淺述旋挖鉆機成孔塌孔抑制方法

摘要：旋挖鉆機在灌注樁的施工過程中，塌孔現(xiàn)象成為成孔工序中最大的障礙。筆者通過技術(shù)攻關(guān)及工程實踐，采用人工澆筑形成護壁法、混凝土回填護壁法來抑制塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆機 塌孔 抑制

0 引言

隨著我國基本建設尤其是城市建設的迅速發(fā)展，高層、超高層建筑樁基應用廣泛，旋挖鉆機成孔灌注樁以其安全、環(huán)保、快速、高效的特點倍受青睞。但新設備、新技術(shù)的推廣都伴隨著改進與完善的過程，施工單位在引進旋挖鉆機并投入使用后，塌孔現(xiàn)象成為旋挖鉆機成孔工序中最大的障礙。通過技術(shù)攻關(guān)及工程實踐，人工澆筑形成護壁法、混凝土回填護壁法逐步成為抑制塌孔的首選。

1 適用范圍

通過抑制旋挖鉆機成孔塌孔方法的應用實例，證明其適用于旋挖鉆機成孔施工中因卵石、流沙、涌水產(chǎn)生的嚴重塌孔處理，比較泥漿護壁、回填粘性土、預注漿等處理方案更具有針對性、可行性。

2 工藝原理

該方法的工藝原理為針對旋挖鉆機成孔因卵石、流沙、涌水產(chǎn)生的嚴重塌孔，采取混凝土回填形成護壁、人工澆筑形成護壁抑制塌孔。塌孔部位在淺部，可先采用人工挖孔澆筑混凝土護壁，然后進行旋挖鉆機成孔；塌孔部位在深部，則可采用旋挖機迅速清理輕微塌孔泥沙，及時澆筑低標號混凝土填充，48小時后再用旋挖機成孔。

2.1 人工澆筑形成護壁法

根據(jù)《地勘報告》和已施工樁孔地質(zhì)情況，分析因卵石、流沙、涌水引起的塌孔的部位，若塌孔部位位于樁孔淺部，先采用人工挖孔作業(yè)，挖至塌孔部位底部，隨著人工挖孔澆筑混凝土護壁，混凝土護壁達到強度后，對塌孔部位土體起到支護作用，然后再采用旋挖鉆機作業(yè)挖至設計孔深。

2.2 混凝土回填形成護壁法

旋挖鉆機成孔遇卵石、流沙、涌水引起塌孔，且塌孔部位位于樁孔中、底部，先采用旋挖鉆機挖至塌孔部位，迅速清除已輕微塌孔的泥沙，及時采用水下灌注C15混凝土，回填至塌孔頂部，待48小時后鉆機繼續(xù)作業(yè)，此時混凝土已填充塌孔部分，旋挖機掏出其中間部分，剩余部分將形成混凝土護壁阻止塌孔的加劇。若塌孔較為嚴重，表現(xiàn)為塌孔泥沙清理不凈、樁孔進尺反彈現(xiàn)象；則需要分層進行C15混凝土灌注、鉆進，直至處理到塌孔底部。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

3.1.1 人工澆注形成護壁法

放線定樁位及高程——挖第一節(jié)樁孔土方——支模澆灌第一節(jié)混凝土護壁——在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線——安裝起吊架、通風、照明設施等——第二節(jié)樁身挖土——清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑——拆上節(jié)模板、支第二節(jié)模板、澆灌第二節(jié)混凝土護壁——重復人工挖孔工序至塌孔部位底部——拆除護壁模板、起吊架、通風、照明設施——旋挖鉆機就位——旋挖鉆機鉆進至設計孔深。

3.1.2 混凝土回填形成護壁法

旋挖鉆機就位——鉆頭對準樁位中心——鉆孔——埋設鋼護筒——旋挖鉆機鉆至易塌孔部位底部——安裝導管、漏斗——水下澆注C15混凝土——旋挖鉆機繼續(xù)鉆進至設計孔深。

3.2 操作要點

3.2.1 人工澆筑形成護壁法

根據(jù)《地勘報告》和已施工樁孔地質(zhì)情況，分析因卵石、流沙、涌水引起的塌孔的部位。

挖出的土石要及時運離孔口2m以外，機動車通行要離孔口3m以外，不得對井壁的安全構(gòu)成影響。

向孔內(nèi)運送鋼筋、模板、砼以及其它工具時，一定要綁扎牢固、可靠，并與孔內(nèi)人員提前呼應。

孔內(nèi)照明必須采用變壓器將220V降至36V以下的安全電壓，電氣必須嚴格接地、接零和使用漏電保護器。各孔用電必須分閘，嚴禁一閘多用。孔上電纜必須架空2m以上。

