淤泥質軟土地層旋挖鉆成孔技術研究

劉進才

(山西機械化建設集團公司，山西太原 030009)

淤泥質軟土地層旋挖鉆成孔技術研究

劉進才

(山西機械化建設集團公司，山西太原 030009)

結合某淤泥質軟土地層工程實例，介紹了高壓旋噴注漿預處理施工技術，并探討了采用旋挖鉆機結合靜態泥漿護壁成孔的施工方法，總結了在淤泥質軟土地層中旋挖鉆孔的控制要點，以確保工程的質量。

淤泥質軟土，高壓旋噴，注漿，旋挖成孔，施工方法

1 淤泥質軟土對旋挖成孔的影響

淤泥質軟土作為特殊性質的土質，其顯著的特征就是被擾動后結構強度驟減。在采用旋挖鉆機鉆孔施工穿越層厚較大的淤泥質軟土時，由于鉆頭在鉆進時會對樁孔周邊土體產生剪切擾動，從而引起樁孔周邊飽和土體產生超孔隙水壓力并發生液化，進而引發樁孔周邊土體縮頸甚至塌孔，造成樁孔周邊地面沉降、混凝土灌注施工超方甚至斷樁等工程質量事故。

2 注漿預處理輔助旋挖成孔

2.1 工程實例

某建筑物灌注樁地基處理工程，根據地勘報告，灌注樁施工場地地層的上部第①層素填土層，位于地下水位附近，呈松散軟弱狀態，層厚約10 m～13.0 m。旋挖鉆機在該地層中鉆進成孔發生嚴重“縮孔”及“坍孔”現象，施工無法正常進行。

針對該淤泥質軟土層，分別采用了埋設護筒穿過軟土層的成孔工藝和沖擊鉆機擠密成孔施工工藝，在施工進度和施工成本方面，無法解決該地層對旋挖成孔的影響。

通過現場試驗，采用高壓旋噴注漿加固軟土地基工藝，對樁體周邊區域進行旋噴注漿加固處理，提高樁體周邊土體強度，從而使施工質量、施工進度及施工成本都得到大幅提高，能滿足旋挖成孔的作業要求。

2.2 注漿處理施工方法

本工程旋噴注漿采用雙管法。為確保下一步旋挖成孔的需要，旋噴注漿有效處理范圍不小于灌注樁直徑的2倍，處理深度為整個淤泥質軟土層。

2.2.1 注漿工藝參數

通過現場施工試驗，具體的注漿工藝參數如下:

1)噴漿壓力:28 MPa～30 MPa;

2)噴漿流量:80 L/min～100 L/min;

3)每米注漿量:不小于150 kg;

4)鉆桿提升速度:25 cm/min;

5)空氣壓力:0.7 MPa。

2.2.2 注漿施工流程

漿液配置→測放注漿孔→機具就位、鉆孔→噴射注漿→拔管→沖洗。

1)漿液配置。注漿加固材料選用水泥漿液固化劑。現場采用強度等級為42.5級的普通硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比為1.2。

每罐漿體的水泥量及水量按照配比計算確定，通過水泥攪拌機充分攪拌均勻。根據工程需要，漿液攪拌過程中，加入早強外加劑，再將水泥漿經篩網過濾至儲漿罐，準備灌漿。

2)測放注漿孔位。用全站儀測定旋噴注漿孔位點。噴射孔與高壓注漿泵的距離不宜小于50 m。鉆孔位置的允許偏差為50 mm，垂直度允許偏差為1%。

3)機具就位、鉆孔。注漿設備采用鏈條式MGJ-50鉆機型旋噴鉆機，電機功率22.5 kW/臺。天津巨能GY-90-D型高壓注漿泵，電機功率90 kW/臺。

機具就位后，將鉆頭對準樁位，復核無誤后調整鉆機垂直度，垂直偏差小于1%。鉆進采用合金或金剛石鉆頭，帶水鉆進，水壓1 MPa，鉆進時通過觀察返漿，鉆進速度，鉆機震動判斷擾動地層，并和地質報告確定的地層深度相對比，遇特殊地層情況報請建設單位及監理單位，調整注漿參數和處理深度，鉆進至預定位置封閉出水孔待噴。

