旋挖鉆成孔樁基施工細節(jié)控制

段先猛

摘要：文章主要就旋挖鉆成孔樁基施工容易忽視的一些細節(jié)、重點難點問題進行分析，對遇到的問題提出了切實可行的解決方案，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：旋挖鉆；鉆孔；鋼筋籠；混凝土灌注；泥漿液

引言

旋挖鉆成孔樁基施工是當前非常成熟、先進的樁基成孔施工方法，其孔徑最大可達3米，孔深最大可達80米，所配鉆具型式多種多樣，廣泛適用于從軟土到基巖的各種地層，成孔速度快，效率高，是傳統(tǒng)鉆機的幾倍甚至幾十倍。尤其是其操作的靈活性、高效性，在地鐵圍護結(jié)構(gòu)、公路市政橋梁、鐵路橋梁等樁基施工方面應用越來越廣泛，在有特殊要求的鉆孔施工中也發(fā)揮著很大的優(yōu)越性。通過控制旋挖鉆成孔樁基施工中容易忽視的一些細節(jié)，可以保證樁基質(zhì)量，達到減少浪費，提高效益的目的。

1.工程概況

武漢市黃埔路延長線大橋工程的樁基位于河灘地，樁基主要直徑1.25m以及1.5m深度為44-58m。地層1-6m為黏質(zhì)土，個別地方為泥沙。6-25m為粉砂、細沙、或者泥沙，密度較小，25-45為中砂，顆粒不均。含有少量礫石，密度自上而下逐漸增大。可達220kpa。本地區(qū)一級階地水位4-16m，地下水量充沛。因此施工難度較大。

2.鉆孔階段細節(jié)控制

2.1鉆孔

本工程樁基成孔采用旋挖鉆成孔方式，根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗，旋挖鉆在鉆進過程中需要注意以下幾點：

2.1.1入孔

開始鉆進時在護筒地口以上需采用高檔位快速鉆進。一是可以縮短鉆孔時間，二是粘附在鋼護筒上的泥皮、土體可以及時脫落，在鉆頭到達護筒底部時要減慢速度，以便土體和護筒相接的部位可以有效的結(jié)合，確保泥皮的粘結(jié)牢固。在鉆進深度超過護筒底部1.2m（鉆頭的高度）時即可正常鉆進。

2.1.2鉆進

正常鉆進時在比較松軟的地層（地層承載力約為160kpa）可以采用不加壓靠鉆桿的自重鉆進。通過較硬的地層時可適當加壓。鉆進過程中需要隨時注意旋挖鉆主泵壓力的變化，若出現(xiàn)異常或者發(fā)現(xiàn)桅桿激烈晃動時應立即停鉆，拔出鉆頭檢查鉆頭內(nèi)渣土，是否有異常情況。然后根據(jù)實際情況進行下步施工。

2.1.3主要細節(jié)控制

2.1.3.1鉆頭出入孔要慢

（1）鉆頭入水慢：旋挖在鉆頭入水前必須慢，由于旋挖鉆鉆頭與護筒的間隙為15cm左右，若鉆頭入水太快，則孔內(nèi)水壓力迅速增大，造成孔內(nèi)水內(nèi)外壓力差過大。容易造成護壁的脫落。形成沉渣過厚。

（2）鉆頭出孔慢：旋挖鉆在出水時前必須慢，旋挖鉆頭出水前，孔內(nèi)壓力處于平衡狀態(tài)，若出水太快，則局部形成真空狀態(tài)，以造成孔壁內(nèi)外水壓力差，即孔內(nèi)壓力變小，造成孔壁破壞。重則形成塌孔。

2.1.3.2鉆進深度

鉆進深度應控制在鉆頭高度的70%。原因一：若鉆進過程中鉆進100%時，容易造成卡鉆，由于鉆頭形狀為上小下大，若超鉆，則砂容易逆出鉆頭，回流到鉆頭與護壁中間的楔形空隙，當鉆頭提出時形成卡鉆。原因二：在提鉆過程中泥漿中的砂或者護壁脫落的砂可以回落到30%的鉆頭內(nèi)，可以避免和護壁摩擦。

3.鉆孔容易出現(xiàn)的問題分析與處理措施

3.1卡鉆

原因：根據(jù)本工程現(xiàn)場施工經(jīng)驗，卡鉆的深度一般在深度37m以下，主要現(xiàn)象為不能提鉆，鉆頭轉(zhuǎn)動困難，主泵壓力顯著增大。嚴重者出現(xiàn)鉆頭不能轉(zhuǎn)動現(xiàn)象即可認為已卡鉆。

主要原因有以下幾點：

（1）地質(zhì)原因，因為本工程地質(zhì)在超過37m后多為較硬砂層，密度大，鉆進過程需要鉆頭加壓才能鉆進，當鉆進時遇到局部孤石或者由于鉆頭上部局部坍塌（一般不超過1m范圍），導致孔壁緊緊的包裹鉆頭，最終造成卡鉆。

（2）人為原因，由于鉆進過程中個別司機疏忽大意，造成鉆進深度超過鉆頭深度，引起泥沙從鉆頭上口溢出后回流到鉆頭與孔壁的楔形區(qū)域。在高壓作用下把鉆頭緊緊的擠壓在孔內(nèi)。造成卡鉆。

（3）其他原因，在鉆進過程中存在上部孔壁少量坍塌回填到楔形區(qū)域，造成卡鉆。

處理措施：

方法1：當發(fā)生卡鉆時，要立即停止鉆進，快速反轉(zhuǎn)鉆頭，轉(zhuǎn)動鉆頭時要略微向上提鉆頭，當鉆頭上升30cm時，可適當正鉆，但是不可回落鉆頭使楔形區(qū)域內(nèi)的泥沙逐漸順著縫隙返回到鉆頭下部，最終提出鉆頭。卡鉆后嚴禁正鉆。由于正鉆會增加楔形區(qū)域的的泥沙。此時需要嚴密注意鉆機主泵壓力的變化，根據(jù)壓力變化適當調(diào)整轉(zhuǎn)速及提升力。

