淺談旋挖鉆孔灌注樁在樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用

陳欽浩

摘 要：隨著各重點(diǎn)工程項(xiàng)目對(duì)樁孔質(zhì)量、成孔速度等要求的不斷提高，鉆孔灌注樁在房屋建筑基礎(chǔ)中日益增多，鉆孔灌注樁在基礎(chǔ)應(yīng)用中，越來(lái)越重要，相應(yīng)地促進(jìn)了鉆孔灌注樁施工技術(shù)的快速發(fā)展。現(xiàn)結(jié)合在樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中的體驗(yàn)，分析在施工過(guò)程中旋挖鉆孔灌注樁的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆機(jī)；灌注樁；樁基礎(chǔ)工程

1 工程概況

某房屋建筑工程采用鉆（沖）孔成孔灌注樁基礎(chǔ)，樁總數(shù)為588根，樁徑為800mm、1000mm、1200mm三種，樁凈長(zhǎng)13-23m，單樁豎向承載力特征值分別為3800KN、6000KN、8000KN。樁基礎(chǔ)以上結(jié)構(gòu)為地下室兩層，地上27層框剪結(jié)構(gòu)。

由于場(chǎng)地狹小，樁數(shù)多且工期緊，為確保施工質(zhì)量及進(jìn)度，決定采用旋挖鉆孔灌注樁的施工技術(shù)進(jìn)行施工。

圖1 某房屋建筑工程場(chǎng)地情況

2 旋挖鉆機(jī)成孔原理

旋挖成孔是利用旋挖鉆機(jī)鉆桿與鉆斗的旋轉(zhuǎn)作業(yè)，從而讓鉆斗自重同時(shí)添加液壓當(dāng)做鉆進(jìn)壓力，導(dǎo)致土屑填充實(shí)鉆斗后抬高鉆斗出土。根據(jù)鉆斗的反轉(zhuǎn)、挖土、抬高、卸土以及泥漿護(hù)壁，重復(fù)進(jìn)行成孔。對(duì)粘結(jié)性好的巖土層，可選擇非濕式或清水鉆進(jìn)技術(shù)，可以沒(méi)有泥漿護(hù)壁。但是針對(duì)容易坍塌地層，以及地下水覆蓋領(lǐng)域，需要選擇泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)技術(shù)，往孔內(nèi)填進(jìn)護(hù)壁泥漿實(shí)施護(hù)壁。

3 旋挖鉆孔灌注樁工藝流程

3.1 旋挖鉆機(jī)就位準(zhǔn)備

旋挖樁機(jī)開(kāi)孔前必須確保樁位準(zhǔn)確性，樁機(jī)施工面回填土穩(wěn)固性，并合理設(shè)置泥漿池、卸土的堆放位置及鋼筋加工場(chǎng)。鉆孔時(shí)為避免影響成樁質(zhì)量，相距5.0m內(nèi)的任何其他樁在砼灌注完成24h后才能開(kāi)鉆。在鉆孔進(jìn)行的過(guò)程中，應(yīng)不斷檢查鉆機(jī)穩(wěn)定、位移與傾斜，避免出現(xiàn)成孔傾斜等問(wèn)題。

3.2 鋼護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒應(yīng)穿過(guò)淤泥質(zhì)黏土層及粉土層，避免護(hù)筒底出現(xiàn)坍塌。此工程鋼護(hù)筒選擇8mm厚鋼板卷制而成，內(nèi)徑超出樁徑20cm，長(zhǎng)是6米，埋設(shè)時(shí)候保證鋼護(hù)筒的豎直度與水平偏位。

3.3 調(diào)整旋挖鉆機(jī)鉆桿的垂直度

旋挖鉆機(jī)可通過(guò)配備的電子控制系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆桿的垂直度，在進(jìn)行鉆進(jìn)的時(shí)候配備專業(yè)人士對(duì)鉆機(jī)垂直度進(jìn)行監(jiān)督，指引機(jī)手調(diào)整鉆桿垂直度。同時(shí)通過(guò)人工觀測(cè)鉆機(jī)鉆桿的作業(yè)情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保樁成孔的垂直度。

3.4 護(hù)壁泥漿

施工中須做好現(xiàn)場(chǎng)泥漿的配制、排污、更換工作，并控制泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)滿足施工過(guò)程需要。針對(duì)特殊地質(zhì)情況，不斷調(diào)整泥漿各項(xiàng)指標(biāo)，確保護(hù)壁泥皮的厚度及強(qiáng)度。

3.5 鋼筋籠的安裝

鋼筋籠安裝采用大型吊車(chē)起吊，對(duì)準(zhǔn)樁孔中心放入孔內(nèi)。樁孔較深時(shí)鋼筋籠應(yīng)分段加工，在孔口處進(jìn)行對(duì)接。下放鋼筋籠應(yīng)防止碰撞孔壁，如下放受阻，不得強(qiáng)行下插。一般采用正反旋轉(zhuǎn)，緩慢逐步下入。

