鉆孔灌注樁穿越拋石層的成樁施工工藝*

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0 前言

在鉆孔灌注樁施工中，為保證施工周期及施工質量，結合施工成本，經常采用不同的成孔工藝結合的方式進行樁基施工。以昆山中環快速化改造工程為實例，介紹在特殊地層結構中2 種成孔方式結合的施工工藝。

1 工程概況

昆山中環快速化改造工程，工程量大，工期緊。樁基施工的效率成為影響中環高架橋梁施工進度的重要因素之一。因此，在本工程的施工中，結合實際情況，及時調整施工工藝，成為達到施工目標的重要手段。

在跨蘇瀏線大橋東半幅水下樁基施工中，施工區域地質總體上以上部黏土，下部粉土粉砂為主。由于受到原自來水管線搬遷余留拋石影響，回旋鉆機在常規成孔施工中，遇到難以鉆進的問題。僅采用GPS-20回旋鉆機成孔，在拋石范圍內成孔效率低，設備易損壞。導致施工周期拖延、施工成本加大的問題。

2 施工工藝[1-5]

在探明拋石層厚度后，鋼護筒由12 m長增加至17 m，保證穿過拋石層并且入土深度達到要求。同時調整施工設備，考慮到地層下部主要以粉土、粉砂為主，沖擊鉆施工至地層下部，鉆頭難以回彈，施工效率變低。因此，拋石層成孔采用沖擊鉆成孔，主要施工拋石層及較硬的地表土層，成孔孔壁堅實、穩定，坍孔少；施工至下部地層，移機后更換回旋鉆機成孔。

2.1 施工放樣

樁位經過放樣，打設鋼護筒并設置十字樁線，同時加長護筒保證護筒穿過拋石層足夠深度，確保孔壁穩定，防止發生坍孔、串孔等現象。

護筒打入拋石層后，由于拋石空隙較大，土層穩定性差，容易產生串孔甚至坍孔。為確保順利成孔，在加長護筒的同時，現場還需準備部分水泥，視成孔情況，于必要時向孔內加入水灰比1∶1的水泥漿填充孔隙，對孔壁進行穩定。

2.2 開孔作業及沖擊鉆成孔

由于沖擊鉆開孔作業效率較低，利用回旋鉆機低擋慢速進行開孔作業，鉆進至河床底9 m深處移機，采用沖擊鉆穿越拋石層，沖擊鉆就位，沖擊鉆中心對準鋼護筒中心。由沖擊鉆進行錘擊施工，拋石表面基本平整，適于沖擊鉆直接進行施工。

沖擊鉆成孔對泥漿性能要求與回旋鉆不同，沖擊鉆成孔對孔壁干擾大，需加大泥漿相對密度。開鉆時先用沖擊鉆以小沖程（錘高0.4～0.6 m）反復沖擊造漿。使孔壁堅實不坍不漏。

待鉆進深度超過鉆頭全高加沖程后，方可進行正常沖擊，本階段沖程范圍在1～3 m。在初始階段深約1～2 m，為使鉆渣擠入孔壁，減少掏渣次數，正常鉆進后應及時掏渣，確保有效沖擊孔底。

在調整沖程時，均勻地松放鋼絲繩的長度。一般在松軟土層每次可松繩5～8 cm，在密實堅硬土層每次可松繩3～5 cm。

過程中必須合理松繩，松繩過少，形成打空錘，使鉆機、鉆架及鋼絲繩受到過大的意外荷載，遭受損壞；松繩過多，則會減少沖程，降低鉆進速度，嚴重時使鋼絲繩糾纏發生事故。為正確提升鉆頭的沖程，在鋼絲繩上做好長度標志。

在沖擊成孔過程中及時進行取渣，取至泥漿內含渣顯著減少，無粗顆粒，相對密度恢復正常為止。取渣后及時向孔內添加泥漿或清水以維護水頭高度，投放黏土自行造漿的，一次不可投入過多，以免粘錐、卡錐。

2.3 成孔施工

成孔作業需連續進行，一旦因故停鉆，必須將鉆頭提離孔底5 m以上，以防止坍孔埋鉆。在取渣后或因其他原因停鉆后再次開鉆，應由低沖程逐漸加大到正常沖程以免卡鉆。

整個成孔過程中，保持孔內外水頭差。沖擊鉆施工過程中，鉆進至河床底約14 m處，成孔施工穿過拋石區進入松軟粉土層，錘擊貫入度明顯減少，成孔效率降低。此時停止沖擊施工，移走沖擊鉆，更換回旋鉆進入下層地質鉆孔樁成孔施工。

回旋鉆機就位，保證鉆頭與鋼護筒垂直，采取常規回旋鉆施工工藝。更換設備后泥漿采用原漿，并且及時測定出漿口泥漿指標，必要時參考試成孔的試驗結果（即泥漿配比為：水∶膨潤土=100∶9。此配比下的人造泥漿相對密度為1.07；黏度27 s），沖擊鉆施工用泥漿相對密度較大，視情況需調整泥漿濃度。

本工程施工在水中成孔，更換設備后泥漿性能滿足施工要求，無需調整泥漿濃度。

開鉆時，低擋慢速鉆進，鉆到沖擊面以下1 m后，采用正常鉆速成孔（表1）。成孔過程中，采用測繩探孔深。

表1 各土層的鉆機鉆進速度控制指標參考值

3 結語

本工程施工過程中，利用回旋鉆的優勢進行開孔作業，之后采取沖擊鉆穿越拋石層，沖擊鉆成孔效率降低后，再利用回旋鉆進行下層粉土施工。

通過不同設備的配合施工，避免了因清除大量拋石，浪費大量的時間，還有效防止設備的損壞，節省了施工成本，提高了施工效率，同時保證了施工質量。沖擊鉆結合回旋鉆施工，施工過程中的設備的交替，在棧橋平臺上完成，現場調控作用尤為重要，為以后類似的施工積累了寶貴的經驗。

施工結果表明，在現代化工程施工中，單一的施工工藝已經不能完全滿足施工技術的需要。多種施工工藝的結合，不僅明顯提高了施工效率，降低了施工成本，同時也增加了企業在日趨激烈競爭中的生存能力，必將成為越來越多的建筑施工企業的不二選擇。