流沙層地質旋挖鉆成孔工藝

摘要：結合廣東某高速公路旋挖鉆的施工，總結出一套在流沙層特殊地質下的施工工藝。

關鍵詞：流沙層 旋挖鉆 成孔 工藝

1 工程概況

廣東某高速公路A2合同段中村大橋工程地質情況，從地面往下分別為耕植土、粉質粘土、粗砂、粉質粘土、中砂等，粉質粘土與砂層交錯出現，其中耕植土埋深較淺，層厚0～1.6米，粉質粘土層厚3.6～4.6米，粗砂層厚3.7～10.7米，下層粉質粘土層厚10～23.4米，最底層為中砂層，層厚大于2米。中村大橋共計樁基214根，設計為摩擦樁，樁徑1.3米，樁長40～48米不等。本工程的難點是地質復雜，樁基經過的多為流沙層，且局部樁位富有承壓水。為保證施工進度和質量，經過多次比較擬采用旋挖鉆成孔工藝。

旋挖鉆的優點：與傳統的正反循環鉆機相比，旋挖鉆機成孔速度更快，約為回旋鉆機的4到5倍。其工藝優點為：①孔壁不易產生泥皮，因為在成孔過程中孔壁一直都受鉆斗的刮擦；②在孔壁上形成較明顯的螺旋線；這兩點有助于增加樁的摩阻力，提高樁的質量。

本次施工鉆機采用中聯ZR220A旋挖鉆機，投入設備如下表：

■

2 施工控制工藝

2.1 旋挖鉆試樁施工工藝流程圖

旋挖鉆施工流程圖

■

2.2 施工工藝

2.2.1 埋設護筒

首先進行測量放樣。準確測設樁位，并在中心樁位周圍埋設護樁，依據護筒直徑挖至地面以下2米以上，采用人工配合鉆機埋設，在護筒周圍對稱徑地、均勻地回填最佳含水量粘土，并分層夯實，就位后再次校核樁中心位置。

2.2.2 鉆機就位

鉆進就位前先調整鉆機的水平、垂直儀，使氣泡居中，然后伸縮鉆桿，使鉆頭底部導向尖對準樁位中心，鉆頭自然放松，根據護樁到鉆頭外壁的距離進行對位校核，嚴格控制孔位偏差在允許誤差范圍內。

2.2.3 鉆進

旋挖成孔首先是動力頭轉動底門鑲嵌斗齒的桶式鉆斗切削巖土，并將原狀巖土裝入鉆斗內，然后再由鉆機卷揚機和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環往復，不斷地取土卸土，直至鉆至設計深度。

鉆進時，緩慢旋轉放下鉆桿，當進尺在護筒頂以下一定深度，進行孔內注漿，以防止鉆進過深影響鉆孔質量。在鉆進過程中及時向孔內補充泥漿（泥漿性能指標控制在：比重1.05~1.15，粘度18~20S，含砂率小于4%，膠體率不小于95%，PH值大于6.5），泥漿面確保低于原地面約20厘米左右，以維護孔壁穩定，同時保證文明施工，不致泥漿外溢。

在鉆至砂層時要變檔換速，利用液壓縮進裝置加壓，要求輕壓慢轉，這樣能維護孔壁穩定減少鉆頭的磨損。每鉆進3~5回次后應調整一次水平、垂直儀，使氣泡居中，能有效保證成孔的垂直度小于1%。在鉆進過程中要經常檢查鉆斗，對于磨損較嚴重的鉆點要及時更換，以確保鉆孔孔徑。

當鉆至離樁底設計標高約2~3米時，技術人員要及時驗孔，孔深控制以測繩測出的周邊四點平均值為準，鉆進至設計孔深時，鉆斗底部加裝擋砂板，撈取殘存散落的原狀土及砂。終孔后，檢測泥漿各項指標，檢測孔底沉渣厚度，若沉渣厚度超標(大于10㎝)，應將孔底沉渣抽出。

