特殊地質(zhì)大樁徑旋挖鉆孔灌注樁二次成孔施工技術(shù)

楚文超 崔國柱

【摘 要】旋挖鉆機在樁基直徑2.0m以上、樁長較長且所處地質(zhì)情況特殊的條件下進行鉆孔灌注樁施工時，施工效率會大大降低，且成孔質(zhì)量難以保證。論文結(jié)合工程實際施工情況，對二次旋挖成孔技術(shù)進行了總結(jié)，解決了旋挖鉆機進行大直徑鋼筋混凝土灌注樁施工時存在的問題，對類似工程施工具有指導(dǎo)意義。

【Abstract】When the rotary drilling rig is used to construct bored piles under the special conditions of pile foundation diameter over 2.0m， long pile length and geological conditions， the construction efficiency will be greatly reduced and the quality of bored piles can not be guaranteed. Combining with the actual construction situation of the project， this paper summarizes the technology of secondary pore-forming， solves the problems existing in the construction of large diameter reinforced concrete cast-in-place piles by the rotary drilling rig， and has guiding significance for similar projects.

【關(guān)鍵詞】特殊地質(zhì);大樁徑;旋挖鉆孔灌注樁;二次成孔

【Keywords】special geology; large pile diameter; bored pile by churning drive; secondary pore-forming

【中圖分類號】TU74? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）08-0174-02

1 引言

近年來，旋挖鉆機設(shè)備技術(shù)逐漸成熟，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各類橋梁鉆孔灌注樁的施工中。對于樁徑1.5m以下的鉆孔灌注樁，可以通過一次鉆進施工至設(shè)計孔徑及達到樁底標高。具有施工效率高、鉆進速度快、成本費用低、占用場地小的優(yōu)勢。

但對于樁徑在2.0m以上、樁長較長且所處地質(zhì)環(huán)境特殊的鉆孔灌注樁施工工程，即便選用大功率旋挖鉆機，同樣會出現(xiàn)施工效率低、成孔時間較長進而導(dǎo)致塌孔的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)鉆頭脫落等情況。

為解決此問題，項目成立技術(shù)攻關(guān)小組，創(chuàng)新提出采用兩次旋挖成孔技術(shù)進行大直徑鋼筋混凝土灌注樁施工，經(jīng)工程實踐證明，該施工方法高效高質(zhì)、經(jīng)濟成本合理、操作簡單可行，有很高的推廣價值。

2 工程概況

長春市伊通河流域水環(huán)境綜合治理工程—伊通河流域濱河道路工程東岸濱河路（分區(qū)界—北三環(huán)路）橋梁工程，全線長297.2m，主橋采用2m×100m獨塔單索面混凝土斜拉橋，主塔基礎(chǔ)鉆孔灌注樁設(shè)計直徑2.0m，樁長55m，考慮施工圍堰空鉆長度，其實際成孔長度達62m。項目利用二次成孔施工技術(shù)，順利完成了主塔25根樁基的施工任務(wù)，經(jīng)超聲波透射法檢測，其樁身完整性全部滿足I類樁要求。

3 工藝原理

旋挖鉆主要通過鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土，鉆進時旋挖鉆頭切削面積隨樁徑擴大呈平方數(shù)上升，相應(yīng)阻力呈平方數(shù)增大，鉆頭所受扭矩也呈平方數(shù)增加。一次性成孔過程速度緩慢，鉆進困難。

采用旋挖鉆機兩次成孔工藝，即第一次成孔的樁徑可按設(shè)計樁徑的60%～70%（占總斷面面積的50%）進行成孔，然后再按設(shè)計樁徑進行第二次成孔。由于首次鉆孔形成了垂直臨空面，在二次成孔過程中，可有效減小旋挖鉆頭切削面積，從而降低鉆進阻力，加快鉆進速度。

4 施工工藝流程

測量放樣→小孔徑鋼護筒插打→小孔徑鉆機就位→泥漿制備→鉆進至設(shè)計標高→回收小直徑護筒→大孔徑鋼護筒插打→大孔徑鉆機就位→鉆進至設(shè)計孔徑及標高→清孔成孔→下道工序施工。（圖1）

