旋挖鉆成孔樁基施工細(xì)節(jié)控制

段先猛

摘要：文章主要就旋挖鉆成孔樁基施工容易忽視的一些細(xì)節(jié)、重點(diǎn)難點(diǎn)問題進(jìn)行分析，對(duì)遇到的問題提出了切實(shí)可行的解決方案，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆；鉆孔；鋼筋籠；混凝土灌注；泥漿液

引言

旋挖鉆成孔樁基施工是當(dāng)前非常成熟、先進(jìn)的樁基成孔施工方法，其孔徑最大可達(dá)3米，孔深最大可達(dá)80米，所配鉆具型式多種多樣，廣泛適用于從軟土到基巖的各種地層，成孔速度快，效率高，是傳統(tǒng)鉆機(jī)的幾倍甚至幾十倍。尤其是其操作的靈活性、高效性，在地鐵圍護(hù)結(jié)構(gòu)、公路市政橋梁、鐵路橋梁等樁基施工方面應(yīng)用越來越廣泛，在有特殊要求的鉆孔施工中也發(fā)揮著很大的優(yōu)越性。通過控制旋挖鉆成孔樁基施工中容易忽視的一些細(xì)節(jié)，可以保證樁基質(zhì)量，達(dá)到減少浪費(fèi)，提高效益的目的。

1.工程概況

武漢市黃埔路延長(zhǎng)線大橋工程的樁基位于河灘地，樁基主要直徑1.25m以及1.5m深度為44-58m。地層1-6m為黏質(zhì)土，個(gè)別地方為泥沙。6-25m為粉砂、細(xì)沙、或者泥沙，密度較小，25-45為中砂，顆粒不均。含有少量礫石，密度自上而下逐漸增大。可達(dá)220kpa。本地區(qū)一級(jí)階地水位4-16m，地下水量充沛。因此施工難度較大。

2.鉆孔階段細(xì)節(jié)控制

2.1鉆孔

本工程樁基成孔采用旋挖鉆成孔方式，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，旋挖鉆在鉆進(jìn)過程中需要注意以下幾點(diǎn)：

2.1.1入孔

開始鉆進(jìn)時(shí)在護(hù)筒地口以上需采用高檔位快速鉆進(jìn)。一是可以縮短鉆孔時(shí)間，二是粘附在鋼護(hù)筒上的泥皮、土體可以及時(shí)脫落，在鉆頭到達(dá)護(hù)筒底部時(shí)要減慢速度，以便土體和護(hù)筒相接的部位可以有效的結(jié)合，確保泥皮的粘結(jié)牢固。在鉆進(jìn)深度超過護(hù)筒底部1.2m（鉆頭的高度）時(shí)即可正常鉆進(jìn)。

2.1.2鉆進(jìn)

正常鉆進(jìn)時(shí)在比較松軟的地層（地層承載力約為160kpa）可以采用不加壓靠鉆桿的自重鉆進(jìn)。通過較硬的地層時(shí)可適當(dāng)加壓。鉆進(jìn)過程中需要隨時(shí)注意旋挖鉆主泵壓力的變化，若出現(xiàn)異常或者發(fā)現(xiàn)桅桿激烈晃動(dòng)時(shí)應(yīng)立即停鉆，拔出鉆頭檢查鉆頭內(nèi)渣土，是否有異常情況。然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行下步施工。

2.1.3主要細(xì)節(jié)控制

2.1.3.1鉆頭出入孔要慢

（1）鉆頭入水慢：旋挖在鉆頭入水前必須慢，由于旋挖鉆鉆頭與護(hù)筒的間隙為15cm左右，若鉆頭入水太快，則孔內(nèi)水壓力迅速增大，造成孔內(nèi)水內(nèi)外壓力差過大。容易造成護(hù)壁的脫落。形成沉渣過厚。

（2）鉆頭出孔慢：旋挖鉆在出水時(shí)前必須慢，旋挖鉆頭出水前，孔內(nèi)壓力處于平衡狀態(tài)，若出水太快，則局部形成真空狀態(tài)，以造成孔壁內(nèi)外水壓力差，即孔內(nèi)壓力變小，造成孔壁破壞。重則形成塌孔。

2.1.3.2鉆進(jìn)深度

鉆進(jìn)深度應(yīng)控制在鉆頭高度的70%。原因一：若鉆進(jìn)過程中鉆進(jìn)100%時(shí)，容易造成卡鉆，由于鉆頭形狀為上小下大，若超鉆，則砂容易逆出鉆頭，回流到鉆頭與護(hù)壁中間的楔形空隙，當(dāng)鉆頭提出時(shí)形成卡鉆。原因二：在提鉆過程中泥漿中的砂或者護(hù)壁脫落的砂可以回落到30%的鉆頭內(nèi)，可以避免和護(hù)壁摩擦。

