機(jī)械成孔灌注樁施工技術(shù)分析

許曉明

摘要：分別從旋挖鉆機(jī)施工、沖擊鉆機(jī)施工以及長螺旋鉆機(jī)施工三種機(jī)械成孔灌注樁施工方法探討了機(jī)械成孔灌注樁施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，結(jié)合施工實(shí)際情況，詳細(xì)論述了機(jī)械成孔灌注樁施工中存在的主要問題，提出了對應(yīng)的解決措施，形成了相對完善的機(jī)械成孔灌注樁施工技術(shù)體系。

關(guān)鍵詞：灌注樁；旋挖鉆；機(jī)械成孔一、引言

機(jī)械成孔灌注樁技術(shù)由于主要的施工任務(wù)都在隱蔽處進(jìn)行，導(dǎo)致在整個(gè)施工過程中不能對之進(jìn)行持續(xù)有效觀察。同時(shí)，在成樁之后也不能馬上進(jìn)行檢查與驗(yàn)收，一旦施工過程中出現(xiàn)部分質(zhì)量因素，會對主體工程的質(zhì)量和施工進(jìn)度造成影響。因此，有必要在對不同的機(jī)械成孔灌注樁的施工技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，探討施工過程中存在的主要問題，并提出對應(yīng)的施工測量，以達(dá)到施工設(shè)計(jì)規(guī)范。

二、機(jī)械成孔灌注樁的主要施工技術(shù)

（一）旋挖鉆機(jī)施工技術(shù)。(1)施工技術(shù)。施工工序?yàn)椋簻y放點(diǎn)位—鉆機(jī)就位—點(diǎn)位的復(fù)測—旋挖成孔與護(hù)壁施工—成孔的驗(yàn)收—鋼筋籠沉放—導(dǎo)管的安裝—混凝土澆筑。(2) 旋挖樁施工優(yōu)勢及局限性。旋挖鉆機(jī)進(jìn)行成孔施工的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備的成孔速度快，成本較低、充盈系數(shù)小，有利于施工環(huán)境的控制。且因?yàn)椴捎昧瞬裼蜋C(jī)作為動(dòng)力，因此對現(xiàn)場的電力負(fù)荷要求較低。但是，對于存在較大漂石的地層以及含有密實(shí)卵石層的工程，其施工難度較大，導(dǎo)致其成孔作業(yè)中存在一定的局限性。

（二）沖擊鉆機(jī)施工技術(shù)。(1) 施工技術(shù)。沖擊鉆的施工工序?yàn)椋簻y放點(diǎn)位—鉆機(jī)就位—護(hù)筒的埋設(shè)—點(diǎn)位的復(fù)測—沖擊成孔—成孔的驗(yàn)收—成孔清理—鋼筋籠沉放—澆筑導(dǎo)管設(shè)置—再次清孔—混凝土的澆筑。(2) 沖擊鉆機(jī)的優(yōu)勢及局限性。雖然沖擊鉆機(jī)具有上述相關(guān)的施工優(yōu)點(diǎn)，但是與旋挖鉆機(jī)相比，沖擊鉆機(jī)的功效比較低，且存在著移動(dòng)不方便、成孔速度慢等問題，通常成孔速度在30m—40m/天，而且在施工過程中存在著安全性較差的問題。而且在施工過程中產(chǎn)生了大量的泥漿，對施工場地的環(huán)境影響較大。而且在施工過程中需要較大的電力負(fù)荷。所以，成孔施工過程中一般是與其他的成孔鉆機(jī)配合使用，主要扮演“清道夫”的角色。

