南塔墩鉆孔樁施工技術總結

1 工程簡介

2#墩里程K1+130，樁基采用22根Ф2.0m鉆孔灌注樁，單根樁長110m，樁間距5.2m，呈梅花型布置，基礎采用水下c35混凝土及Ф28mm主筋，設計為摩擦樁;承臺采用整體式圓形結構，直徑27.4m，高4.5m，內布置兩層冷卻水管，主筋為Ф28mm螺紋筋，混凝土為c35;承臺高3m，上斷面直徑15m，下斷面直徑18m，采用c40混凝土；塔柱頂標高+114.5m，下塔柱高18.1m，梁端采用單箱四室式截面，內布置預應力鋼絞線，上塔柱高67.4m，采用空心矩形斷面，上塔柱設有19對斜拉索，錨固區設有錨固墊塊.

2 施工準備

2.1 工程條件

項目所在地位于山東中部腹地，為暖溫帶亞濕潤季風氣候，四季分明，冬季干燥嚴寒，多冰雹、暴風雨、雷擊等災害天氣，適值鉆孔樁施工時間段處于冬季，環境惡劣，條件艱苦。

2.2 鉆機的選型

鑒于黃河漫灘南、北兩岸地質演變中地層發育的程度不同，導致南、北兩岸地層有較大差距，北岸在設計樁長范圍內多為沙土與粘土，自身造漿條件優越，對鉆桿紐矩性能無特殊要求，適合于正循環成孔工藝；南岸則在上77m范圍內多為沙土與粘土，但含有較多硬度大的姜石、鐵錳質結塊、角礫石及亞粘土等，下33m范圍內為強風化輝長巖，質密，硬度大，且發育程度不一，分布不均勻，對鉆機鉆桿的紐矩、鉆頭合金齒的強度、機長的操作經驗等要求高。因此選用機械性能較高的KP220型鉆機加以反循環工藝成孔，由于2#墩區域東南角至西北角強風化巖強度逐漸減弱，渣樣由塊狀風化巖變為顆粒狀風化巖，因此在東南角選用鉆桿標準節長度為3m的鉆桿以達到最大紐矩值，而西北角則選用4m長標準鉆桿。

3 鉆孔樁成孔成樁施工

3.1 鉆孔灌注樁鉆進成孔施工

3.1.1 鉆機定位

護筒沉放后，測量根據護筒的偏位在護筒上口放樣出樁心的四角對稱點，然后用細線拉出十字交叉線，找出中點，使鉆機鉆盤的中心對準護筒偏位中心，在垂直方向對齊，最后加以水平尺調整鉆盤頂面的平整度，就技術指標而言，護筒的偏位控制在2cm以內；由于鉆機時刻處于動態中，因此對鉆機的平整度的觀測顯得相當重要，保證孔的傾斜度小于1/150。

3.1.2 造漿

由于2#墩地處水塘中，施工范圍有限，安置鉆機以后，鉆機附帶的設備較多，如泥漿箱，空壓機等，加以反循環施工，因此現有的泥漿箱尺寸大小無法滿足正常施工外的泥漿補救，所以因勢而利，將有限的池塘化作泥漿儲備器，在排漿、排渣的同時也在利用漿液以及粘土進行重新利用造漿，為應對緊急情況而需要大量的優質漿液時，也要求鉆機儲備了大量的膨閏土、纖維素、純堿等外加試劑隨時快速人工造漿。由于2#墩成孔施工采用的是反循環施工工藝，在不斷的鉆進和排渣的過程中，泥漿各項指標也在不斷的下降，為保證泥漿能對孔壁起到很好的護壁作用，在鉆進過程中對泥漿指標進行了即時監控，比重≥1.1，粘度≥20s，含沙率≤3%；在二次清孔過程中，為了使沉渣順利排除，以保證砼澆筑的順利進行，泥漿指標要控制在：比重介于1.03--1.1，粘度介于18s—20s，含沙率≤1%。

3.1.3 鉆進

鉆機進場后，根據鉆機作業隊按成孔要求提供的設備清單一樣一樣檢查設備的完整性及合理性。

2#墩樁基為22根Ф2.0m群樁。鉆機配備的鉆頭為三翼單環刮刀鉆，單環外徑Ф1.96m，前端錐底安裝合金齒，齒斷面最大外徑Ф2.0m。

3.1.4 鉆桿

在鉆進過程中，因不同地層的鉆進速度不一，鉆機的穩定性也不一，所以每日都用水平尺檢驗鉆機的平整度幾遍，防止出現斜孔；護筒的埋入深度有限，外加地層的地質條件較差，為防止護筒出現徐徐沉降造成護筒底口有坍孔的隱患，將各鉆進中護筒的頂面串聯起來，相互作為基準面，每日測得相對高度，以觀測。在鉆桿上用電焊條嗤之編號，并給鉆進配備正規的鉆孔記錄表，每下一節鉆桿記錄一次，將事先量好的每節鉆桿、鉆頭的長度記錄之，將基準面以下鉆桿以及鉆頭的總長減去基準面的標高即可得出此刻孔底高程，以便控制成孔底標高。

