實例分析旋挖灌注樁施工技術

文/位少強 機械工業第四設計研究院有限公司 河南洛陽 471039

實例分析旋挖灌注樁施工技術

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國內建筑工程科學技術快速發展，新技術新設備日新月異，不僅提升了建筑工程的施工效率，還進一步完善了施工中的經濟性﹑合理性。其中旋挖樁施工技術具有成孔速度快﹑施工效率高﹑無循環泥漿﹑產生廢漿少﹑對環境污染小﹑安全性能可靠等特點，越來越多運用于房屋建筑工程施工中。下文就建筑工程旋挖樁在樁基礎施工時就工藝特點如何實踐應用進行了簡要闡述。

建筑施工；旋挖樁；施工工藝；質量控制

旋挖樁施工是借助鉆桿﹑鉆斗旋轉的作用，鉆進壓力借助鉆斗自重以及加液壓實現，使土裝滿鉆斗后提升鉆斗出土。通過鉆斗的旋轉﹑挖土﹑提升﹑卸土和泥漿置換護壁，反復循環而成孔，是一種新型的樁基礎施工工藝。適用于穿越填土﹑粘土﹑粉土﹑砂土﹑碎(卵)石層﹑風化巖層以及起伏變化大的軟質巖層。由于樁基施工從鉆孔開始到水下混凝土澆灌，有極強的隱蔽性和一次成型性，受到施工中各道環節和各種因素的影響，成樁的好壞直接影響到結構安全，因此本文根據實際項目的成功經驗，從鉆孔﹑鋼筋籠制作及安裝﹑水下灌注混凝土以及各種突發情況的處理等多方面進行詳細介紹，達到旋挖樁成樁質量的目的。

1、工程概況

此建筑工程項目一期工程項目，總建筑面積約七萬平方米，該工程由一幢30層服務性公寓及多排沿街商鋪組成，設一層地下室，主樓樁共計178根，裙房樁105根。樁徑分別為1.7米，1.3米﹑1.0米三種，承載力特征值對應為8400KN﹑5400KN﹑3400KN，樁長在12-15米左右，不擴底。樁基持力層為4-3層中風化泥質石英砂巖，進入持力層應大于1d且大于1.5米，樁身混凝土強度等級為C35，孔底沉渣厚度應小于5厘米。此施工項目具有較為復雜的結構，地質變化情況也較為明顯，由此，在實際施工中，需要詳細了解施工情況，借助旋挖機鉆孔以及泥漿護壁灌注方法完成樁基施工。

2、場地巖土層的劃分與特征

依據巖土地勘報告巖土層性質特征描述如下：第1層，素填土耕植土，淤泥質填土，層厚0.2米至4.6米，灰黃色，松散，稍濕，主要由碎塊石和少量建筑垃圾及粘性土組成。第2-1層：粉質粘土，層厚0.5米至7.2米，灰黃色﹑局部灰色，可塑，含少量碎礫石。第3-1層：含漂石卵石粉質﹑粘土混碎石，層厚0.7米至12.1米，灰黃色，含漂石，卵礫石圓或次圓狀，局部夾有可塑狀粉質粘土混碎石層。第3-2層：粉質粘土混碎石，層厚0.4米至3.9米，灰黃色，軟可塑至可塑，碎礫石粒徑一般1至3cm為主，少量8至lOcm，含量在25%至40%之間，局部分布。第4-2層：強風化泥質石英砂巖，層厚0.4米至3.2米，灰黃色，強風化，原巖結構大部分破壞，風化裂隙和節理十分發育，巖體破碎，巖芯呈碎礫石狀為主，夾有少量風化泥土，碎礫石部分手不能掰動，但錘擊易碎。第4-3層：中風化泥質石英砂巖，層厚4.2米至19.1米，灰黃﹑灰黑色，中風化，質較堅硬，錘擊聲較清脆。鉆孔控制深度范圍內存在地下水，位置在為中下部含漂石卵石層，屬孔隙型承壓水，水位變化較穩定，水量較豐富。

3、簡析施工流程

平整施工現場→大孔并做好定位施工→鉆機開孔→設置護筒并注入穩定液→旋挖鉆進至中風化層→終孔測入巖深度→清孔→下放鋼筋籠→插入混凝土導管→水下灌注混凝土→拔出導管→拔出護筒

3.1 測量定位及護筒埋設

測量定位：施工場地內建立二級測量控制網點，圍繞基坑周邊環形設置測量點。選用全站儀采用極坐標法放樣確定樁鉆孔圓心，并在圓中心位置打入定位鋼釬，在樁位四周準確標出四個十字交叉點，并在四個點上用細繩拉十字線，以控制鉆頭的中心。孔位偏差應控制在5mm以內。

護筒埋設方案分析：擺正鉆機機體，使其與鉆桿以及樁位鋼釬三者的垂直度保持一致，而后選擇鉆桿頂部位置借助吊車將筒式鉆頭安裝好，保證位置正確，保證旋挖鉆機自行鉆成大于樁徑20cm的孔，采用自帶的液壓系統將護筒壓入孔內，護筒需要在地面以上30厘米位置處，并保證護筒中心與樁位中心偏差低于50毫米，保證傾斜度偏差小于百分之一，用粘土將護筒與坑壁之間進行填充。護筒的埋設深度在粘性土中不宜小于lm，在砂土中不宜小于1.5m。護筒應高出地面5Ocm，隨即注入泥漿穩定液，并應保證孔內穩定液面高于地下水位lm以上。

