旋挖成孔樁質(zhì)量控制淺析

【摘要】本文對旋挖成孔樁施工方法要求進(jìn)行了詳細(xì)介紹并就其可能出現(xiàn)的質(zhì)量事故進(jìn)行分析，提出相應(yīng)措施。以提高旋挖成孔樁的質(zhì)量控制，推動其得到廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】旋挖成孔；質(zhì)量；控制

1、前言

旋挖鉆機(jī)成孔是通過底部帶有活門的桶式鉆頭的回轉(zhuǎn)，直接將土旋入鉆頭內(nèi)，然后再由鉆機(jī)提升裝臵和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，如此循環(huán)往復(fù)，直至成孔的過程。旋挖鉆機(jī)適用于各種土質(zhì)地層、砂性土、砂卵礫石層和中等硬度以下基巖的施工。由于其不易產(chǎn)生泥皮、振動與噪聲較低、成孔速度快、機(jī)械設(shè)備較簡單且孔的垂直度、孔徑、標(biāo)高及孔地虛土等均能較好控制，得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。

2、旋挖鉆成孔施工要點(diǎn)

2.1確保鉆機(jī)、鉆桿的垂直度

確保鉆機(jī)、鉆桿的垂直度是保證所成孔不傾斜的關(guān)鍵。在鉆成前校準(zhǔn)垂直后，一般在成孔過程中就無需再進(jìn)行調(diào)配。伸縮式鉆桿如果使用期過長，應(yīng)檢查其節(jié)間的公差配合是否過松，節(jié)間與節(jié)間的配合過松，成孔時鉆桿晃動，這都會影響成孔的垂直度及孔徑擴(kuò)大。

2.2視土質(zhì)情況選擇相應(yīng)鉆頭

旋挖鉆頭的類型很多，常用的分為兩大類：（1）回轉(zhuǎn)鉆頭：單底土斗、雙底撈砂斗等；（2）嵌巖鉆頭：短螺旋鉆頭、嵌巖筒鉆、牙輪鉆頭等。根據(jù)不同的土質(zhì)選擇不同的鉆頭。對不同的土層，鉆頭的轉(zhuǎn)速也應(yīng)控制，在軟土中可稍高，在硬土、砂卵石層中要適當(dāng)放慢。在施工中應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)情況，選用合適的鉆頭和施工工法，這樣即可以提高施工效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，而且在環(huán)保、能源消耗、孔內(nèi)事故等等方面能收到異想不到的效果。

2.3升降速度控制

成孔過程中，鉆頭上下升降頻繁，升降速度一定要控制。速度過快時，孔底的負(fù)壓會造成部分虛土或底部塌孔。當(dāng)有泥漿護(hù)壁時，大量泥漿隨著斗筒的提升，從簡外側(cè)空隙中快速流入筒底部，形成對孔底的沖刷，是造成擴(kuò)孔或塌孔的主要原因。同時，升降速度在有泥漿護(hù)壁的孔中會形成較大的擾動，影響孔壁穩(wěn)定性。

2.4泥漿護(hù)壁

旋挖鉆成孔，一般均用泥漿護(hù)壁，泥漿應(yīng)具有良好的物理性能、流變性能和穩(wěn)定性能。主要指標(biāo)為密度、粘度、PH值、含砂量等。泥漿用粘土應(yīng)選擇粘粒含量大于50%，塑性指標(biāo)大于20，含砂量小于5%，二氧化硅與三氧化二鋁含量的比值為3～4倍的粘土為宜。

3、鉆孔過程中事故的原因及處理

3.1鉆孔過程事故原因及處理

在鉆孔過程中，如發(fā)現(xiàn)孔壁內(nèi)水（泥漿）位忽然上升溢出護(hù)筒，隨即冒出氣泡，出渣量顯著增大而不見進(jìn)尺，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加，應(yīng)懷疑是坍孔現(xiàn)象；若泥漿突然下降或鉆進(jìn)進(jìn)尺過快，應(yīng)懷疑是遇到溶洞。發(fā)生坍孔或遇溶洞后，應(yīng)及時查明原因，減少人員機(jī)械損失，采取相應(yīng)措施。坍孔不嚴(yán)重時，可用片石與粘土回填到坍孔位以上，并采取改善泥漿性能、深埋護(hù)筒等措施，繼續(xù)鉆進(jìn)。坍孔嚴(yán)重或出現(xiàn)溶洞泥漿全部下降時，應(yīng)立即將孔全部用片石與粘土回填，待回填土沉實(shí)后，重新鉆孔，并在鉆進(jìn)過程中采用相應(yīng)措施，如改善泥漿濃度，減緩鉆孔速度等。

