泥漿護壁旋挖成孔灌注樁施工技術

摘要：文中結合施工實踐，詳細總結了旋挖鉆機在泥漿護壁成孔灌注樁施工技術。

關鍵詞：旋挖鉆機 泥漿護壁 灌注樁 成孔

0 引言

旋挖鉆孔灌注樁技術被譽為“綠色施工工藝”，這項施工技術能在保證工程質量的前提下提高工作效率，而且不會造成嚴重的塵土泥漿污染。它主要是采用國際先進設備—旋挖鉆機施工，自動定位，垂直旋孔，能保證成孔質量。這項施工技術具有很高的自動化程度及鉆進效率，旋挖斗能子啊短時間內迅速穿過各種含石量少的復雜地層，憑借這些技術優勢，旋挖鉆孔灌注樁技術可廣泛應用到樁基施工尤其是城市樁基項目施工中。

1 工程概況

某鐵路工程，基礎為樁基為鉆孔灌注樁，樁徑分別是1000mm、1200mm、1500mm。樁長18～20m不等，共計376根。地質情況：土層自上而下依次為，雜填土厚8～9.2m，灰黃色-灰黑色，以砂巖塊、煤渣為主，稍濕、稍密，細砂層:6.3～9.5m淺黃色，成分以石英、長石為主，局部夾有中砂、礫石，稍濕、飽和，稍密-中密.圓礫層:厚2.4～4.0m，灰黃色，成分以砂巖、頁巖、石英巖為主，中密.砂巖層:厚1.2～5.0m，黃綠色-青灰色，成分以石英、長石為主，強風化-弱風化。持力層為圓礫層，進入圓礫層的深度大于或等于樁深直徑。

2 樁基施工方案的選擇

樁基工期只有45天，且面對復雜地質情況，功率為55kw，在目前地質情況下，一臺沖擊鉆沖擊鉆每天成孔0.5個，在規定工期內，需要17臺沖擊鉆，用電功率為935kw，配發電機成本高，由于供電段只能提供200kw的施工用電能力，因此此種方案不可取。

一臺全自動狀態好的旋挖機24小時成孔可以達到20個，加上清渣、安裝鋼筋籠、安裝導管、水下混凝土澆筑的時間影響，每天可以成樁5個。旋挖機的動力為柴油機，無需用電，這樣解決了電力不足的矛盾。但是在雜填土層，旋挖機面對石塊無能為力。根據這種情況，雜填土的塊石采用人工挖孔，混凝土護壁。保證足夠的人力，人工挖孔清理塊石的半成孔數量大于等于旋挖機的成孔數量，這樣既能保證工期又能解決電力不足的問題，由于施工速度快，降低了成本。綜上所述，選擇雜填塊石層采用人工挖孔，其余地層采用旋挖機成孔，泥漿護壁，水下混凝土澆筑成樁。

3 施工工藝與技術控制

3.1 鉆機定位根據施工規范對樁位進行復核，埋設好護筒，并測定地坪和護筒的標高以后，才能安排鉆機的位置。根據“水平、垂直、準確、穩固”的要求對樁機進行定位，鉆機導桿中心線、回旋盤中心線、護筒中心線應保持在同一直線。

3.2 泥漿制備 為避免鉆孔灌注樁在施工過程中發生坍孔，穩定孔內水位及便于挾帶鉆碴，通過澎潤土制成泥漿進行護壁。泥漿護壁主要依靠地下水和泥漿間的壓力差來對水壓力進行有效的控制，從而保證孔壁性能穩定，而泥漿在維持壓力差的過程中發揮著重要的作用。若鉆孔中泥漿的比重達不到設計要求，則在阻擋土體坍塌的問題上，泥漿護壁就很難發揮其應有的作用；泥漿比重若超出了設計要求，則極易堵塞泥漿泵，嚴重時會影響混凝土的置換，這樣就無法確保成樁質量。選擇何種指標往往決定著泥漿作用的發揮。以本工程現場施工情況為例，只考慮細砂層和圓礫層，綜合考慮選擇泥漿的比重為1.15。

3.3 鉆進成孔 成孔前，一定要對鉆斗保徑裝置進行檢查，重點檢查鉆斗的直徑及其磨損情況，施工時檢查并及時更換磨損程度較大的鉆斗。

成孔中，根據設計的參數開展施工活動，并指派專人對地質特征、機械設備損壞、障礙物和鉆進深度等成孔參數進行記錄，且要保證參數記錄清晰、準確、及時。

旋挖鉆機配備電子控制系統，這樣能隨時檢測鉆桿的垂直度，并對不符合要求的垂直度進行合理的調整。自動調整鉆桿的垂直度。值班對孔人員指揮操作手將旋挖鉆斗對準護筒的中心，操作手按操縱桿，觀察電腦盤，當復位為零時，表明鉆桿垂直于孔徑中心。鉆孔時，操作人員必須參照當地的地理條件來確定進尺速度，即從硬地層向軟地層鉆進，允許對鉆進速度進行合理的調整；如果軟地層變成了硬地層，則要嚴格限制鉆進速度；在易縮徑的地層中，為避免出現縮徑現象，必須確定以個合理的掃孔次數；通過快轉速鉆進的方式進行硬塑層的鉆進施工，這樣能保證鉆進效率；通過慢轉速慢鉆進的方法進行砂層鉆進施工，泥漿的粘度及其比重可提高些。根據施工規范對進口泥漿指標和出口泥漿指標進行檢查，以免出現超標現象。