3.2 成孔及成樁

①鉆機就位：旋挖鉆機底盤為伸縮式自動整平裝置，并在操作室內有儀表準確顯示電子讀數，當鉆頭對準樁位中心十字線時，各項數據即可鎖定，勿需再作調整。鉆機就位后鉆頭中心和樁中心應對正準確，誤差控制在2cm內。②鉆進：當鉆機就位準確，泥漿制備合格后即開始鉆進，鉆進時每回次進尺控制在60cm左右，剛開始要放慢旋挖速度，并注意放斗要穩，提斗要慢，特別是在孔口5至8米段旋挖過程中要注意通過控制盤來監控垂直度，如有偏差及時進行糾正，而且必須保證每挖一斗的同時及時向孔內注漿，使孔內水頭保持一定高度，以增加壓力，保證護壁的質量。本工程泥漿采用膨潤土配比，比重控制在1.05至1.1之間。③清孔：鉆進至設計孔深后，將鉆斗留在原處反復掃孔，將孔底渣土盡量裝入斗內，起鉆后仍需對孔底虛土進行清理。放鋼筋籠前，再進行二次清孔，用沉渣處理鉆斗來排出沉渣以及反復掃孔通過壓力把少量虛土懸浮于泥漿之中。④在制作鋼筋籠制時需要保證與設計要求一致，放置鋼筋籠的地面需要保證平整，在下放之前需要對隱蔽工程進行驗收合格，順直下放，避免擺動對孔壁位置造成碰撞，完成后將鋼筋進行定位焊制操作。⑤將鋼筋籠下放到設計要求深度位置以后，需要及時將混凝土輸送導管下放好，以免碰撞在鋼筋籠上，鋼筋籠下放以及水下混凝土澆搗完成這個時間段應控制在30至60分鐘之間。導管的材質多由20厘米到30厘米直徑的鋼管構成，同時需要保證導管內壁的表面位置強度以及剛度﹑光滑度達到一定標準，導管接頭位置需要做到密封，并保證便于裝卸操作。在對導管進行下放時，需要做好計算，在進行布置時需要保證各個導管之間的澆筑面積覆蓋，從而使導管的有效作用半徑能夠達到3-4m，同時，還需要保證導管第一節底管長度≥4m。⑥對灌注混凝土成樁施工操作的分析：首先需要保證配制的混凝土強度與設計要求相符，同時需保證其和易性較好，在對混凝土進行灌注時，導管底部到孔底之間保證30-50厘米的距離為最佳，從而將導管在混凝土土面下0.8米位置埋入。其次，混凝土需要保證連續灌注操作直到符合設計標高要求，在灌注操作中還需要將導管深埋，一般2-6米為最佳，需注意導管不能漏出混凝土表面，在施工完成后，需要安排專業人員對導管的埋入深度以及內外混凝土液面高差進行測量。盡量控制澆灌時間，以防止虛土沉底以及縮孔等問題。

4、旋挖樁關鍵問題處理

4.1 鉆孔塌孔與縮徑

本工程旋挖樁機鉆孔過程中經歷多個地質層次，個別孔出現塌孔及縮徑現象，主要位置在卵石層。塌孔主要原因分析為兩個層次交接時，鉆進速度過快以及孔內補漿不及時造成。而縮徑原因主要是地層復雜﹑鉆進進尺過快﹑成孔后放置時間過長，沒有灌注砼等原因所造成。為有效防止塌孔和縮徑問題，旋挖樁在鉆進過程中應根據地質情況控制進尺速度，當粘土層到卵石層時，應減速慢進；在卵石層中，應適當增加掃孔次數，防止縮徑，成孔速度應控制在2米/小時以內。沒有特殊原因，鋼筋籠安裝后應立即灌注砼。

4.2 孔底沉渣控制

樁底沉渣過厚的原因主要是：清孔鉆頭無法清理沉底的浮土，清孔鉆頭清孔不凈，清孔的標高未控制好，一般應比鉆孔標高低下去一百至兩百毫米。另外，吊放鋼筋籠的過程中，孔壁和樁孔周圍的松土容易掉入孔內。應做好樁孔周圍的圍護及松土的清理工作，鋼筋籠的保護層厚度應控制好。孔底沉渣厚度不應大于五十毫米，施工過程中應保證樁端持力層不被擾動。本工程在沉渣控制中主要做好以下幾點：首先，終孔時采用專用鉆斗取沉渣；第二，下鋼筋籠前反復掃空，使沉渣懸浮；第三，控制成樁時間，以最快速度完成砼澆搗；第四，防止周邊渣土落入孔內及塌孔。

結束語：

綜上所述，隨著我國建筑工程技術水平不斷提升，旋挖樁施工技術具有安全性好﹑施工速度快﹑環保等眾多優點，將會越來越多地應用到房屋建筑工程樁基施工中。同時，根據地質實際情況選用旋挖樁施工，通過本工程的成功實踐，施工質量也完全達到了設計圖紙及規范的要求。