旋挖樁機鉆孔灌注樁垂直度控制研究

李志宏

【摘 要】 國內外各類旋挖鉆機在樁基施工領域被大量使用，但在旋挖樁機施工鉆孔灌注樁的過程中，經常出現樁身垂直度偏差較大，不能滿足設計要求。因此對于樁身垂直度的控制在該工藝中有重要的意義。本文分析了旋挖機鉆孔灌注樁出現垂直度偏差的原因，并據此提出了相應的控制措施。

【關鍵詞】 旋挖樁機；垂直度；鉆孔灌注樁；控制；

1、工程概況

1.1、工程概況

以佛陳路快速化改造隧道工程為例，該工程采用明挖施工，基坑深度大于3米小于5米的，支護結構采用φ0.7m@0.5m水泥土攪拌樁重力式擋土墻支護；基坑深度大于5米小于11米的，采用φ1.0m@1.2m鉆孔灌注樁+單排φ0.7m@0.5m水泥土攪拌樁支護?；由疃却笥?1米的，采用φ1.2m@1.4m鉆孔灌注樁+單排φ0.7m@0.5m水泥土攪拌樁支護。

1.2、工程水文地質情況

根據鉆孔揭露的巖性，各巖土分層如下：（1）人工填土層，平均層厚4.55m；（2）河流相沖擊粘性土層，平均厚度1.60m；（3）海陸交互相沉積層，平均厚度6.57m；（4）沖積層，層厚5.40m；（5）殘積土層，平均厚9.68m；（6）基巖。

所測水位為第四季孔隙水和基巖裂隙水的混合水位，水位埋深為1.79～5.50m。

1.3試樁情況

根據設計要求，對旋挖樁機施工鉆孔灌注樁進行試樁，試樁采用不帶氣孔的旋挖單門底斗鉆斗。規(guī)定樁的垂直度偏差為1%[1]，試樁共完成6根樁，共有3根樁的垂直度偏差大于1%，不合格率達到50%。

2、垂直度控制的重要性

樁的垂直度控制對基坑的后續(xù)施工有重要的意義，若基坑周邊的鉆孔灌注樁的垂直度偏差較大，將導致基坑四周的圍護結構受力不均，給基坑的安全帶來較大的隱患。同時若鉆孔灌注樁的垂直度偏差較大，對后期主體結構的施工和使用帶來較大的影響，由于主體結構周邊的鉆孔灌注樁垂直度偏差較大，導致主體結構周邊的受力不均勻，進而導致主體結構出現裂縫，對主體結構的后續(xù)使用帶來隱患。

3、垂直度出現偏差的原因

試樁垂直度偏差較大，經過對實際工程項目的分析，從機械選擇到最后成孔，總結出下列原因：

1、鉆頭的選擇，旋挖樁機鉆進過程中地質軟硬不均勻，鉆頭的選擇不能滿足不同地質情況的需求，導致鉆頭發(fā)生偏位，進而出現樁的垂直的偏差不符合規(guī)范要求。

2、護筒埋設出現偏位。

3、鉆孔過程中鉆桿出現位移。

4、鋼筋籠定位出現偏位，原因有控制鋼筋籠的墊塊設置不當導致偏位、鋼筋籠就位后沒有進行對中復核造成偏位、混凝土灌注過快或導管掛住鋼筋籠導致鋼筋籠偏移產生偏位。

4、垂直度偏差控制措施

4.1、鉆頭的選擇

根據地層情況選用鉆頭：

1、粘土：選用單層底的旋挖鉆斗，如果直徑偏小可采用兩瓣斗或帶卸土板的鉆斗。

2、淤泥、粘性不強土層、砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層：選用雙層底的鉆挖鉆斗。

3、硬膠泥：選用單進土口的（單雙底皆可）旋挖鉆斗，或斗齒直螺。

4、膠結好的卵礫石和強風化巖石：需要配備錐形螺旋鉆頭和雙層底的旋挖鉆斗（粒徑較大的用單口，粒徑小的用雙口）

5、中風基巖：配備截齒筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗，或者截齒直形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗。