鉆斗升降速度的控制：鉆斗在孔內提升過程中泥漿在孔壁和鉆斗之間流動，若升降速度過大，則泥漿流動將加大對孔壁的沖刷，容易造成孔壁坍塌，因此需嚴格控制鉆斗的提升速度。

橋涵施工手冊中鉆斗升降速度參考值

■

在鉆進過程中，鉆斗取出的原狀土直接排放在場內渣土堆放處，待渣土風干后用自卸車運至場外。

因為本工程地質情況，樁基穿過砂層最大達到10米，砂層較厚，泥漿在使用過程中不斷受到污染，致使含砂率增大，泥漿指標不易控制，因此在鉆進過程中要經常檢測各項泥漿指標，及時補充性能指標合格的泥漿，以防止塌孔。

在鉆進至砂層時要變檔換速，利用液壓縮進裝置加壓，要求輕壓慢轉，這樣能維護孔壁穩定減少鉆頭的磨損。每鉆進3-5回次后應調整一次水平、垂直儀器，使氣泡居中，能有效保證成孔的垂直度小于1/100。在鉆進過程中要經常檢查鉆斗，尤其在中粗砂較密和礫石層，更要加大檢查力度及頻率，對于磨損較嚴重的鉆點要及時更換，以確保鉆孔孔徑。

2.2.4 質量要求

①護筒定位偏差≤50mm；②護筒內徑比樁徑≥100mm；③鉆孔樁基垂直度偏差≤1%；④泥漿比重1.15—1.30；⑤泥漿含砂率≤4%。

2.2.5 清孔

經對孔深、孔徑、垂直度等指標檢查合格后即為終孔，終孔后應立即進行清孔，防止泥漿沉淀過多，造成清孔困難。

清孔方法：停止進尺后，將鉆頭提起10~20cm，并保持泥漿的正常循環，將孔內比重大的泥漿換出，使含砂率逐步減少，直至穩定狀態。清孔時間根據泥漿比重及清孔過程中測量沉淀厚度來定。清孔過程中必須設有專人撈取鉆渣，以加快清孔的速度。

清孔的有關要求：①清孔過程中必須保持孔內原有水頭高度。②清孔應認真操作，不得用加深孔深來代替清孔。③沉淀厚度用檢測錘檢測，保證沉淀厚度小于10cm。檢測錘由兩個Φ25螺紋鋼筋焊接而成，重量不小于4Kg，用測繩吊入。

2.2.6 鉆孔質量保證措施

2.2.6.1 泥漿控制

①為保證泥漿的各項性能指標滿足施工要求，施工中對泥漿的各項指標，特別是泥漿比重、粘度按如下時間進行檢測：a每工作班開始時檢測泥漿比重、粘度，以后鉆進過程中每隔2小時測定一次泥漿比重、粘度、含砂率、PH值等指標。b在鉆進過程中，若發現地質條件有變化時，根據地質條件及時測定、調整泥漿比重。c在清孔過程中，每半小時測定一次泥漿比重變化，保證清孔過程中泥漿比重有效減少，以達到清孔效果。②泥漿系統：

■

由專人負責泥漿，不斷調整優化。首次制備足夠的泥漿，確保其各項性能指標穩定。

2.2.6.2 鉆孔質量措施。①鉆孔垂直度的控制:本工程采用的旋挖鉆機，由電腦控制鉆桿的垂直度，在施工過程中，鉆桿始終保持垂直。②樁徑和樁形的保證體系:為保證在鉆進過程中不產生塌孔、鎖徑，在施工中采用泥漿護壁，當泥漿指標達不到標準時，立即采取措施，輸入好的泥漿或攙加穩定液、膨潤土進行人工造漿，改善和穩定泥漿性能。

進尺操作時應根據地層的變化，調整轉速和進尺速度，應防止護筒有滲漏出現。

3 總結

按照以上施工工藝，本大橋樁基施工順利完成，比業主下達的計劃提前了10天左右，后期樁基經檢測全部為一類樁，達到了預期的效果

參考文獻：

[1]公路橋涵施工技術規范《JTJ041-2000》.人民交通出版社.