淺談鉆孔灌注樁技術在鋁板帶鑄造井施工中的應用

朱守見

近年，隨著江蘇沛縣鋁工業園區的建立，鋁板帶加工產業在沛縣地區飛速發展，但是在鋁板帶生產工藝的的土建施工中，鑄造車間的鑄造井的施工為施工單位、建設單位帶來了難題。鑄造井的井底標高多在-20m左右，井頂標高多在-10m左右，截面為￠2m的圓筒，上部為矩形的鋼筋混凝土結構(見附圖一)。因沛縣地區地質條件復雜，多淤泥和地下水，采用放坡開挖受地質條件、周圍建筑物及費用問題的制約很難實現。采用沉井方法施工，因本構筑物體積小、質量輕，經設計院驗算，靠自重不能切土下沉，該方案被否決。若采用凍結法施工，可以施工，但費用太高，方案不可行。

筆者及所在項目部經過反復研究，借鑒鉆孔灌注樁的成孔工藝，利用施工橋梁灌注樁的鉆孔機鉆直徑2m，深度21m的孔洞，然后用10厚鋼板焊接1個直徑為2m和一個1.2m的圓筒，做為鑄造井的內外模板，然后按圖紙要求綁扎鋼筋，待矯正好位置、垂直度和標高后澆筑混凝土。具體施工步驟如下：

一、平整場地及測量放線

先放出施工平臺范圍，然后用機械平整場地，人工配合，以保證鉆機置于平坦、穩固的地基上，同時作好水池及排水通道，防止施工時泥漿污染附近環境，做到文明施工。 整平場地符合要求后，測量放井位；精確放出井位中心點，并測設出引樁。樁位中心位置誤差控制在100mm以內。

二、泥漿制備處理

鉆孔泥漿由水、粘土（膨脹土）和分散劑組成。泥漿具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具、增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，防止塌孔的作用。調制的鉆孔泥漿及經過循環凈化的泥漿，應根據鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應根據地層變化或操作要求機動掌握。泥漿太稀，排渣能力小，護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊能力，降低鉆進速度。

1、 制漿材料

⑴ 粉土⑵ 水：自來水。⑶ 分散劑：選用工業用純堿。

2、 新制泥漿配比

對于一般地層或易漏失的砂層，選用下表兩種配合比制漿，其它地層，可參照此配比，并根據實際情況加以調整。

泥漿配合比

序號 配合比(%)

粘土 純堿 水

1 7 0.45 100

2 8 0.4 100

三、鉆進成孔

1、反循環鉆機鉆進成孔：

⑴直徑2 m的鉆孔分三次鉆孔成型。第一次用￠600的鉆頭，鉆至-21米處。提升鉆桿，換成￠1.2m鉆頭鉆至設計標高。最后用￠2m的鉆頭鉆至設計標高處。

⑵鉆機就位要求平整、穩定。天車、轉盤中心、孔位中心在一條垂線上即“三點一線”，偏差不超過10mm。鉆進過程中保證鉆機牢固穩定，防止鉆機因振動移位，確保不偏孔。

⑶鉆進過程中，控制好鉆進速度，隨時取渣觀測地層的變化情況，并與地質堪查圖對照比較，按不同土層調整泥漿比重。鉆進垂直，使鉆進的垂直度偏差<1%。同時控制好內外的水頭差。

⑷鉆孔過程中，始終采用減壓鉆進，鉆具的主吊鉤始終承受部分鉆具的重量，使鉆桿始終在受拉狀態下進行工作，鉆壓最大不超過鉆具扣除浮力后總重力的80%，以避免或減少斜孔、彎孔和擴孔現象。

2、 清孔及孔位檢查

⑴ 鉆進至設計孔深后，將鉆斗留在原處機械旋轉數圈，將孔底虛土盡量裝入斗內，鉆孔深度達到設計要求后，用撈砂斗進行清孔，并對孔深、孔徑進行檢查。

⑵ 孔位檢查：成孔后，當孔深、清孔泥漿指標合格后，鉆機移位，搭設三角架，將檢孔器（檢孔器外徑采用比設計樁徑小2cm）放入孔內，檢孔器進入孔內后，在護筒頂放樣十字線，通過吊繩進行檢孔器對中。檢孔器對中后，上吊點（三角架、下落鋼絲繩點），必須位置固定且在整個檢孔過程中不能變位，否則重新對中。檢孔器在孔內下落時，靠自重下沉，不借助其他外力。

四、套筒制作、安放與鑄造井澆筑

1、 套筒采用鋼護筒，用10mm厚鋼板卷制。護筒直徑2m(較樁徑大10cm)。套筒上部設吊環,底節套筒下部設刃腳，套筒底部做成圓錐型，便于封底，下口留出300的孔洞，以便安放套筒時，不產生漂浮現象。(見附圖二)

2、套筒安放前，用十字交叉法將引樁上的點用施工引至鉆好的孔洞上。

2、套筒安放選用一臺25噸汽車吊和一臺16噸汽車吊配合進行。25噸吊車將鋼制套筒由頭部吊起，16噸吊車將套筒由尾部吊起，配合25吊車將套筒垂直立起，就位后，校正垂直度后，徐徐放入充滿泥漿的孔洞中。待套筒不再自然下沉后，測量套筒的入井深度，滿足要求后，套筒外側對稱均勻的填入豆石，將套筒固定好。

3、用導管將商品混凝土輸入套筒底部將倒圓錐孔洞封閉，防止地下水滲入。

4、待混凝土終凝后，用泥漿泵將套筒內的泥漿抽完，并清洗干凈筒壁。

5、將加工好的鋼筋籠吊放進鋼套筒內，鋼筋籠的制作應符合規范要求，吊放鋼筋籠采用吊車進行，吊放時注意防止泥土等雜物帶入孔內。在鋼筋籠外側綁扎砼墊塊或焊接鋼筋耳環，以保證鋼筋的保護層厚度。鋼筋籠綁扎好后整體吊放，吊入后校正軸線位置和垂直度，并牢固定位，以免在灌注砼時發生浮籠現象。

6、內模選用6mm厚度鋼板卷制，吊車吊運就位。封好內模后，澆筑井底及井筒混凝土，-20m—10m處井筒施工完畢。

6、-10m米以上矩形鋼筋混凝土結構，采用分階梯放坡開挖的方法施工，待上部土方開挖后，將套筒多余部分截掉。

五、小結

利用鉆孔灌注樁施工工藝施工鑄造深井，解決了在本地區因地下土質中多淤泥、粉土和地下水對超深基坑的限制，為同類深基坑的施工提供了寶貴經驗。該技術應用能大幅的降低鑄造井的建造成本，具估算，本施工方法比全部放坡開挖節省費用30%，比凍結法施工節省約80%。該施工技術的推廣應用，為沛縣地區鋁板帶加工業的發展做出了積極的貢獻。

參考文獻：鉆孔灌注樁施工規程（DG/T）08-202-2007

鉆孔灌注樁施工工藝標準

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。