旋挖樁干法成孔施工工藝及質量保證措施

劉 安 民

(和榆高速公路建設管理處，山西 左權 032600)

旋挖樁干法成孔施工工藝及質量保證措施

劉 安 民

(和榆高速公路建設管理處，山西 左權 032600)

介紹了旋挖成孔的工藝類型，闡述了旋挖樁干法成孔方式的施工工藝，從坍孔處置、縮孔和彎孔處置、混凝土澆筑等方面，提出了施工質量保證措施，指出旋挖樁具有成孔速度快、成樁質量好、環境污染小等優勢。

旋挖鉆機，干法成孔，灌注樁，混凝土

鉆孔灌注樁是我國樁基施工中應用最為成熟的技術之一。旋挖樁是鉆孔灌注樁的一種，其具有成孔速度快、成樁質量好、施工噪聲小、環境污染少、施工工期短等特點，得到了我國公路建設者的廣泛認可，被認為是一種先進的綠色施工工藝。目前，該技術在我國很多省市得到了廣泛應用，取得了可觀的效益。

1 概述

旋挖鉆孔灌注樁，一般指由旋挖鉆機施工的樁型(見圖1)，簡稱為旋挖樁。適用于各種土質層和砂類土、碎(卵)石土或中等硬度以下基巖的橋墩樁基施工。

常見的旋挖鉆頭有螺旋鉆頭(見圖2)、旋挖斗(見圖3)、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭、液壓抓斗和擠石鉆頭。應根據不同的地層選擇適用的鉆頭類型。

旋挖鉆機的成孔速度最快能達到1 m/min。據統計，在相同的地層中，旋挖鉆機的成孔速度是轉盤鉆機的5倍～10倍。與傳統成孔方式相比優勢顯著，可有效保證施工進度，節省工期，減少施工投入。

選擇使用旋挖樁工藝，施工中基本無噪聲、無振動、無地面隆起或側移，對環境影響很小；適應性強，可穿越各種土層，甚至可以嵌入基巖；施工設備簡單輕便，能在較低的凈空條件下設樁；技術成熟，成樁質量好。

旋挖成孔工藝類型有四種，分別是干孔鉆進、造壁鉆孔、全護筒鉆進、靜漿護壁鉆進四種。選擇采用旋挖樁時，應根據不同的地質結構，選擇適用的成孔方式。干式或清水鉆進工藝主要適用于一些粘結性較好的土層，在鉆進中無需進行泥漿護壁。在土質松散或有地下水分布的土層，由于鉆進中孔壁不穩定特別容易出現坍塌，則必須采用泥漿護壁工藝進行鉆進作業。

2 干成孔方式施工工藝

在某工程中，設計的樁基穿過的土層上部較為松散，以回填土層和粉砂巖為主，且施工場地地質結構較為復雜。經施工方綜合考慮地質條件、工程設計和施工工期等要求，決定使用旋挖鉆孔灌注樁技術，成孔方式為旋挖鉆機干法成孔，如圖4所示。

按照設計和施工要求，不同的土層應使用不同的鉆進鉆頭。在本次施工中，根據施工現場地質條件，決定使用旋挖斗鉆頭在回填土層中進行鉆進，使用旋挖撈砂鉆頭進行清孔。使用旋挖截齒桶鉆進行嵌巖段的鉆進，使用旋挖螺旋鉆頭進行局部砂巖部位的鉆進。

1)施工準備。主要是平整施工場地和確保鉆機安全就位施工。在正式施工前，將場地雜物進行清除。為防止鉆機發生沉陷等，應對場地進行碾壓處治，確保其強度能有效保證鉆機安全。合理設計場地的布局，做到通道通暢，應利于鉆渣外運和鉆機轉場，確保混凝土泵送的快捷。旋挖鉆機和其他機具應準時入場，各設備安全就位后，進行鉆機鉆頭中心是否和樁中對應一致的校核，要求將誤差控制在2 cm以內。