孔口設多層板制作的蓋板，并設專人看護，在吊出土方后和施工間歇時蓋板蓋嚴孔口。

3.2.2 混凝土回填形成護壁法

鉆機就位時，必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生傾斜、位移，為準確控制鉆孔深度，要在機架上或機管上作出控制的標尺，以便在施工中進行觀測、記錄。

護筒位置要埋設正確和穩(wěn)定，護筒與孔壁之間要用粘土填實，護筒中心與樁孔中心線偏差不大于50mm。

鉆進速度要根據(jù)土層情況、孔深、鉆機負荷以及成孔質(zhì)量等具體情況確定，尤其是鉆至水位以下，要“輕壓、輕鉆、慢上下”，防止動作劇烈引起水流，沖擊卵石、流沙等土質(zhì)造成嚴重塌孔。

事先量測塌孔底部標高，按照導管底部距孔底≤600mm計算所需導管長度，在挖機轉(zhuǎn)場后立即下入導管，接好漏斗，進行C15混凝土澆筑。

C15混凝土適合混凝土泵車泵送澆筑，適宜坍落度為160～190mm。

澆筑必須一次完成，高度控制在肉眼觀察塌孔上口線位置，若塌孔位置匿于水面以下，高度應控制在原水面位置。

4 質(zhì)量控制

4.1 保證齡期、提高護壁質(zhì)量

混凝土回填形成護壁法、人工澆筑形成護壁法均采用混凝土澆筑形成護壁，澆筑后混凝土必須達到一定強度才允許拆模或進行下道工序；倘若早拆、強拆，混凝土護壁會因松軟、強度低而塌陷，勢必造成返工；因此針對護壁混凝土強度要求，人工澆筑形成護壁法中采用硫鋁酸鹽快硬水泥，養(yǎng)護至少12h以上再拆模，混凝土回填形成護壁法中C15混凝土必須自然養(yǎng)護48h以上，再進行旋挖機鉆進。

4.2 防止孔斜、保證樁孔垂直度

孔斜產(chǎn)生的原因是鉆進松散地層中遇到較大圓滑孤石或探頭石，將鉆具擠離孔軸線，鉆具由軟地層進入硬地層或粒徑差別太大的砂礫層，鉆頭所受阻力不均，導致鉆具傾斜，造成孔斜。或者鉆機位置發(fā)生串動，或底座產(chǎn)生局部下沉使鉆孔傾斜。預防的措施是：放慢鉆進速度，加固鉆機底座，提高地耐力，采用導向性好，桅桿剛性強的旋挖鉆機進行施工。

4.3 質(zhì)量檢測手段

①樁位偏移用直尺進行測量。②樁的成孔深度用測繩測量。③樁的垂直度用檢孔器測量。④泥漿比重用比重計測定，泥漿稠度用漏斗粘度計測定，含砂量用含砂計量器測定，沉渣厚度用測繩來相對測定。⑤樁身完整性和樁基砼質(zhì)量采用探測器超聲波檢測。

5 安全措施

5.1 強安全生產(chǎn)教育和安全交底工作，進入工地必須戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防護手套。

5.2 鉆機鉆進時，孔口人員應集中精力，鉆具需要立懸或擺放時，必須牢固墊穩(wěn)，操縱崗位不得離人。

5.3 在危及人身安全設備旁設立醒目警示標志，嚴禁人員靠近跨越。

5.4 非電工不準隨意拆卸或修理電器設備，對過路電纜應深埋或架空。

5.5 搬運鉆桿或抬導管應由專人統(tǒng)一指揮。

5.6 成孔后的孔口要設蓋，成樁后的負孔要及時回填，防止人、物掉入孔中。

6 環(huán)保原理

因旋挖鉆機屬低噪音、無振動環(huán)保型鉆機，在鉆進過程中噪音在65分貝以內(nèi)；采用針對性處理，混凝土護壁施工，避免了泥漿制備、排放污染；如果挖掘的原始土含水率太大或呈流塑狀態(tài)，如果再配有現(xiàn)場流塑土減水固化處理裝置，對挖上來的流塑土進行減水固化處理后變成干土，然后通過自卸車進行裝運，滿足了城市環(huán)保要求。

7 結(jié)論

采用抑制旋挖鉆機成孔塌孔方法具有施工功效高、質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔率高、適應性強、廢漿少、低噪音、污染小等特點。克服了旋挖鉆機成孔時塌孔、泥漿排放、工期長等缺點，極大地提高了施工質(zhì)量。

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