shí)護(hù)筒頂端高出地面0.3米以上。用粘土在護(hù)筒底部四周分層填筑夯實(shí)，并在夯填過(guò)程中不斷檢測(cè)中心位置和垂直度，防止出現(xiàn)移位偏斜。

（二）泥漿配置

泥漿護(hù)壁是利用泥漿與地下水之間的壓力差來(lái)控制水壓力，以確?？妆诘姆€(wěn)定，孔內(nèi)泥漿密度過(guò)小，泥漿護(hù)壁就容易失去阻擋土體坍塌的作用;孔內(nèi)泥漿密度過(guò)大，容易產(chǎn)生大量沉渣甚至使混凝土的重量產(chǎn)生困難，使成樁質(zhì)量難以得到保證。所以泥漿密度的控制在基礎(chǔ)鉆孔及灌注過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。

（三）鉆進(jìn)成孔

開(kāi)孔時(shí)低速鉆進(jìn)，以保證孔位不產(chǎn)生偏差，鉆進(jìn)至護(hù)筒下2米時(shí)，采用正常速度鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)過(guò)程中，一定要保持泥漿面不得低于護(hù)筒底，在提鉆時(shí)，須及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿以保證泥漿高度。要及時(shí)對(duì)鉆孔深度進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)，根據(jù)地層地質(zhì)情況隨時(shí)作出調(diào)整。

（四）清孔

鉆孔達(dá)到要求深度后要測(cè)量孔深，符合要求后立即進(jìn)行清孔，清孔可采用換漿清孔法（或掏渣法）。清空時(shí)，必須始終保持孔內(nèi)水頭高度以防止塌孔。清空后泥漿技術(shù)指標(biāo)應(yīng)控制在：相對(duì)密度1.03～1.10;粘性17～20Pa。S;含砂率<2%;膠體率>98%。

（五）檢孔

鉆孔在終孔和清空后，要對(duì)孔徑、孔形、孔深、樁孔豎直度、孔成孔位等進(jìn)行檢查。對(duì)樁孔孔徑的檢測(cè)采用自制的錐狀驗(yàn)孔器驗(yàn)孔。如果現(xiàn)成孔不直，孔徑變小、斷面變形等，應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施。（用鐵頭在變截面處反復(fù)掃孔直至驗(yàn)孔器能下到樁底）。沉渣厚度的測(cè)定可采用測(cè)陀，如不符合要求，應(yīng)進(jìn)行再次清孔。

（六）下放鋼筋籠及導(dǎo)管

將制作好的鋼筋籠運(yùn)至鉆孔地點(diǎn)，采用吊車(chē)吊裝放下。導(dǎo)管安裝前必須做水密實(shí)驗(yàn)，下放時(shí)采用吊車(chē)逐節(jié)進(jìn)行安裝。導(dǎo)管下放必須位于孔位中心，確保順直，以防止卡鋼筋籠。導(dǎo)管最下端距孔底的距離必須控制在20-40CM。

五、旋挖鉆機(jī)施工常見(jiàn)問(wèn)題原因分析及處理措施

（一）坍孔

坍孔常見(jiàn)為孔口坍塌和孔內(nèi)塌方兩種情況。

1.孔口坍塌的原因：護(hù)筒埋置過(guò)淺或回填粘土夯不密實(shí);護(hù)壁泥漿不濃，鉆進(jìn)過(guò)快，致使護(hù)筒腳處護(hù)壁不牢，孔口壓力過(guò)大?？卓谔幚恚簯?yīng)及時(shí)回填粘土，并暫停一段時(shí)間時(shí)其性能穩(wěn)定后再重新開(kāi)鉆。若坍孔嚴(yán)重，則宜拆除護(hù)筒回填或下鋼護(hù)筒至未坍處以下1.0M。

2.孔內(nèi)塌方的原因：泥漿性能差或孔內(nèi)水頭低，未形成可靠護(hù)壁?？變?nèi)坍塌處理：坍塌不嚴(yán)重時(shí)，可加大泥漿密度繼續(xù)鉆進(jìn);嚴(yán)重時(shí)則應(yīng)回填粘土至塌方處沖鉆。

（二）偏空、擴(kuò)孔、縮孔

1.偏孔產(chǎn)生的原因多為鉆機(jī)安裝時(shí)支撐不好，樁孔地質(zhì)構(gòu)造不均勻等因素引起鉆機(jī)整體或鉆頭在鉆孔過(guò)程中發(fā)生偏斜，導(dǎo)致出現(xiàn)偏空。偏孔處理;因鉆機(jī)傾斜造成的應(yīng)先移開(kāi)鉆機(jī)，檢查孔壁情況，加固施工范圍內(nèi)的地基或加大鉆機(jī)的支撐面積，然后重新安裝鉆機(jī)進(jìn)行施工;地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起孔壁有隨時(shí)坍塌可能的，應(yīng)將塌孔回填至原地面高度，待地層靜置穩(wěn)定后重新開(kāi)始鉆孔，鉆進(jìn)時(shí)采用減壓鉆進(jìn)施工，根據(jù)不同的地層控制鉆壓和鉆進(jìn)速度，尤其在變土層位置護(hù)筒口位置更要采用低速鉆進(jìn)。

2.擴(kuò)孔產(chǎn)生的原因多為地層土質(zhì)松散或鉆進(jìn)時(shí)鉆頭擺動(dòng)過(guò)大，擴(kuò)孔一般表現(xiàn)為局部孔徑過(guò)大，若局部發(fā)生坍塌而擴(kuò)孔，可不處理仍能鉆至設(shè)計(jì)深度;若因擴(kuò)孔后繼續(xù)坍塌影響鉆進(jìn)，按塌孔處理?？s孔產(chǎn)生的原因主要是由于地層中有軟塑土，遇水膨脹使孔徑縮小，且極易發(fā)生卡鉆情況。為防止縮孔，要使用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁并在此地層高轉(zhuǎn)速低進(jìn)尺，上下左右反復(fù)掃空以擴(kuò)大孔徑。

六、結(jié)束語(yǔ)

在全社會(huì)普遍提出“以人為本，構(gòu)建和諧社會(huì)”為主題的今天，安全問(wèn)題已經(jīng)引起了全社會(huì)的高度重視。旋挖鉆成孔雖有很多的優(yōu)點(diǎn)，但如果對(duì)地質(zhì)情況認(rèn)識(shí)不足，準(zhǔn)備不充分、施工組織不協(xié)調(diào)，也會(huì)造成孔質(zhì)量不高，甚至塌孔釀成的質(zhì)量事故。因此，在旋挖鉆施工前，須逐孔根據(jù)各地層地質(zhì)情況研究確定的鉆進(jìn)方案并選用適合該地層的泥漿指標(biāo)，充分發(fā)揮旋挖鉆的優(yōu)勢(shì)，提高鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量。當(dāng)今社會(huì)，在安全生產(chǎn)被高度重視的前提下，我們通過(guò)對(duì)山洪橋管理，使得管理范圍內(nèi)的水利工程得以安全運(yùn)行，發(fā)揮了應(yīng)有的工程效益。

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