3.鉆孔容易出現(xiàn)的問題分析與處理措施

3.1卡鉆

原因：根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，卡鉆的深度一般在深度37m以下，主要現(xiàn)象為不能提鉆，鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)困難，主泵壓力顯著增大。嚴(yán)重者出現(xiàn)鉆頭不能轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象即可認(rèn)為已卡鉆。

主要原因有以下幾點(diǎn)：

（1）地質(zhì)原因，因?yàn)楸竟こ痰刭|(zhì)在超過37m后多為較硬砂層，密度大，鉆進(jìn)過程需要鉆頭加壓才能鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)時(shí)遇到局部孤石或者由于鉆頭上部局部坍塌（一般不超過1m范圍），導(dǎo)致孔壁緊緊的包裹鉆頭，最終造成卡鉆。

（2）人為原因，由于鉆進(jìn)過程中個(gè)別司機(jī)疏忽大意，造成鉆進(jìn)深度超過鉆頭深度，引起泥沙從鉆頭上口溢出后回流到鉆頭與孔壁的楔形區(qū)域。在高壓作用下把鉆頭緊緊的擠壓在孔內(nèi)。造成卡鉆。

（3）其他原因，在鉆進(jìn)過程中存在上部孔壁少量坍塌回填到楔形區(qū)域，造成卡鉆。

處理措施：

方法1：當(dāng)發(fā)生卡鉆時(shí)，要立即停止鉆進(jìn)，快速反轉(zhuǎn)鉆頭，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭時(shí)要略微向上提鉆頭，當(dāng)鉆頭上升30cm時(shí)，可適當(dāng)正鉆，但是不可回落鉆頭使楔形區(qū)域內(nèi)的泥沙逐漸順著縫隙返回到鉆頭下部，最終提出鉆頭?？ㄣ@后嚴(yán)禁正鉆。由于正鉆會(huì)增加楔形區(qū)域的的泥沙。此時(shí)需要嚴(yán)密注意鉆機(jī)主泵壓力的變化，根據(jù)壓力變化適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)速及提升力。

方法2：當(dāng)發(fā)生卡鉆后，按照方法一若沒有效果，則應(yīng)在第一時(shí)間使用千斤頂提升法，具體做法為在鉆桿上橫向焊接兩根145工字鋼（工字鋼與鉆桿三角區(qū)域用三角形鋼板加固，整個(gè)裝置形成梯形）。工字鋼下面兩側(cè)各使用一臺(tái)200T千斤頂，緩慢提升。根據(jù)實(shí)際情況，提升一段距離后要間歇1-2個(gè)小時(shí)。然后繼續(xù)提升。提升前要注意孔口要放置厚鋼板作為千斤頂?shù)牡鬃?/p>

3.2埋鉆

當(dāng)鉆機(jī)突然感覺鉆進(jìn)困難或者鉆頭不能轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示屏顯示的鉆進(jìn)深度大于實(shí)際測(cè)量孔深時(shí)即可認(rèn)為已發(fā)生塌孔埋鉆。

主要原因：當(dāng)鉆孔通過松散的砂層時(shí)由于局部水壓力比較大，或者砂層不密實(shí)等原因即可造成塌孔。另外由于個(gè)別施工人員不重視泥漿的比重與稠度。導(dǎo)致孔壁沒有形成堅(jiān)實(shí)的泥皮。造成塌孔埋鉆。

處理措施：當(dāng)出現(xiàn)埋鉆后要立即檢查泥漿的濃度，若濃度不足則應(yīng)立即增大泥漿濃度循環(huán)孔內(nèi)泥漿，增強(qiáng)護(hù)壁效果。然后使用反循環(huán)鉆原理逐漸清理孔內(nèi)坍塌的泥沙，當(dāng)露出鉆頭后，按照卡鉆的方式提鉆。

4.鋼筋籠聲測(cè)管的制作及安裝的細(xì)節(jié)問題

由于本工段樁基較深均為50m以上的深基礎(chǔ)，鋼筋籠長(zhǎng)度為26m-36m。鋼筋籠的空口對(duì)接采用單面搭接焊形式，本處主要論述聲測(cè)管的安裝問題，由于聲測(cè)管的安裝好壞直接影響最終的檢樁質(zhì)量，嚴(yán)重影響工期。關(guān)于聲測(cè)管安裝的主要問題及原因如下：