5 操作要點

5.1 測量放樣

采用全站儀放樣，找出樁基的中心位置。在大小直徑護筒埋設(shè)后和鉆機開鉆前，均應(yīng)復(fù)測護筒中心位置及標高，并在護筒周圍設(shè)置十字樁，以便在施工過程中控制樁位偏差。

5.2 小孔徑鋼護筒插打

護筒采用厚鋼板卷制作而成，鋼護筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑20cm，壁厚δ=10mm，頂部焊接加強鋼筋和吊耳，并開1個溢漿孔。鋼護筒中心豎直線與樁中心線重合，平面允許誤差不大于50mm，護筒在豎直方向的傾斜度不大于1%，同時，確保護筒插入泥巖層，阻斷砂層滲流。

5.3 泥漿制備

在一次成孔開鉆前，應(yīng)調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿，鉆進過程中如泥漿有損耗、漏失，應(yīng)予以補充。其高度應(yīng)滿足對孔內(nèi)泥漿面高度的要求。施工期間護筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上，在受水位漲落影響時，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上。泥漿的配比和配置方法宜通過試驗確定，其性能應(yīng)與鉆孔方法、土層情況相適應(yīng)。泥漿相對密度應(yīng)根據(jù)土層情況適當(dāng)控制，一般不超過1.2。在泥漿制備過程中，安排試驗人員檢測泥漿比重、黏度、含砂率等性能指標，直至符合規(guī)范要求為止。應(yīng)按時檢查泥漿指標，遇土層變化應(yīng)增加檢查次數(shù)，并適當(dāng)調(diào)整泥漿指標。

5.4 小孔徑鉆機成孔

小孔徑鉆機直徑一般為設(shè)計樁徑的60%～70%，在施工過程中，及時將鉆渣清理出場外，鉆頭出渣臨時堆放位置距離孔口不應(yīng)小于6m。當(dāng)鉆孔離設(shè)計標高約1m時，應(yīng)注意控制鉆進速度和深度，防止超鉆。鉆進時，每回次進尺控制在60cm左右，開始鉆孔時，要放慢旋挖速度，減少鉆桿晃動。一次鉆孔停鉆標準：其樁底達到設(shè)計標高，且至設(shè)計孔深后，將鉆具提離孔底0.3m左右繼續(xù)旋轉(zhuǎn)10min，確保底部泥漿護壁形成后再停鉆移機。

5.5 二次鉆進最終成孔

小直徑樁成孔后，先使用吊機迅速回收小直徑加長鋼護筒，再下放與設(shè)計樁徑相匹配的大直徑加長鋼護筒。為保證大孔徑鋼護筒能順利振插至泥巖層，應(yīng)增加鋼刃腳。再次使用拉線法校對護筒中心、鉆頭中心與樁中心的偏差，滿足要求后進行二次鉆孔。鉆進時，根據(jù)鉆孔速度及時調(diào)整并補充泥漿，確保護筒內(nèi)泥漿水頭壓力。在提升鉆具時，應(yīng)嚴格控制提升速度，確保鉆具位置準確，并避免鉆頭碰觸已完孔壁形成塌孔。

二次鉆孔停轉(zhuǎn)標準：其樁底達到設(shè)計標高，孔徑滿足設(shè)計要求，且根據(jù)鉆渣樣品確認達到持力層，至設(shè)計孔深后與一次成孔要求相同，將鉆具提離孔底0.3m左右繼續(xù)旋轉(zhuǎn)10min，確保底部泥漿護壁形成后再停鉆移機。成孔后應(yīng)進行孔深檢查，符合要求后，應(yīng)立即進行清孔，目的是清理孔內(nèi)鉆渣，盡量減少孔底沉淀的厚度，保證鉆孔樁的承載力。

6 優(yōu)勢分析

7 結(jié)語

特殊地質(zhì)大樁徑旋挖鉆孔灌注樁二次成孔施工技術(shù)，即通過小直徑旋挖鉆機成孔在前，大直徑旋挖鉆機成孔在后的施工方式，有效縮小了旋挖鉆頭切削面，從而降低鉆進阻力，加快鉆進速度，減少孔壁暴露的時間，保證了成孔質(zhì)量，在工期、質(zhì)量、成本方面均有很大優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于特殊地質(zhì)條件下大樁徑旋挖鉆孔灌注樁施工。