黃土地區旋挖鉆孔灌注樁施工要點

陳 利 平

(山西遠大公路橋梁建設養護有限公司，山西 忻州 034000)

樁基是橋梁修建的基礎，是提高地基承載力，保證建筑物正常工作的重要手段。由于受到地形、地質條件、既有建筑物等因素的影響很大，樁基施工的工作難度隨之增加。隨著軟土地區建筑及橋梁施工技術的發展，鉆孔灌注樁被廣泛采用。

在灌注樁施工中，不會產生大的噪聲和振動，且樁長、樁徑等可進行調整，還可設計成異形樁或變截面樁，穿過各種軟、硬夾層，能充分發揮樁身強度和持力層承載力，配筋率遠低于預制樁，造價亦低。采用的鉆、挖孔灌注樁適用于砂性土、黏性土，也適用于碎、卵石類土層和巖層，沉管灌注樁適用于黏性土、砂性土、砂土地基。

在黃土地區進行橋梁樁基施工，土質松軟，承載力低，施工風險大，成樁質量參差不齊。采用灌注樁技術能有效提高地基土強度，增加承載力，減少工后沉降。灌注樁屬于隱蔽工程，成型質量不能直觀判定，確保成樁質量、保證施工安全就尤為重要。本文以某工程采用的旋挖鉆孔灌注樁施工為例，介紹了灌注樁施工要點，以期對同類工程具有指導意義。

1 旋挖鉆孔樁概述

鉆孔灌注樁有著傳統灌注樁工藝不可比擬的優勢，但是其均以技術到位、質量達標為前提，在工程實踐中，橋梁鉆孔灌注樁施工往往會因各種因素干擾而引發質量隱患。旋挖鉆機施工是一種新型的灌注樁施工工藝，具有成孔質量高、施工速度快、安全性能優等優勢，能顯著提高施工效率，且對環境的影響很小，在確保工程質量前提下還具有顯著的社會效益。

旋挖鉆孔灌注樁具有較強的適用性，可在砂土、黏性土、粉質土等土層中進行應用，分為干式旋挖和靜態泥漿護壁濕式兩種工法類型。在我國的公路鐵路橋梁地基基礎工程中，應用旋挖鉆孔灌注樁施工是越來越多。在旋挖鉆孔樁施工中，應進行施工各環節質量的嚴格控制，確保成樁質量，充分發揮其技術優勢。本文筆者結合自身的施工經驗，總結了靜態泥漿護壁濕式旋挖施工中的質量控制要點，以期對同類工程具有指導意義。

2 施工要點

在某橋梁樁基施工中，施工現場環境差。橋址屬于黃土殘垣溝谷、中低山地貌，地勢起伏大，海拔1 165 m～1 280 m。橋址區山高谷深，地勢陡峻，塬邊溝壑不良地質發育，水土流失嚴重。溝壑兩側坡面土質較松散,山體邊緣地勢高差40 m～80 m，地勢高，彎度大。為減少施工對地層的擾動，決定采用兩臺TR280DI旋挖鉆機進行成孔作業。

旋挖鉆孔樁施工要求高，施工環節多，影響鉆孔灌注樁施工質量的因素很多。在施工過程中，將各環節控制好，防止發生質量事故，保證成樁質量。根據鉆孔灌注樁的施工特點，進行質量控制的主要環節有樁位測定、泥漿質量、垂直度控制、終孔深度、沉渣厚度、澆筑作業等。

2.1 樁位測定

其目的在于確保孔位準確，鉆孔垂直度及控制基準面標高準確無誤。在施工前，應認真復核確認導線樁、中線樁、水準樁位置。一般是采用不同的測設方法對主要樁點進行復測，還可以采取換手操作等措施，以保證測設精度。

樁位定位分兩次進行，埋設護筒時一次，護筒定位后須及時復核護筒位置，確保護筒中心與樁位中心線偏差在50 mm以內。安裝鉆機就位進行第二次校核，其底座和頂端應平穩，將偏差控制在允許范圍內。

2.2 垂直度控制

在施工前，檢查鉆頭直徑大小，保證鉆頭直徑與樁徑相匹配，能滿足施工質量和施工安全要求。

在鉆進過程中，為保證鉆桿鉆進的垂直度，應指定專人經常觀察鉆架及鉆桿是否存在傾斜。須及時對發現的傾斜采取修正措施，將鉆孔垂直度偏差控制在不大于1%。

為保證成孔垂直精度滿足設計要求，應采取擴大樁機支承面積確保樁機穩固。對成孔傾斜度采用鉆桿進行測量時，應從鉆孔平臺頂面起算至孔底。

2.3 泥漿質量

在鉆進中，泥漿具有護壁及攜渣的作用，須采取有效措施保證泥漿質量。

在本項目中，采用鈉基膨潤土制備泥漿，并摻入適量碳酸鈉、燒堿，以提高鉆孔用泥漿黏度和膠體率。在鉆孔過程中，隨時檢驗泥漿比重和含砂率，要求含砂率小于4%，相對密度1.05～1.50，粘度17 s～20 s。