（三）長螺旋鉆機(jī)施工技術(shù)。(1) 長螺旋鉆機(jī)施工方法。由于長螺旋鉆機(jī)在施工過程中容易出現(xiàn)成孔孔壁垮塌、孔徑縮小以及受地下水影響等問題，因此在施工的組織設(shè)計(jì)過程中可以根據(jù)地層的不同特點(diǎn)采用對應(yīng)的施工技術(shù)方案。① 干成孔施工技術(shù)：測放點(diǎn)位—鉆機(jī)就位—點(diǎn)位的復(fù)測—成孔施工—成孔的驗(yàn)收—鋼筋籠沉放—澆筑導(dǎo)管的安裝—混凝土的澆筑。② 后插鋼筋籠施工技術(shù)：測放點(diǎn)位—鉆機(jī)就位—點(diǎn)位的復(fù)測—成孔施工—成孔的驗(yàn)收—混凝土澆筑—鋼筋籠后插。 (2) 長螺旋鉆機(jī)優(yōu)勢及應(yīng)用局限性。長螺旋鉆機(jī)的施工具有施工速度快、成孔速度高的優(yōu)點(diǎn)，每日成孔長度保持在120m—150m之間，且混凝土的充盈系數(shù)保持在1.05左右。因?yàn)樾】讖降墓嘧端诘臉?gòu)筑物載荷較小，而且在施工過程中對深入密實(shí)卵石層的深度也控制在1m以內(nèi)，且可以直接采用長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行施工。在整個(gè)施工過程中，長螺旋鉆機(jī)施工不會產(chǎn)生泥漿，使得整個(gè)施工場地較為清潔。對于少數(shù)施工過程中遇到粉質(zhì)粘土層中包含直徑較大的卵石時(shí)，可以結(jié)合沖擊鉆進(jìn)行成孔施工。

三、機(jī)械成孔灌注樁施工關(guān)鍵點(diǎn)及采用的技術(shù)

（一）鉆孔工序。從具體的施工條件來看，不論采取何種機(jī)械灌注樁的成孔施工，導(dǎo)致護(hù)筒漏水的一個(gè)主要原因在于護(hù)筒鋪設(shè)過程中，其基坑與護(hù)筒之間存在較大的縫隙，導(dǎo)致護(hù)筒內(nèi)外之間的水位差別過大。而且在護(hù)筒的提升過程中，孔壁會對護(hù)筒產(chǎn)生碰撞，從而導(dǎo)致護(hù)筒出現(xiàn)漏水。因此，當(dāng)鋪設(shè)護(hù)筒的過程中，應(yīng)該盡量選擇土質(zhì)相對較為均勻的黏土對護(hù)筒進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)處理，且要對粘土的含水量予以關(guān)注。在護(hù)筒的提升過程中，要盡量避免對護(hù)筒壁產(chǎn)生的碰撞。

（二）孔徑彎曲與偏差糾正。在機(jī)械成孔施工過程中，由于作業(yè)設(shè)備安置位置不平整、不穩(wěn)固或者鉆孔設(shè)備安裝過程中沒有對其穩(wěn)定性予以控制，從而導(dǎo)致成孔路徑出現(xiàn)彎曲、成孔孔徑出現(xiàn)幾何偏差等問題。從施工實(shí)際情況來看，造成上述偏差的問題主要與施工對象地層的實(shí)際地層環(huán)境有關(guān)，例如地層土質(zhì)分布不均勻、硬度不一、存在大塊的巖石等問題。

鉆機(jī)安裝的過程中，必須確保鉆架滑輪與轉(zhuǎn)盤的中心處于一條直線，而且偏差要控制在20cm以下。尤其是在當(dāng)?shù)貙拥牟痪鶆虺潭容^大時(shí)，所選擇的鉆機(jī)必須具有足夠的自重和強(qiáng)度，但是，這將導(dǎo)致成孔施工速度較慢。為了避免出現(xiàn)鉆孔傾斜的問題，必須在施工過程中采用導(dǎo)正裝置，或者在作業(yè)過程中將鉆頭提出，對鉆頭進(jìn)程重復(fù)清理，保證鉆孔作業(yè)精度。

