長(zhǎng)沙湘江東岸防洪堤項(xiàng)目旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)

劉 媛 胡 旭 周 奇

(湖南省交通水利建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

1 工程地質(zhì)

湘江東岸防洪綜合改造項(xiàng)目(1期)實(shí)施區(qū)域位于長(zhǎng)沙市湘江東岸防洪堤(杜甫江閣～銀盆嶺大橋段)總共5.1km堤線范圍內(nèi)，涉及到七處通江排水管涵的改建或新建。為避免堤防2次破堤，通江管涵的穿堤部分與湘江東岸堤防改造一并實(shí)施，后期采用頂管方式與通江管涵穿堤部分相接。

為此決定采用旋挖鉆孔灌注樁施工，涉及到的主要工程地質(zhì)問題有：由軟土引起的孔洞孔壁沉陷變形、容易縮孔。粉細(xì)砂層，結(jié)構(gòu)松散，容易造成塌孔，同時(shí)存在由軟土、粉細(xì)砂層引起的塌孔，造成地層不均勻沉陷，從而引起孔洞周邊垮塌。旋挖鉆孔灌注樁用于邊坡維護(hù)抵抗土方側(cè)壓力，防止土方位移。

2 組織形式與技術(shù)參數(shù)

由于圍護(hù)樁的樁心間距1.0m,為了保證施工過程中的安全距離，成孔則采用隔一打一，鉆斗倒出的渣土距樁孔口的距離應(yīng)大于2m，并應(yīng)及時(shí)清除外運(yùn)。

同時(shí)加強(qiáng)對(duì)鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)：鉆孔灌注樁應(yīng)按成樁總數(shù)3%的比例鉆取巖芯進(jìn)行檢測(cè)，要求鉆到樁底0.5m以下取芯；其余成樁采用低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，即要求30%的成樁采取預(yù)埋管超聲波法檢測(cè)，70%的成樁采用機(jī)械阻抗法檢測(cè)，成樁質(zhì)量檢測(cè)方法應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定；本工程灌注樁需作單樁垂直靜載試驗(yàn)，按成樁總數(shù)3%的比例進(jìn)行隨機(jī)抽取，設(shè)計(jì)要求單樁豎向承載力不得低于4000kN。

為了保證主體結(jié)構(gòu)施工的安全性，圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的樁基嵌固深度得保證設(shè)計(jì)要求。樁徑為0.8m，樁心間距1.0m。鉆孔灌注樁中的鋼筋籠，采用HPB300和HRB400級(jí)鋼筋制作。鋼筋籠中需要埋設(shè)聲測(cè)管，每個(gè)鋼筋籠埋設(shè)聲測(cè)管2根，聲測(cè)管按規(guī)范要求安裝。澆筑鉆孔灌注樁混凝土標(biāo)號(hào)為水下C30，塌落度按設(shè)計(jì)要求控制。

3 施工方法

(1)測(cè)量定位放線。根據(jù)測(cè)量控制點(diǎn)符合要求后，測(cè)放出各樁樁位，拼裝好樁架就位。根據(jù)預(yù)先測(cè)設(shè)的測(cè)量控制網(wǎng)(點(diǎn))，定出各樁位中心點(diǎn)。雙向控制定位后埋設(shè)鋼護(hù)筒并固定，以雙向十字線控制樁中心。開鉆前必須先校核鉆頭的中心是否與樁位中心重合。在施工過程中還須經(jīng)常檢測(cè)鉆具位置有無發(fā)生變化，以保證孔位的正確。

(2)旋挖開孔、引孔；下埋鋼護(hù)筒。一是護(hù)筒制作。護(hù)筒制作一般由專業(yè)生產(chǎn)廠家制作，護(hù)筒制作材料選用Q235A型鋼材，鋼護(hù)筒均長(zhǎng)18m(分3段，每段6m)，現(xiàn)場(chǎng)焊接。外徑為900mm。因地質(zhì)情況變化太大，在施工過程中，部分樁位鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)打入12m鋼護(hù)筒后能保證護(hù)壁的穩(wěn)定，即采用12m鋼護(hù)筒跟進(jìn)。二是護(hù)筒埋設(shè)具體方法。首先測(cè)量放線定出樁位，正常旋挖鉆進(jìn)至孔深1～2m位置處，采用300系列振動(dòng)錘振動(dòng)打入鋼護(hù)筒，先將鋼護(hù)筒振動(dòng)打入土層穿透軟土層、粉質(zhì)砂層進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層中，再進(jìn)行旋挖成孔。在下埋鋼護(hù)筒的施工過程中，振動(dòng)錘必須平穩(wěn)，護(hù)筒安裝須嚴(yán)格控制垂直度，確保垂直度在1%范圍內(nèi)。護(hù)筒安裝完成后，對(duì)護(hù)筒中心進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證護(hù)筒與樁中心的偏差不大于3cm。鉆進(jìn)過程中應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)護(hù)筒水平位置和豎直線，如發(fā)現(xiàn)偏移，應(yīng)將護(hù)筒拔出或調(diào)整后再鉆進(jìn)。