2.4 孔深測定

持力層直接影響到樁的承載力，持力層及終孔深度測定時保證樁體質量的一個關鍵環節。

在實際施工中，應綜合影響因素，采取合理措施確定巖層頂面高程，再根據設計要求確定終孔深度。鉆孔完成后，對孔徑、孔形、傾斜度和沉淀厚度等進行檢驗。

2.5 沉渣厚度

沉渣厚度是影響樁基承載力的重要因素。沉渣過厚時，容易降低樁端承載力。要求將端承樁渣厚度不大于5 cm，確保樁長能滿足設計要求。

在施工中，須及時對終孔深度進行嚴格復核。同時，重視泥漿的排渣效果，保證泥漿性能指標符合設計要求。

要經常檢查測繩長度，以確保孔深測量準確。

2.6 鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠制作和安裝的質量會直接影響樁的承載力。

鋼筋籠制作時，須設置內撐架，采用鋼套管將主筋縱向連接。設置的保護層墊塊縱向間距要求不大于2 m,橫向不少于4處。聲測管安裝須牢固。

在下放鋼筋籠時，應對準樁孔中心平穩、緩慢、垂直進行下放。下放到位后，須做好鋼筋籠頂面高程的嚴格控制，再將鋼筋籠固定。

2.7 混凝土澆筑

混凝土澆筑(如圖1所示)是樁基工程最后工序，須采取嚴格控制措施，避免出現混凝土離析、斷樁等質量事故。

本項目中，要求水泥強度等級應不低于42.5級，采用級配良好的中砂作為細集料使用。按不大于導管內徑的1/6～1/8進行粗集料最大粒徑控制，還要求不得大于鋼筋最小凈距的1/4，且不超過37.5 mm。采取有效措施確保混凝土強度符合設計要求。

制備好的混凝土須具有良好的和易性，灌注時保持足夠的流動性。要求灌注的首批混凝土量須保證導管埋深不小于1 m，在灌注過程中應保持導管2 m～6 m深度始終埋入混凝土內，還應采取有效措施防止鋼筋籠上浮。

混凝土灌注高程要比樁頂設計高程高0.5 m以上。當地質條件較差時，還應適當提高超灌高度，以保證樁頭混凝土質量。待樁體混凝土達到強度后進行樁頭浮漿鑿除(如圖2所示)，浮漿鑿除后應把主筋調順直。

3 常見質量問題處理

采用靜態泥漿護壁濕式旋挖工法施工時，施工現場很容易產生大量淤泥，施工現場維護難度增加，造成施工成本增加。同時，還須注意塌孔、超徑等常見質量問題，重視混凝土澆筑質量，確保樁體施工質量。

3.1 塌孔

旋挖鉆孔采用靜態泥漿護壁，且黃土質地不均勻，鉆進容易擾動護壁四周土層。同時，鋼筋籠下放過程，容易碰撞孔壁，造成泥皮或孔壁破壞。這些都容易導致底層沉渣過厚，嚴重的甚至出現斷樁等事故，使得施工成本增加。

為確保泥漿質量，須嚴格做好泥漿配合比設計。進行鋼筋籠吊裝時，保持勻速向下進行切土，將施工對土層的擾動降至最低。在清孔、鋼籠下放、混凝土灌注等工序中，應嚴格規范操作，避免成孔坍塌。

3.2 超徑

旋挖樁成本增加的一個主要問題在于超徑。旋挖鉆具擾動地面表層，容易使之趨于液化失去穩定狀態，地面表層土壤流陷，松散坍塌，孔壁部分泥土落入孔內，導致泥漿質量不合格，起不到有效的護壁效果，非常容易造成成孔直徑大于設計直徑。

對泥漿質量進行嚴格控制，為保證泥漿護壁效果，須保持孔內泥漿面高度穩定。還須進行鉆進速度控制，控制進尺深度，提鉆時要及時清除附著的黏性土，減少鉆頭與周圍黏性土的粘連。

3.3 混凝土澆筑質量

旋挖樁深度一般較大，多采用導管法進行混凝土澆筑，其難度遠比普通混凝土要大。須嚴格控制混凝土配合比，確保流動性，降低泌水率，以確保混凝土澆筑質量。還需采取措施避免出現堵管現象。始終保持在混凝土連續澆筑過程中的導管埋深，控制混凝土澆筑速度，保持混凝土面上升速度。

4 結語

在鉆孔灌注樁施工中，采用旋挖鉆機鉆進施工，能確保施工環境惡劣，地質堅硬復雜的條件下的施工質量和安全，且有利于嚴格控制樁徑，保持樁的良好垂直度。大噸位旋挖鉆機應用廣泛，在條件苛刻，難度高的黃土層鉆進中，能有效鉆進黃土巖層，保證成孔質量。

在旋挖鉆孔灌注樁施工中，為確保樁基澆筑成功，從鉆孔、成孔到澆筑，施工現場須精心組織，科學安排，確保施工人員對每道工序、每個環節嚴格控制，牢牢把好質量安全關。對施工中出現的常見質量問題提前進行預防和控制，重視混凝土澆筑質量，以有效保證成樁質量。