（三）鋼筋籠上浮問題及解決措施。鋼筋籠上浮現(xiàn)象就是指鋼筋籠的實(shí)際位置與預(yù)期位置相比，其位置相對較高。導(dǎo)致該問題的主要原因是建筑鋼筋籠所使用的混凝土自身具有一定的流動(dòng)性，這將造成混凝土澆筑導(dǎo)管埋深過大，最終使得混凝土將鋼筋籠托起的位置超出了設(shè)計(jì)位置。同時(shí)，當(dāng)使用導(dǎo)管向鋼筋籠澆筑混凝土?xí)r，若將導(dǎo)管提升，則會在導(dǎo)管深入鋼筋籠

1cm左右時(shí)對鋼筋籠產(chǎn)生沖擊作用，使得鋼筋籠位置發(fā)生變化。另外，當(dāng)進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)時(shí)，澆筑的最終位置超出了鋼筋籠的實(shí)際位置，導(dǎo)致上部混凝土較早出現(xiàn)凝固問題，在其表面產(chǎn)生一層硬殼，當(dāng)將澆筑導(dǎo)管提升時(shí)也對鋼筋籠的位置造成了改變。

根據(jù)導(dǎo)致鋼筋籠位置發(fā)生變化的原因，可以采取不同的技術(shù)措施對之進(jìn)行處理：① 最初確定鋼筋籠位置的過程中要對該位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確?？卓诶喂炭煽?；② 施工過程中要合理提高混凝土的澆筑施工速度，合理縮短施工時(shí)間，避免在澆筑過程中出現(xiàn)鋼筋籠上層出現(xiàn)先凝固的問題。且在澆筑施工的過程中要對混凝土灌注的深度以及澆筑導(dǎo)管的埋深進(jìn)行合理設(shè)計(jì)；③ 當(dāng)出現(xiàn)鋼筋籠上浮問題時(shí)，必須立即停止混凝土的澆筑作業(yè)，在對上浮深度和已經(jīng)澆筑混凝土深度進(jìn)行計(jì)算之后，采用對應(yīng)的緩解措施。

（四）沉渣過厚問題及解決措施。成孔樁端部出現(xiàn)沉渣過厚問題的主要原因是成孔作業(yè)環(huán)節(jié)中的清渣工序不足而造成的。當(dāng)沉渣厚度不足時(shí)將會使得灌注樁的承載能力以及抵抗變形的能力下降，這主要是因?yàn)椋孩?清孔不到位將導(dǎo)致鉆孔作業(yè)中需要重復(fù)清理端部的沉渣，從而延長混凝土的澆筑時(shí)間。加之泥漿比重較大，在混凝土體中下沉的速度快，最終會形成沉渣問題；② 初灌量較少，較少的初灌量不能通過動(dòng)、勢能將其中的沉渣返流出來，使得沉渣持續(xù)集中在樁孔的底部，這都會造成沉渣問題。

在施工過程中，可以通過下述措施對之予以控制：確保

30min以上的清孔時(shí)間；盡量使用比重合適的泥漿；鋼筋籠沉放過程中盡量保持垂直、緩速；使用澆筑導(dǎo)管對底部進(jìn)行清水的二次沖孔，減少沉渣厚度；將初灌量控制在導(dǎo)管底部能埋入混凝土1.0m以上，確保能對底部沉渣進(jìn)行有效的沖刷。

結(jié)語：機(jī)械成孔灌注樁的施工是一個(gè)系統(tǒng)化的施工工種，在施工的過程中要根據(jù)所施工的實(shí)際地層特點(diǎn)選擇合適的施工鉆孔施工機(jī)具作為施工設(shè)備，以保證施工工程具有施工工期短、施工質(zhì)量高、施工穩(wěn)定、成孔速度快的特點(diǎn)。對于施工過程中存在的典型問題，應(yīng)該根據(jù)工地中所遭遇的實(shí)際情況采取對應(yīng)的措施予以預(yù)先解決。

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