成孔深度滿足施工要求時，本工程成樁的深度為地面至圓礫層＋進入圓礫層樁深直徑。第一次清孔要在監理工程師驗收后進行。

3.4 一次清孔 為防止出現泥漿指標超標現象，必須對泥漿指標進行檢測。檢測后，鉆頭要放入孔底掃孔，將沉渣撈走，然后徹底清孔。完成清孔并經過自檢后，再和監理工程師一起測量孔深，測量數據就是第二次清孔后對沉渣進行檢測的依據。

3.5 鋼筋籠制作安裝 成孔快、沉渣少是旋挖鉆機的作業優勢。因此，制備和裝設鋼筋籠時，為避免孔壁被鋼筋籠刮傷，應該采取一定的預防措施，從而減少沉渣厚度，避免塌孔的出現。操作人員在施工過程中，應該嚴格按工藝流程來制作鋼筋籠，其外徑即直線度是關鍵的制作步驟，另外還要保證主筋搭接、縱橫筋交叉點的焊接質量。鑒于此，施工人員應該對鋼筋籠保護層墊塊的設置進行檢查。該項目施工過程中，必須沿鋼筋籠設置一組圓柱形砂漿墊塊，每組之間保持2米的間距，一組四個，呈90°均勻放置，這樣就能有效防止孔壁被鋼筋籠刮傷，同時也能正確擺放鋼筋籠，確?；炷帘Ｗo層均勻。

吊裝鋼筋籠時，必須是3點起吊，使籠軸線重合。入孔時，鋼筋籠必須垂直于孔位穩定、緩慢地放置。吊裝過程中盡量不讓鋼筋籠與孔壁發生碰撞，而且切忌使其晃動或快速下放。

3.6 下導管 導管要定期進行水密性試驗，下導管前要檢查是否漏氣、漏水和變形，是否安放了“O”形密封圈。止水栓選用等于導管內徑的皮球，防止泥漿倒流，稀釋混凝土。在混凝土澆筑過程中，皮球從導管沖出，浮出泥漿表面，當泥漿液面上升至護筒頂端以下20cm時，將皮球取出，以便下根樁再用。

導管要依次下放，全部下入孔內后，應放到孔底，以便核對導管長度及孔深，然后提起30～50cm。

3.7 二次清孔 測試進、出口泥漿指標，調整到確定的參數，用無收縮水文測繩、標準測錘測沉渣值，一般控制在≤5cm范圍內。如果發現沉渣厚度超過5cm，將導管用起重機提起，再用旋挖機清孔，用測繩測量沉渣的深度，小于5cm，再下鋼筋籠和導管。

3.8 水下混凝土澆筑 水下混凝土澆筑是最后一道關鍵性的工序，施工質量將嚴重影響灌注樁的質量，所以在施工中必須注意以下幾點:

①導管必須嚴密，長度適中，保證底端距孔底30～50cm。②混凝土拌和必須均勻，坍落度控制在18～22cm，首批混凝土必須保證封底成功。③混凝土澆筑必須連續作業，嚴禁中斷澆筑。④澆筑過程中應有專人記錄，以防導管提升過猛或導管埋入過深，造成斷樁。⑤灌注樁的頂面標高應比設計值高50～100cm，以確保樁頂混凝土的質量。

4 結束語

和傳統潛水鉆機相比，將旋挖鉆機的圓柱形鉆斗提離泥漿液面的過程中，鉆頭下局部空間會處于“真空”狀態，因為提升鉆斗的過程中，護筒下部和孔眼相交處的孔壁極易受到泥漿的沖刷，導致護筒底孔壁坍塌，所以一定要根據施工要求回填并夯實護筒四周的回填土。

要對水文地質進行具體的分析，根據地質層理，對泥漿比重即鉆進速度進行合理的調整，特別是要提前安排控制措施，以應對不良地層發生的各種狀況。

鉆孔灌注樁的施工質量屬一項復雜的系統工程，上層結構的安全以及項目建設結束以后建筑物的沉降情況等主要取決于成樁質量。因為樁基礎的施工工序比較不同于一般的工序，往往一次極小的失誤就會引發大的質量事故，因此，施工時必須以預防為主，加強施工中的成孔、鋼筋籠制作安裝、水下混凝土灌注等過程中的各環節的管理，按照設計與施工技術規范的要求，及時解決施工過程中出現的各種問題。