(3)旋挖鉆孔。旋挖鉆機(jī)的鉆進(jìn)工藝采用鉆斗取土的工藝。旋挖鉆機(jī)工作時(shí)能原地做整體回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋挖鉆機(jī)鉆孔取土?xí)r，依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層，斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)時(shí)切下土塊向斗內(nèi)推進(jìn)而完成鉆取土；遇硬土?xí)r，自重力不足以使斗齒切入土層，此時(shí)可通過加壓油缸對(duì)鉆桿加壓，強(qiáng)行將斗齒切入土中，完成鉆孔取土。

(4)成孔、清孔。鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，對(duì)孔深、孔徑進(jìn)行檢查，符合要求后清孔，清孔完成后孔底沉淀厚度應(yīng)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求后報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。

4 主要步驟相關(guān)注意事項(xiàng)

(1)鋼護(hù)筒埋設(shè)。保證振動(dòng)錘振動(dòng)打入鋼護(hù)筒垂直入土，用水平尺嚴(yán)格控制好護(hù)筒的垂直度，若一旦發(fā)現(xiàn)有偏斜的趨勢(shì)，馬上進(jìn)行糾正，將可能發(fā)生偏斜的因素消除掉。

(2)鉆進(jìn)成孔工藝操作要點(diǎn)。鉆機(jī)就位確保準(zhǔn)確，鉆桿要求垂直，在施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng)，經(jīng)檢測(cè)無誤后方可開鉆。開始鉆進(jìn)時(shí)先輕壓慢轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆頭正常工作后，逐漸加大轉(zhuǎn)速調(diào)整鉆壓。鉆進(jìn)過程中應(yīng)細(xì)心觀察進(jìn)尺及出渣情況，根據(jù)出渣種類及多少適當(dāng)控制進(jìn)尺速度。鉆進(jìn)時(shí)如孔內(nèi)出現(xiàn)坍孔等異常情況時(shí)，應(yīng)立即將鉆具提離孔底。及時(shí)清理孔口排渣，做到文明施工。

(3)清孔。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，清除沉渣，減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留沉淀土過厚而降低樁的承載力；清孔時(shí)應(yīng)將附著于護(hù)筒壁的泥漿清洗干凈，并將孔底沉渣及泥砂等沉淀物清除。清孔后孔底沉淀厚度必須符合圖紙規(guī)定值及規(guī)范要求。清孔過程中的渣土經(jīng)過處理后均需運(yùn)至指定的地點(diǎn)，盡量減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。禁用超深成孔的方法代替清孔。

(4)鋼筋籠加工制作及吊放。鋼筋原材料進(jìn)場(chǎng)后須分類堆放整齊，做到上蓋下墊，待檢鋼材與檢驗(yàn)合格鋼材分開堆放，并用標(biāo)識(shí)牌標(biāo)明。

(5)導(dǎo)管及漏斗的安裝。實(shí)施導(dǎo)管水密性試驗(yàn)，水下混凝土宜采用鋼導(dǎo)管灌注，采用絲扣連接的鋼導(dǎo)管，其內(nèi)徑250mm～280mm，底管長(zhǎng)度為4m，中間每節(jié)長(zhǎng)度一般為2.5m。導(dǎo)管使用前應(yīng)仔細(xì)檢查，力求內(nèi)壁光滑、順直、光潔和無局部凹凸。各節(jié)導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)大小一致，偏差不應(yīng)大于±2mm。導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密水壓和接頭抗拉試驗(yàn)，嚴(yán)禁采用壓氣試壓。水密試驗(yàn)的水壓應(yīng)不小于井孔內(nèi)水深1.3倍壓力。

(6)灌注水下砼。灌注前，應(yīng)借助導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，控制沉淀層厚度不超限，并再次核對(duì)鋼筋籠標(biāo)高、導(dǎo)管下端距孔底尺寸、孔深、孔壁有無坍塌現(xiàn)象等。需經(jīng)監(jiān)理復(fù)核認(rèn)可，方可開始灌注混凝土。