方法2：當發(fā)生卡鉆后，按照方法一若沒有效果，則應在第一時間使用千斤頂提升法，具體做法為在鉆桿上橫向焊接兩根145工字鋼（工字鋼與鉆桿三角區(qū)域用三角形鋼板加固，整個裝置形成梯形）。工字鋼下面兩側(cè)各使用一臺200T千斤頂，緩慢提升。根據(jù)實際情況，提升一段距離后要間歇1-2個小時。然后繼續(xù)提升。提升前要注意孔口要放置厚鋼板作為千斤頂?shù)牡鬃?/p>

3.2埋鉆

當鉆機突然感覺鉆進困難或者鉆頭不能轉(zhuǎn)動，顯示屏顯示的鉆進深度大于實際測量孔深時即可認為已發(fā)生塌孔埋鉆。

主要原因：當鉆孔通過松散的砂層時由于局部水壓力比較大，或者砂層不密實等原因即可造成塌孔。另外由于個別施工人員不重視泥漿的比重與稠度。導致孔壁沒有形成堅實的泥皮。造成塌孔埋鉆。

處理措施：當出現(xiàn)埋鉆后要立即檢查泥漿的濃度，若濃度不足則應立即增大泥漿濃度循環(huán)孔內(nèi)泥漿，增強護壁效果。然后使用反循環(huán)鉆原理逐漸清理孔內(nèi)坍塌的泥沙，當露出鉆頭后，按照卡鉆的方式提鉆。

4.鋼筋籠聲測管的制作及安裝的細節(jié)問題

由于本工段樁基較深均為50m以上的深基礎(chǔ)，鋼筋籠長度為26m-36m。鋼筋籠的空口對接采用單面搭接焊形式，本處主要論述聲測管的安裝問題，由于聲測管的安裝好壞直接影響最終的檢樁質(zhì)量，嚴重影響工期。關(guān)于聲測管安裝的主要問題及原因如下：

（1）聲測管固定：聲測管在鋼筋籠上必須采用2m一道的鐵絲十字綁扎牢固，在固定前必須提前確認聲測管與鋼筋籠主筋的相對位置，否則會造成在鋼筋籠對接時聲測管對接不上的問題。

（2）聲測管的對接：聲測管對接時須在專用平臺上對接，對接必須保證絲扣的緊密，上緊后在死扣縫隙處使用3字開頭的焊條小心焊接牢固。

（3）聲測管的孔口對接：對接前必須灌注清水，灌滿后觀察30秒，看水面是否下降超過30cm，若超過說明底部聲測管存在漏水現(xiàn)象，應提起鋼筋籠找出原因。聲測管孔口焊接時必須對接嚴密，絲扣不允許出現(xiàn)卡絲或者滑絲現(xiàn)象。對接完成后邊下鋼筋籠邊檢查聲測管是否綁扎牢固，

5.灌注混凝土

5.1導管懸空

混凝土灌注時需要保證導管的懸空，根據(jù)實踐經(jīng)驗懸空為50cm左右最利于保證質(zhì)量。若懸空太小則容易造成堵管等下料困難情況或者造成封底失敗，底部混凝土不密實。若懸空太大則造成混凝土在導管底離析，并且也容易造成下料困難。混凝土不密實，此兩種情況在檢樁時均能探測出底部為II類樁。

5.2導管的埋深

很多施工現(xiàn)場人員誤認為導管的埋深越深越好，其實不然，假若埋深太大，由于下部混凝土的流動性變小，當提升導管時容易形成真空效應，導致導管提升困難或者提不出來。

5.3封底混凝土灌注量

封底混凝土要嚴格按照計算的的數(shù)量控制，料斗的容積最好達到1.8立方米以上，這樣可以保證在卡球后混凝土的壓力順利封底。灌注過程中必須做到全過程控制，每車混凝土到達現(xiàn)場必須用罐車轉(zhuǎn)動15s以上，然后放出少量混凝土觀察或者測試坍落度，坍落度達到18cm-220cm后方可灌注混凝土。當灌注間隔時間超過20min則應上下適當活動導管直至開始灌注。

在灌注混凝土過程中出現(xiàn)最多的問題是堵管，堵管后要第一時間精確計算導管埋深，然后適當提升導管，埋深要控制在0.5m以上，若埋深達到0.7m時，混凝土仍不下落，則應立即換大料斗，料斗下口的高度應盡量的抬高。以增加導管內(nèi)壓力，然后按照封底的方式重新灌注。若混凝土仍不下落，可以適當?shù)奶嵘龑Ч堋８鶕?jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，使用此方法均可以正常灌注。

6.樁基泥漿液的使用

本段樁基施工主要采用一種是近年來樁基市場出現(xiàn)了一種化學鉆孔漿液，它的化學成分為一種有機物，主要性能為比重小（1.01-1.03g/cm3，黏度可達28s），流動性好，護壁效果好，沉渣小。缺點是比重太小，一般為1.01-1.03 z/cm3之間對于比較松散的地帶護壁效果不佳，容易造成塌孔。因此要隨時注意注意漿液的比重。確保在1，02g/cm3以上。

7.結(jié)語

通過以上的的細節(jié)控制的施工段，樁基的質(zhì)量均達到I類樁。總之。樁基工程自鉆孔到灌注必須做到全工程控制，全員控制，重視細節(jié)問題的處理，才能在保證質(zhì)量，減少不必要的人力、物力的浪費，進而達到效益最大化。