（1）聲測(cè)管固定：聲測(cè)管在鋼筋籠上必須采用2m一道的鐵絲十字綁扎牢固，在固定前必須提前確認(rèn)聲測(cè)管與鋼筋籠主筋的相對(duì)位置，否則會(huì)造成在鋼筋籠對(duì)接時(shí)聲測(cè)管對(duì)接不上的問題。

（2）聲測(cè)管的對(duì)接：聲測(cè)管對(duì)接時(shí)須在專用平臺(tái)上對(duì)接，對(duì)接必須保證絲扣的緊密，上緊后在死扣縫隙處使用3字開頭的焊條小心焊接牢固。

（3）聲測(cè)管的孔口對(duì)接：對(duì)接前必須灌注清水，灌滿后觀察30秒，看水面是否下降超過30cm，若超過說明底部聲測(cè)管存在漏水現(xiàn)象，應(yīng)提起鋼筋籠找出原因。聲測(cè)管孔口焊接時(shí)必須對(duì)接嚴(yán)密，絲扣不允許出現(xiàn)卡絲或者滑絲現(xiàn)象。對(duì)接完成后邊下鋼筋籠邊檢查聲測(cè)管是否綁扎牢固，

5.灌注混凝土

5.1導(dǎo)管懸空

混凝土灌注時(shí)需要保證導(dǎo)管的懸空，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)懸空為50cm左右最利于保證質(zhì)量。若懸空太小則容易造成堵管等下料困難情況或者造成封底失敗，底部混凝土不密實(shí)。若懸空太大則造成混凝土在導(dǎo)管底離析，并且也容易造成下料困難。混凝土不密實(shí)，此兩種情況在檢樁時(shí)均能探測(cè)出底部為II類樁。

5.2導(dǎo)管的埋深

很多施工現(xiàn)場(chǎng)人員誤認(rèn)為導(dǎo)管的埋深越深越好，其實(shí)不然，假若埋深太大，由于下部混凝土的流動(dòng)性變小，當(dāng)提升導(dǎo)管時(shí)容易形成真空效應(yīng)，導(dǎo)致導(dǎo)管提升困難或者提不出來。

5.3封底混凝土灌注量

封底混凝土要嚴(yán)格按照計(jì)算的的數(shù)量控制，料斗的容積最好達(dá)到1.8立方米以上，這樣可以保證在卡球后混凝土的壓力順利封底。灌注過程中必須做到全過程控制，每車混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)必須用罐車轉(zhuǎn)動(dòng)15s以上，然后放出少量混凝土觀察或者測(cè)試坍落度，坍落度達(dá)到18cm-220cm后方可灌注混凝土。當(dāng)灌注間隔時(shí)間超過20min則應(yīng)上下適當(dāng)活動(dòng)導(dǎo)管直至開始灌注。

在灌注混凝土過程中出現(xiàn)最多的問題是堵管，堵管后要第一時(shí)間精確計(jì)算導(dǎo)管埋深，然后適當(dāng)提升導(dǎo)管，埋深要控制在0.5m以上，若埋深達(dá)到0.7m時(shí)，混凝土仍不下落，則應(yīng)立即換大料斗，料斗下口的高度應(yīng)盡量的抬高。以增加導(dǎo)管內(nèi)壓力，然后按照封底的方式重新灌注。若混凝土仍不下落，可以適當(dāng)?shù)奶嵘龑?dǎo)管。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，使用此方法均可以正常灌注。

6.樁基泥漿液的使用

本段樁基施工主要采用一種是近年來樁基市場(chǎng)出現(xiàn)了一種化學(xué)鉆孔漿液，它的化學(xué)成分為一種有機(jī)物，主要性能為比重?。?.01-1.03g/cm3，黏度可達(dá)28s），流動(dòng)性好，護(hù)壁效果好，沉渣小。缺點(diǎn)是比重太小，一般為1.01-1.03 z/cm3之間對(duì)于比較松散的地帶護(hù)壁效果不佳，容易造成塌孔。因此要隨時(shí)注意注意漿液的比重。確保在1，02g/cm3以上。

7.結(jié)語

通過以上的的細(xì)節(jié)控制的施工段，樁基的質(zhì)量均達(dá)到I類樁?？傊痘こ套糟@孔到灌注必須做到全工程控制，全員控制，重視細(xì)節(jié)問題的處理，才能在保證質(zhì)量，減少不必要的人力、物力的浪費(fèi)，進(jìn)而達(dá)到效益最大化。