淤泥質(zhì)軟土地層旋挖鉆成孔技術(shù)研究

劉進(jìn)才

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西太原 030009)

淤泥質(zhì)軟土地層旋挖鉆成孔技術(shù)研究

劉進(jìn)才

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西太原 030009)

結(jié)合某淤泥質(zhì)軟土地層工程實(shí)例，介紹了高壓旋噴注漿預(yù)處理施工技術(shù)，并探討了采用旋挖鉆機(jī)結(jié)合靜態(tài)泥漿護(hù)壁成孔的施工方法，總結(jié)了在淤泥質(zhì)軟土地層中旋挖鉆孔的控制要點(diǎn)，以確保工程的質(zhì)量。

淤泥質(zhì)軟土，高壓旋噴，注漿，旋挖成孔，施工方法

1 淤泥質(zhì)軟土對(duì)旋挖成孔的影響

淤泥質(zhì)軟土作為特殊性質(zhì)的土質(zhì)，其顯著的特征就是被擾動(dòng)后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驟減。在采用旋挖鉆機(jī)鉆孔施工穿越層厚較大的淤泥質(zhì)軟土?xí)r，由于鉆頭在鉆進(jìn)時(shí)會(huì)對(duì)樁孔周邊土體產(chǎn)生剪切擾動(dòng)，從而引起樁孔周邊飽和土體產(chǎn)生超孔隙水壓力并發(fā)生液化，進(jìn)而引發(fā)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(zhì)量事故。

2 注漿預(yù)處理輔助旋挖成孔

2.1 工程實(shí)例

某建筑物灌注樁地基處理工程，根據(jù)地勘報(bào)告，灌注樁施工場(chǎng)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(tài)，層厚約10 m～13.0 m。旋挖鉆機(jī)在該地層中鉆進(jìn)成孔發(fā)生嚴(yán)重“縮孔”及“坍孔”現(xiàn)象，施工無(wú)法正常進(jìn)行。

針對(duì)該淤泥質(zhì)軟土層，分別采用了埋設(shè)護(hù)筒穿過(guò)軟土層的成孔工藝和沖擊鉆機(jī)擠密成孔施工工藝，在施工進(jìn)度和施工成本方面，無(wú)法解決該地層對(duì)旋挖成孔的影響。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用高壓旋噴注漿加固軟土地基工藝，對(duì)樁體周邊區(qū)域進(jìn)行旋噴注漿加固處理，提高樁體周邊土體強(qiáng)度，從而使施工質(zhì)量、施工進(jìn)度及施工成本都得到大幅提高，能滿足旋挖成孔的作業(yè)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(gè)淤泥質(zhì)軟土層。

2.2.1 注漿工藝參數(shù)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)，具體的注漿工藝參數(shù)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(cè)放注漿孔→機(jī)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(xiàn)場(chǎng)采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)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(jì)算確定，通過(guò)水泥攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆颉８鶕?jù)工程需要，漿液攪拌過(guò)程中，加入早強(qiáng)外加劑，再將水泥漿經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾至儲(chǔ)漿罐，準(zhǔn)備灌漿。

2)測(cè)放注漿孔位。用全站儀測(cè)定旋噴注漿孔位點(diǎn)。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(jī)具就位、鉆孔。注漿設(shè)備采用鏈條式MGJ-50鉆機(jī)型旋噴鉆機(jī)，電機(jī)功率22.5 kW/臺(tái)。天津巨能GY-90-D型高壓注漿泵，電機(jī)功率90 kW/臺(tái)。

機(jī)具就位后，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁位，復(fù)核無(wú)誤后調(diào)整鉆機(jī)垂直度，垂直偏差小于1%。鉆進(jìn)采用合金或金剛石鉆頭，帶水鉆進(jìn)，水壓1 MPa，鉆進(jìn)時(shí)通過(guò)觀察返漿，鉆進(jìn)速度，鉆機(jī)震動(dòng)判斷擾動(dòng)地層，并和地質(zhì)報(bào)告確定的地層深度相對(duì)比，遇特殊地層情況報(bào)請(qǐng)建設(shè)單位及監(jiān)理單位，調(diào)整注漿參數(shù)和處理深度，鉆進(jìn)至預(yù)定位置封閉出水孔待噴。

4)噴射注漿。當(dāng)噴射注漿管貫入土中，噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，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(zhuǎn)噴射注漿。提升速度及旋轉(zhuǎn)速度用秒表進(jìn)行標(biāo)定，提升速度為25 cm/min，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。換接鉆桿或因故障停噴時(shí)間大于20 min后，重新開始噴射注漿時(shí)，保證前后土體加固段搭接長(zhǎng)度不得小于100 mm，使得前后加固體形成整體，不出現(xiàn)斷層。

噴射注漿過(guò)程中，水泥漿液應(yīng)不停緩慢攪拌，攪拌時(shí)間不大于漿液初凝時(shí)間。漿液在泵送進(jìn)入管路前還要進(jìn)行第二次過(guò)濾，防止堵塞管路及噴嘴。

5)拔管、沖洗。注漿完畢或注漿過(guò)程中因故中斷，短時(shí)間(小于或等于漿液初凝時(shí)間)內(nèi)不能繼續(xù)噴漿時(shí)，必須立即拔出注漿管清洗備用，防止?jié){液凝固后拔不出管來(lái)。

注漿過(guò)程中分次拆卸的注漿管，應(yīng)及時(shí)清洗干凈，沒經(jīng)清洗的噴漿管不得使用。

2.3 旋挖成孔主要控制點(diǎn)

通過(guò)試驗(yàn)確定，高壓旋噴注漿結(jié)束5 d后，樁孔周圍土層硬化，適宜進(jìn)行灌注樁旋挖成孔。旋挖鉆機(jī)在該地層中鉆進(jìn)，重點(diǎn)注意以下事項(xiàng):

1)護(hù)筒用8 mm厚鋼板制作，其內(nèi)徑大于鉆頭直徑100 mm，上部宜開設(shè)1個(gè)～2個(gè)溢漿孔。護(hù)筒埋設(shè)要準(zhǔn)確、穩(wěn)定，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不得大于50 mm。護(hù)筒的埋設(shè)深度不小于1 m。

2)旋挖鉆機(jī)成孔應(yīng)采用跳挖方式。鉆機(jī)在鉆進(jìn)淤泥質(zhì)軟土層時(shí)，單次鉆進(jìn)深度不得大于30 cm，動(dòng)力頭轉(zhuǎn)速及提落鉆速度宜慢不宜快，并在提升時(shí)適當(dāng)輔以反鉆以增加護(hù)壁效果，同時(shí)減少對(duì)樁體周邊已加固土體的擾動(dòng)。

3)鉆孔前，采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土制造高級(jí)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(shí)的泥漿需求量。鉆進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)鉆進(jìn)速度同步補(bǔ)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(shí)，應(yīng)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(yīng)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(shí)清除。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)際施工檢驗(yàn)，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(jī)成孔的施工方法，相對(duì)于其他處理方法優(yōu)點(diǎn)突出，如:

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

2)注漿處理方法相對(duì)于采用振動(dòng)錘埋設(shè)長(zhǎng)護(hù)筒工藝，安全系數(shù)高，且澆筑混凝土的充盈系數(shù)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(jìn)度。

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

［1］JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］GB 50202—2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］JGJ 94—2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)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(jìn)才(1978-)，男，工程師