3.2 鉆孔灌注樁鉆進成孔過程中注意事項及孔內事故的預防與處理

3.2.1 注意事項

鉆孔過程中應注意的一系列事宜：

（1）檢查每節鉆桿及鉆頭的完整性，并做記號記錄其長度；

（2）有計劃的復測鉆機鉆盤頂的平整度及標高，防止斜孔等發生；

（3）定期復測護筒的頂面標高，防止護筒沉降；

（4）前期每隔兩小時檢測泥漿的各項指標，防止指標過低坍孔、過高糊鉆；

（5）必須保留原始的渣樣，并與相應的取樣深度對齊，且與設計提供的地質勘察圖做對比，如遇不同及時知會設計調整施工作業；

（6）一次清孔以清除孔底大塊狀沉渣為目的，清孔中要不斷的空轉鉆頭，將泥塊徹底清除，但泥漿指標不能過低；

（7）導管的長度要滿足管底高于孔底40cm左右，不宜過高或過低，導管的對接套絲要擰緊，防止導管受力過大而墜落；

（8）終孔后認真驗算孔底標高是否達到設計要求，并及時調整泥漿指標；

（9）鋼筋籠沉放過程中，不斷的往返轉動鋼筋籠緩慢下沉，防止刮下大量孔壁泥皮、造成坍孔隱患；

（10）提鉆后要保持孔內的水頭高度，及時補充新鮮的漿液；

3.2.2 孔內事故的預防與處理

鉆進前不僅要求鉆桿、鉆頭的完整性良好符合該地層的鉆進要求，而且還要配備鉆具墜落時相應的應急設備如回旋鉤、倒鉤等。下面就各個問題論述一下處理過程。

（1）斜孔

鉆機在鉆進過程中如鉆盤頂面平整度得不到控制容易造成斜孔；遇到強度較大的姜石層或進入強風化層后，鉆頭和孔底地層的磨阻力增大，造成鉆機穩定性極差，也容易出現斜孔；防止斜孔的出現，開鉆前要按程序請測量組驗收鉆機，開鉆后每日必須勤檢測鉆盤頂的平整度，并做下相關記錄以便日后查證，遇到硬度較大的地層應尋求平穩進尺，往返鉆進，及時排渣的鉆進方法，循序漸進，不可莽干。

（2）掉鉆及孔內遺落鐵件

鉆機的鉆桿與鉆桿以及鉆桿與鉆頭之間都是采用螺軒連接，螺軒如沒有扭緊則在強大的紐矩以及自重的作用下容易出現脫鉆，從而導致鉆桿或鉆頭墜落孔底。在鉆進深度不斷增加的情況下，鉆桿要承受著越來越大的紐矩，而鉆桿自身的抗紐力有一定的限度，如不正確操作或者操之過急則極易造成鉆桿脆斷，已有事例驗證過。在下鉆前必須嚴格檢查鉆桿、螺軒、法蘭盤的完整性，如有破損必須及時調換以防萬一，在鉆進過程中要嚴密觀測鉆桿的力矩值，配備一套性能良好的壓力表；萬一出現鉆桿紐斷或鉆頭墜孔的事故，則采取上述措施進行打撈，而大塊鐵件的墜落則必須用大吸鐵石進行深孔吸附，在粘土層中小塊鐵件可以考慮下鉆將其擠入孔壁粘土中。

（3）擴孔

通常鉆頭的大小與設計孔徑的大小一致，在理論上鉆機垂直平穩的鉆進是不易造成擴孔的，但實際中鉆機的定位盤經多次使用容易松動從而造成鉆桿的左右擺動形成擴孔。鉆進過程中泥漿指標過低對孔壁的保護作用減小，特別是遇到砂層和塊石層也易造成擴孔。擴孔的形成增大了泥漿護壁的被動力、不利于孔壁的穩定。遇到擴孔的情況，則必須立即調整泥漿指標并提高孔內的水頭高度，及時增強護壁效果，防止孔壁的進一步擴大而導致坍孔。

（4）縮孔

護筒四周堆放大量的鉆桿、泥漿管道、鉆頭等靜荷載外加鉆機自身的重量少則20t多則28t，致使地表承受壓力過大，隨著鉆進深度的不斷增加，孔內壁的反心向作用力總體上逐漸增大，迫使孔內徑緩慢縮小。泥漿濃度的指標不夠大，指使護壁效果不明顯，孔壁自身的握裹力減小，在上部及反心向土壤的靜荷載作用下逐漸向孔內縮小，導致縮孔；護筒周圍均為軟質土壤，單位面積承載力有限，鉆機就位時必須在底部鋪設鋼板，使之受力均勻，且不得有多余的荷載，鉆桿及鉆頭應放置在遠處隨用隨調，及時控制泥漿的各項指標，形成良好的護壁效果；縮孔后，應及時調整泥漿的濃度等指標，先形成良好的護壁，然后用鉆頭至上而下進行掃孔，達到原有的設計孔徑。

（5）糊鉆

在鉆孔過程中，特別是正循環成孔作業時，它的成孔工藝就是利用孔內土質的良好性能進行自身造漿，利用漿液的浮力將鉆頭攪碎的小顆粒上浮起來排出孔外，待排出的漿液內小顆粒沉淀后在漿上面的漿液重新抽入孔內，如此循環直至成孔，但是如果孔底粘土質較好、粘性較高，孔內泥漿濃度過大時，鉆頭掃下的土質就會糊住鉆頭，造成糊鉆；預防糊鉆的最有效措施就是根據地址勘測圖及時觀測土層的變化，控制孔內泥漿的濃度，使其不至于過高，必要時向孔內補入清水，降低漿液濃度。一旦糊鉆后可以充分利用鉆機操作者的經驗來回上下提動鉆頭、空鉆，利用離心力分散鉆頭上附帶的土質，最后只得提鉆清除土質再下鉆。

4 結束語

黃河漫灘處的樁基施工地質條件復雜，本工程的樁基施工極大的豐富了技術工作者的樁基施工經驗，總結出一套應對復雜樁基施工的施工方法，有力的指導了后繼各類工程條件下的樁基施工。

參考文獻

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