4)噴射注漿。當噴射注漿管貫入土中，噴嘴達到設計標高時，即可噴射注漿30 s，隨即按旋噴的工藝要求，提升噴射管，由下而上旋轉噴射注漿。提升速度及旋轉速度用秒表進行標定，提升速度為25 cm/min，直至設計標高。換接鉆桿或因故障停噴時間大于20 min后，重新開始噴射注漿時，保證前后土體加固段搭接長度不得小于100 mm，使得前后加固體形成整體，不出現斷層。

噴射注漿過程中，水泥漿液應不停緩慢攪拌，攪拌時間不大于漿液初凝時間。漿液在泵送進入管路前還要進行第二次過濾，防止堵塞管路及噴嘴。

5)拔管、沖洗。注漿完畢或注漿過程中因故中斷，短時間(小于或等于漿液初凝時間)內不能繼續噴漿時，必須立即拔出注漿管清洗備用，防止漿液凝固后拔不出管來。

注漿過程中分次拆卸的注漿管，應及時清洗干凈，沒經清洗的噴漿管不得使用。

2.3 旋挖成孔主要控制點

通過試驗確定，高壓旋噴注漿結束5 d后，樁孔周圍土層硬化，適宜進行灌注樁旋挖成孔。旋挖鉆機在該地層中鉆進，重點注意以下事項:

1)護筒用8 mm厚鋼板制作，其內徑大于鉆頭直徑100 mm，上部宜開設1個～2個溢漿孔。護筒埋設要準確、穩定，護筒中心與樁位中心的偏差不得大于50 mm。護筒的埋設深度不小于1 m。

2)旋挖鉆機成孔應采用跳挖方式。鉆機在鉆進淤泥質軟土層時，單次鉆進深度不得大于30 cm，動力頭轉速及提落鉆速度宜慢不宜快，并在提升時適當輔以反鉆以增加護壁效果，同時減少對樁體周邊已加固土體的擾動。

3)鉆孔前，采用優質膨潤土制造高級泥漿，泥漿比重不得小于1.15。泥漿制備的能力要大于鉆孔時的泥漿需求量。鉆進過程中，根據鉆進速度同步補充泥漿，保持所需的泥漿面高度不變。

4)成孔前和每次提出鉆斗時，應檢查鉆斗和鉆桿連接銷子、鉆斗門連接銷子以及鋼絲繩的狀況，并應清除鉆斗上的渣土。鉆斗倒出的土距樁孔口的最小距離不得大于6 m，并及時清除。

3 結語

經過實際施工檢驗，采用高壓旋噴注漿加固樁孔周圍較厚軟土層輔助旋挖鉆機成孔的施工方法，相對于其他處理方法優點突出，如:

1)通過注漿對樁體周圍軟土的處理，徹底解決了軟土地層對樁體產生的負摩擦力，提高了灌注樁的單樁承載力;

2)注漿處理方法相對于采用振動錘埋設長護筒工藝，安全系數高，且澆筑混凝土的充盈系數低，降低了施工成本;

3)采用注漿處理方法，不影響旋挖成孔的整體施工進度。

高壓旋噴注漿加固樁孔周圍較厚軟土層輔助旋挖鉆機成孔的施工方法，是一項值得推廣的施工技術。

［1］JGJ 79—2012，建筑地基處理技術規范［S］.

［2］GB 50202—2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規范［S］.

［3］GB 50007—2011，建筑地基基礎設計規范［S］.

［4］JGJ 94—2008，建筑樁基技術規范［S］.

Study on rotary drilling hole-forming technology of muddy clay stratum

Liu Jincai
(Shanxi Mechanization Construction Group Co.，Ltd，Taiyuan 030009，China)

Combining with the muddy clay stratum engineering example，the paper introduces high-pressure rotary jet-grouting pre-embedded construction technologies，applies the construction method of combining rotary drilling with static slurry wall-protecting hole-forming，and summarizes rotary drilling control points in muddy clay stratum，with a view to guarantee the engineering quality.

muddy clay，high-pressure jet-grouting，jet-grouting，rotary drilling，construction method

TU472.36

:A

1009-6825(2016)36-0077-02

2016-10-18

劉進才(1978-)，男，工程師