2)埋置鋼護筒。為防止鉆進中出現的地表層大面積塌孔現象，應采用人工挖坑的方式在樁位點進行護筒埋置。合理選擇護筒，采用的護筒內徑應比鉆頭直徑大100 mm，其他指標應符合設計要求。

護筒埋設完畢后，應使用粘土將護筒與坑壁之間的空隙進行填埋并壓實，其頂面應比地面高20 cm～30 cm。同時，進行護筒傾斜度檢測，應將其偏差控制在1%以內。

進行護筒埋深控制，其目的在于有效確保鉆機鉆進過程中的豎直度。在粘性土中，護筒的埋深應控制在4 m以上。在砂土中，護筒的埋深應控制在8 m以上。

3)鉆孔。當鉆機就位準確后開始鉆進，在剛開始鉆進時，要低速鉆進，放斗要穩，提斗要慢，以確保孔位無偏差。鉆進護筒以下3 m后即可高速鉆進。

在孔口段(一般是5 m～8 m段)的鉆進中，對鉆進的垂直度應予以實時監控，對出現的偏差應及時采取糾偏措施。應建立鉆進過程的定時檢測制度，按制度要求進行鉆孔施工記錄的填寫。

4)清孔。鉆頭鉆進到設計深度后，為將孔底虛土盡量裝入斗內，鉆斗應留在原處旋轉數圈。清理孔底時，沉渣的清理一般是使用沉渣處理鉆斗排出，在進行混凝土澆筑前，為有效減少樁底沉渣厚度，可將裝滿混凝土的大方量漏斗快速放下，利用重力沖擊來壓縮樁底浮渣的厚度。

5)鋼筋籠制作和安裝。在鋼筋加工平臺進行鋼籠加工，焊接好的鋼籠應符合設計要求。在設計中，鋼籠進行起吊和移位而產生的變形應予以考慮。對存放鋼籠的場地應進行處置，確保其堅實平整。

利用吊機將鋼籠整體吊裝到孔內。下放時，應對準孔位，鋼籠應順直且緩慢下放，禁止強行下放。防止傾斜、彎折或碰撞孔壁。下放困難時，應查明原因并處理后繼續下放。

6)聲測管安裝。在鋼籠加工的同時按設計要求的根數進行聲測管安裝，并使用加強筋將其對稱焊接在鋼筋籠內側。應確保安裝好的管內無異物，為避免灌注中混入混凝土漿，各節段連接處應使用膠帶封合密實。安裝好的聲測管使用灌水實驗檢查無誤后封閉兩端。

7)導管連接。為防止發生漏漿，導管各節段的連接處應使用橡膠密封圈進行密封。在進行灌漿前，應使用氣泵進行導管的水密承壓試驗確認其不存在漏水現象。導管底部應距離孔底一定距離，一般控制在30 cm左右。

8)二次清孔。將排氣管插入導管內，其底部應與導管底部具有一定距離，一般是在2 m左右。將壓縮空氣從排氣管底部噴出，經過多次循環后，達到將孔內沉淀、鉆渣排出的目的。可直接使用空吸泵進行清渣，該法用于孔深不足10 m時較多。

9)混凝土灌注成樁。當孔底沉渣厚度符合設計要求后，即可開始進行混凝土的導管灌注作業。灌注作業必須連續進行，不得無故中斷。為使得樁頂下樁身的混凝土強度符合設計要求，灌注樁的頂面應比設計的高，該高度差一般控制在30 cm～100 cm左右。在灌注過程中，專人實時進行混凝土面上升高度的觀測，并做好灌漿記錄。隨著混凝土面的上升，應逐節進行導管拆除。

為確保樁身質量，應采用隔樁法施工，相鄰樁混凝土的強度達到設計強度的70%及以上即可。

3 施工質量保證措施

在施工中，應采取有效措施，確保施工的質量。對出現的坍孔、斜孔等情況，應停止鉆進，采取措施后方可繼續施工。

1)坍孔處置。當坍孔發生在鉆進中時，應及時查找原因并采取有效的處置措施。對坍孔不嚴重的，一般采取原地回填搗實后繼續鉆進方式，也可以采用加深護筒埋深后繼續鉆進方式。當坍孔嚴重時，則必須將原孔回填密實后重新進行鉆進。還可以采用在發生坍孔的樁基周圍一定距離對稱鉆孔進行水泥砂漿壓灌后繼續鉆進的方式，這主要適用于松散的填土層或是石塊含量大的土層。