3.6 清孔

清孔在成樁質(zhì)量中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，通過(guò)清孔保證孔底沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。清孔主要通過(guò)兩部分構(gòu)成，首次清孔是需要在成孔結(jié)束后馬上實(shí)施，二次清孔需要在下放鋼筋籠與澆注砼的導(dǎo)管安裝完成后實(shí)施，二次情況必須確保孔底沉渣厚度小于50mm。若二次清孔發(fā)現(xiàn)沉渣厚度過(guò)大時(shí)，應(yīng)將鋼筋籠提至孔外，用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行二次清孔，直到滿足設(shè)計(jì)要求才能進(jìn)行下一道工序施工。自清孔結(jié)束至開(kāi)始砼澆筑的時(shí)間需要掌控在1.5h到3h間，大于4h應(yīng)再次清孔。

3.7 砼水下灌注

開(kāi)始灌注砼時(shí)，導(dǎo)管底端到孔底的距離為0.3-0.5m。首批砼必須填充滿導(dǎo)管底部并使導(dǎo)管埋深≥1.0m，后續(xù)砼應(yīng)連續(xù)灌注。在灌注過(guò)程中，應(yīng)提動(dòng)和反插導(dǎo)管，沖搗水下砼密實(shí)。專人作好灌注記錄，及時(shí)測(cè)量和記錄灌注高度和埋管深度，樁砼頂面超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)高0.8m。

4 常見(jiàn)問(wèn)題及預(yù)防措施

4.1 旋挖鉆孔偏斜

旋挖鉆孔偏斜的原因有旋挖鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，鉆機(jī)下鉆不對(duì)正，地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。旋挖鉆機(jī)就位前場(chǎng)地須夯實(shí)平整，或采用鋼板鋪墊施工作業(yè)范圍，鉆機(jī)處于水平下再進(jìn)行作業(yè)。進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時(shí)，鉆速要慢檔且采用自重進(jìn)尺。鉆孔偏斜時(shí)，可提起鉆頭，上下反復(fù)掃鉆幾次，若無(wú)效，偏斜區(qū)域回填粘土重新鉆進(jìn)。

4.2 成孔過(guò)程中塌孔

在成孔過(guò)程中，由于護(hù)筒埋置深度不夠或護(hù)筒周?chē)靥钔梁粚?shí)不夠、進(jìn)尺速度過(guò)快、泥漿護(hù)壁不夠等，極易造成塌孔。應(yīng)在成孔前準(zhǔn)確分析場(chǎng)地條件及巖土層分布情況，確保護(hù)筒穿過(guò)回填土層及淤泥層。若發(fā)現(xiàn)護(hù)筒下沉過(guò)多或傾斜，應(yīng)將護(hù)筒四周回填土清除，扶正護(hù)筒并用粘土分層回填夯實(shí)。鉆斗經(jīng)過(guò)護(hù)筒底部時(shí)要輕壓慢轉(zhuǎn)，在進(jìn)入砂礫層及砂層時(shí)，要避免進(jìn)尺過(guò)快或停在一處空鉆時(shí)間太長(zhǎng)。發(fā)現(xiàn)塌孔情況較為嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)采用粘土掩埋孔洞，并在大于24小時(shí)以后才能重新成孔。

4.3 縮孔現(xiàn)象

常遇見(jiàn)的縮孔現(xiàn)象主要是由于地層中有塑性土，遇水膨脹后使孔徑縮小。施工前應(yīng)重視地質(zhì)資料，及時(shí)掌握地層中是否存在塑性土及其分布情況。發(fā)現(xiàn)地層中存在塑性土應(yīng)提前做好預(yù)防措施，采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔過(guò)程中，孔壁能夠快速形成泥皮，則孔壁不會(huì)滲水引起膨脹造成縮孔。如出現(xiàn)縮孔應(yīng)上下反復(fù)掃孔，確保孔徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.4 沉渣厚度超過(guò)設(shè)計(jì)要求

沉渣厚度超過(guò)設(shè)計(jì)要求可能存在以下原因：清孔不到位或未進(jìn)行二次清孔；泥漿比重過(guò)小或泥漿注入量不足難于將沉渣浮起反出樁孔；鋼筋籠吊放過(guò)程中，碰撞孔壁導(dǎo)致泥土塌落樁底；清孔后，等待砼澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，泥漿沉積重新形成沉渣。成孔過(guò)程中應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不可任意添加清水改變泥漿各項(xiàng)比重。鋼筋籠吊放時(shí)，控制好鋼筋籠中心線，減免鋼筋籠碰撞孔壁。下完鋼筋籠后，應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，直至沉渣厚度滿足設(shè)計(jì)要求才開(kāi)始灌注砼，首批砼應(yīng)有足夠儲(chǔ)備量，利用砼的巨大沖擊力濺除孔底沉渣達(dá)到清除孔底沉渣的目的。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，旋挖鉆孔灌注樁的施工技術(shù)較為復(fù)雜，上層構(gòu)造的安全與建筑物的下沉與成樁的程度是緊密相連的，同時(shí)灌注樁最基本的施工具有特殊性，進(jìn)行施工時(shí)候有一點(diǎn)不仔細(xì)就不難導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生，因此，在進(jìn)行施工過(guò)程里需提高所有步驟的監(jiān)管力度，努力遵守設(shè)計(jì)和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在最短的時(shí)間內(nèi)處理施工進(jìn)行時(shí)存在的不足。

參考文獻(xiàn)

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