3.2 減少事故發(fā)生措施

（1）施工前認(rèn)真檢查地質(zhì)資料，掌握地質(zhì)狀況，分析可能發(fā)生的問題并制定預(yù)防措施。

（2）自開孔起，在鉆孔所有時段，始終要注意泥漿的質(zhì)量，并確保護(hù)筒內(nèi)泥漿面標(biāo)高不低于地下水位或河中施工水位，這是防止“坍孔”的基本保證。

（3）在易縮徑的淤泥質(zhì)粘土和易垮孔的松散雜填土地層和沙層以及嚴(yán)重透水地層必須使用長護(hù)筒或全護(hù)筒護(hù)壁。護(hù)筒要埋入不透水土層中，可深不可淺。對不能埋入不透水土層中的護(hù)筒要增加泥漿的相對密度和粘度，以增加黏土土層厚度，防止漏漿。

（4）施工前注意鉆機(jī)安裝平穩(wěn)，施工中經(jīng)常檢查鉆架位移量并測量其傾斜度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有傾斜趨勢時，及時處理控制，以防擴(kuò)孔。

4、灌注水下砼時導(dǎo)管出現(xiàn)問題的處理方法

（1）導(dǎo)管下孔前要檢查法蘭連接的密封性，以免管內(nèi)形成高壓氣囊，導(dǎo)管漏水。出現(xiàn)這種情況可拔換導(dǎo)管，重新安裝導(dǎo)管。操作時必須用清水將管內(nèi)的清洗干凈，并用1：2的水泥砂漿灌注潤滑。首批砼的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管首次埋置深度≥2m，以及填充導(dǎo)管底部的要求。灌砼前一定要對導(dǎo)管進(jìn)行減壓。

（2）塞管分初期導(dǎo)管堵塞和中期導(dǎo)管堵塞。

①初期塞管多因隔水栓卡管，有時也可能由于砼本身原因，如坍落度過小、流動性差、夾有大顆粒石塊、拌和不均勻，以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運(yùn)送混凝土未加遮蓋等。可采用長桿沖搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動導(dǎo)管，或提升下落振沖，或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器。如仍不能下落時，則需將導(dǎo)管連同其內(nèi)的泥凝土提出鉆孔進(jìn)行清理。

②中期塞管多因灌注時間過長，表層砼已初凝，或因砼在管內(nèi)停留過久而發(fā)生堵塞。處理方法是將導(dǎo)管或提升、降落，但提升時導(dǎo)管不能提出砼面，降落時不能低于導(dǎo)管沒提升時的標(biāo)高。如仍不能解決，此時應(yīng)將導(dǎo)管拔出，重新安設(shè)鉆機(jī)，用較小鉆頭將鋼筋籠以內(nèi)的混凝土鉆挖吸出，用鉆架將鋼筋骨架拔出，然后回填重新鉆孔成樁。

（3）混凝土拌和物運(yùn)至灌注地點(diǎn)時，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度等，如不符合要求，進(jìn)行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求時，不得使用。

（4）首批混凝土拌和物下落后，混凝土應(yīng)連續(xù)灌注。在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在2～6m。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)的混凝土不飽滿時，應(yīng)慢慢地灌注，禁止在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣帶。在灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常測探井孔內(nèi)混凝土面的位置，及時地調(diào)整導(dǎo)管的埋深，導(dǎo)管拆除要迅速。

（5）為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時，應(yīng)降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上時，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底部2m以上高度，即可恢復(fù)正常的灌注速度。

（6）灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出一定高度，一般為50cm～100cm，以保證混凝土強(qiáng)度，多余部分接樁前必須鑿除，殘余樁頭應(yīng)無松散層。

結(jié)束語

由于旋挖施工工藝對班組操作工人要求較高，實(shí)施起來有一定的難度，應(yīng)該加強(qiáng)班組操作工人的培訓(xùn)，加以推廣。當(dāng)然旋挖鉆進(jìn)也有自身的缺點(diǎn)，如遇硬巖層及卵石層鉆進(jìn)困難，以及成孔后容易縮徑導(dǎo)至下探孔器困難等，但這些問題會隨著研究和應(yīng)用的深入逐步解決。

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