2)縮孔和彎孔處置。對在鉆進過程中發現的彎孔縮孔現象，可通過掃孔來有效解決，即使用鉆頭在彎(縮)孔處上下反復多次掃孔，通過擴大孔徑來確保鉆洞正直。對于探頭石等障礙物將鉆頭擠向一側導致的嚴重彎孔，則需要將小片石或卵石與粘土拌合均勻后，將其回填到偏孔處，待其自然沉降密實后繼續進行鉆進的方式。

3)埋鉆和卡鉆處置。使用干法成孔過程中，當一次進尺太多時，則特別容易出現埋鉆。在鉆進過程中，當鉆頭底蓋合龍不好時，其自動打開則容易導致出現卡鉆。還有就是碎石掉落導致的卡鉆，這種情況在碎石地層中出現的較多。

對出現的埋鉆或卡鉆不可以強行啟動鉆機。當遇到埋鉆或卡鉆時，鉆頭周圍所形成的側阻力是很大的，強行啟動則容易導致鉆桿扭斷、動力頭損壞等。首先，應采取有效措施保持孔內壓力以防止孔壁坍塌，再根據形成埋(卡)鉆的原因采取對癥措施逐步消除鉆頭周圍的側阻力。

4)混凝土澆筑。為確保成樁質量，混凝土澆筑過程中不得出現停頓。在澆筑過程中，樁身密實是不能通過振搗來實現，其主要是通過混凝土的自重壓密和流動來實現，則進行混合料的配合比、坍落度等指標控制就成為確保樁身密實的關鍵。

5)遇到流砂、淤泥時的措施。對出現的不嚴重的流砂、淤泥，應通過穩定液護壁來提高孔壁穩定性，將鉆進速度降低后繼續進行作業即可，當遇到比較嚴重的流砂時，采用較多的方法是在流砂段使用鋼護管將孔壁穩定，等澆筑混凝土上升面超過流砂段以上后，再迅速拔出鋼護管。使用該法的缺陷在于增加了工程成本。

4 結語

旋挖灌注樁是具有自動化操作技術的鉆孔設備，成孔速度快，成樁質量好，是一種綠色樁基施工工藝。其工效是普通回旋鉆機的1倍。同時，能夠適用不同的地質工程，使地域限制對樁基施工的影響降至最低。缺陷在于旋轉鉆機昂貴，施工成本較高，這是影響旋挖樁廣泛應用的最主要因素。

隨著技術的發展，施工成本將進一步降低，特別是高速公路建設向中西部地區的擴展，旋挖樁在我國具有極大的應用和發展前景。

[1] 李成芳，熊啟東，孔凡林.旋挖成孔灌注樁在松散高填方地基中的應用[J].地下空間與工程學報，2010(6)：108-109.

[2] 劉曉榮.濕陷性黃土旋挖鉆成孔灌注樁施工方法[J].科學之友(下)，2012(9)：96-97.

[3] 章新安，譚向軍.多年凍土區鉆孔灌注樁干法成樁施工技術[J].山西建筑，2006，32(13)：76-77.

The construction technology and quality assurance measures of rotary digging pile dry dry-boring

Liu Anmin

(HeyuHighwayConstructionManagementOffice,Zuoquan032600,China)

This paper introduced the process types of rotary digging pore forming,elaborated the construction technology of rotary digging pile dry-boring methods,from the slumping hole disposal,shrinkage cavity and curved hole disposal,concrete pouring and other aspects,put forward the construction quality assurance measures,pointed out that the rotary digging pile had rapid pore forming,good piling quality,small environmental pollution and other advantages.

rotary digging pile rig,dry-boring,bored pile,concrete

2015-10-12

劉安民(1965- )，男，高級工程師

1009-6825(2015)36-0045-02

TU473.1 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A