6、微風化基巖：配備牙輪筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗如果直徑偏大還要采取分級鉆進工藝。

試樁采用沒有氣孔的單層底鉆斗，由于其只適用于粘性較強的土層，本工程中地質軟硬不均，在較深部位有微風化和中風化基巖，導致旋挖樁機施工過程中鉆頭出現偏位，進而導致樁身垂直度出現偏差。

4.2、護筒埋設

鋼護筒埋設前，應準確測量放樣，保證鋼護筒頂面位置偏差不大于5cm，埋設中保證鋼護筒斜度不大于1%；鉆機就位，鉆頭精確對準樁位點，埋設鋼護筒前，采用較大口徑的鉆頭先預鉆至護筒底的標高位置后，使用鉆機副卷揚機吊起護筒入孔口。提出鉆斗且用鉆斗將鋼護筒壓入到預定位置。

埋護筒時為保持護筒垂直度，應通過以不同的引樁到樁心距離進行交匯控制，直至護筒頂到指定標高。護筒埋好之后以此間距離和之前定好的方向恢復樁中心位置，并檢測護筒中心是否與樁中心重合，并控制在±5cm 范圍之內，同時對護筒周圍進行夯實，使其穩(wěn)固不會在鉆孔過程中偏移、垮塌。

4.3、鉆孔過程

鉆孔樁開孔后應緩慢鉆進，旨在形成良好穩(wěn)固的護壁，保證孔位正確。在鉆孔過程中定期用距離交匯校核鉆桿位置，發(fā)現偏位立即調整，直到孔位定型時，方可停止校核。

在鉆孔作業(yè)之前需要對桅桿進行定位設置，作業(yè)的過程中也需要對桅桿進行調垂。調垂可分為手動調垂、自動調垂兩種方式。在桅桿相對零位±5°范圍內才可通過顯示器上的自動調垂按鈕進行自動調垂作業(yè)；而桅桿超出相對零位±5°范圍時，只能通過顯示器上的點動按鈕或左操作箱上的電氣手柄進行手動調垂工作。在調垂過程中，可通過顯示器的桅桿工作界面實時監(jiān)測桅桿的位置狀態(tài)，使桅桿最終達到作業(yè)成孔的設定位置[2]。

4.4、鋼筋籠定位

樁垂直度偏位檢測是通過鋼筋籠的中心與設計樁中心的偏差來確定，所以鋼筋籠的定位是樁位偏位控制中的重要的一項。

（1）鋼筋籠下放時采用兩條吊筋，保證鋼筋籠起吊后的垂直度。

（2）按照規(guī)范要求加保護墊塊，尤其在樁頂位置應多加設一些保護墊塊。

（3）鋼筋籠下放至孔中后，在鋼筋籠骨架鋼筋上拉十字線確定中心點，然后通過引樁和定好的方向進行距離交匯恢復樁位的中心，通過吊垂線與鋼筋籠的中心進行比較，通過吊機微移鋼筋籠進行調整，保證兩個中心重合，然后焊接定位筋，使定位筋抵在護筒壁上，以達到穩(wěn)固鋼筋籠的目的。如果樁頂位置離護筒頂位置距離較大時，需焊接假籠至護筒頂，同時用上述的方法進行定位，需要注意的是要保證假籠具有一定的剛度。

（4）在灌注的混凝土接近鋼筋籠時，放慢混凝土灌注速度， 待導管底提高至鋼筋籠內2 m以上方可恢復正常的灌注速度， 確保鋼筋籠不會因為混凝土的反沖力造成鋼筋籠上浮偏移，同時導管位置居于孔中心，避免偏向一側，以免灌注過程中混凝土反力不均而造成骨架移位。

5、結語

由于旋挖鉆的諸多優(yōu)點，使得它在樁基施工領域的應用越來越廣泛，不斷的在施工過程中總結控制樁位垂直度的措施，對旋挖機鉆孔灌注樁的施工工藝有著很重要的意義。

參考文獻

[1] 《公路工程質量檢驗評定標準》（JTGF80/1-2004）

[2] 羅彧. 淺談旋挖樁機在基坑支護樁施工中的應用.廣東建材，2008（6）