砂卵石地層鉆孔灌注樁施工質量控制

(中鐵十一局集團城市軌道工程有限公司, 北京 100018)

一、工程概況

北京地鐵房山線北延線樊羊路車站采用明挖法+局部蓋挖法施工，車站標準段凈寬29.4m，總長297.26m，平均覆土為3.9m，基坑開挖深度18.9m。圍護結構樁徑1.0m，縱向間距1.8m，樁長22（26）m，共379根，采用旋挖鉆施工，樁底深入結構底板面以下4.5m。

二、工程水文地質條件

勘察揭露地層最大深度為 62m，根據鉆探資料及室內土工試驗結果，樊羊路站主體圍護結構鉆孔灌注樁主要穿過①層素填土（厚度約3.2m）、②黏質粉土（厚度約為3.0m）、③細中砂（厚度約為2.7m）、④圓礫（厚度約為3.0m）、⑤卵石（厚度約為8.0m）、⑥層卵石（以下均為⑥層卵石）。由此可見，其主要穿過地質為卵石層。地下水主要為潛水，水位埋深23.50～33.20m，相應水位標高為14.46～21.10m，在鉆孔樁樁底以下約 14m，含水層主要為卵石層，受大氣降水影響，水位有一定的變化，變化幅度一般為2～3m。

三、施工質量控制

1、樁位放樣質量控制

1）在測量放樣前，應根據設計圖紙對圍護樁進行編號，為保證施工順利進行，并防止侵限，將圍護樁中心軸線適當外放。根據外放情況計算樁位中心點坐標數據。

2）根據第三方測量單位提供的坐標基樁用全站儀進行復核測量。通過三角網加密樁、閉合水準測量，使用全站儀及精密水準儀將臨時定位點和水準點引至施工現場，經復核無誤后方可使用。應嚴格保護臨時定位點、水準點和永久定位點、水準點，并定期巡視和復核，確保正確無誤。

3）根據復核后的臨時水準點和定位點（編號并注明標號），用全站儀、水準儀對外放后的圍護樁分段分批進行高程和平面定位測量放樣，根據地質情況直接定點或打入木樁定點，并將圍護樁中心軸線通過木樁外引至施工范圍外，以便進行鉆機就位驗收使用，確保圍護樁樁位準確。

2、成孔過程質量控制

1）鉆機施工前，必須對鉆頭的直徑、鉆頭磨損情況以及護筒直徑進行檢查。施工過程中應設專人管理鉆進施工，包括鉆進速度、地質情況、出現的問題、機械設備運行狀態等進行記錄。記錄必須及時、準確、認真，為下一步施工提出指導建議。

2）為使鉆頭中心與樁孔中心重合，樁機定位要準確、水平、垂直、穩固，鉆機導桿中心線、回旋盤中心線、護筒中心線要保持在同一直線。下鉆時應注意先將鉆頭垂直后，再下入孔內。開鉆前鉆機應先慢速旋轉下方，輕壓慢轉使鉆頭進入正常工作狀態，當孔位和鉆機的穩定性、鉆桿的垂直度再次確定準確后，逐漸加大轉速和鉆壓，進入正常鉆進。成孔鉆進過程中要隨時觀察鉆機各項技術參數，結合地層變化情況及時做出調整。樁內挖出的渣土應遠離孔口，并及時清除，防止堆載壓力過大造成孔壁坍塌。

3）為了防止鉆進成孔時對相鄰孔位土體擾動，產生塌孔現象，施工時采用“隔一鉆一”的跳樁法進行鉆孔施工，灌注混凝土24h后方可進行鄰樁成孔。

4）旋挖鉆機配備電子控制系統顯示并調整樁桿的垂直度，同時在樁桿的兩個側面均設有垂直度儀，鉆進過程中要求專人負責觀察兩個垂直度儀，同時在平行于基坑一側設置測量儀器，由測量員負責校核鉆桿垂直度，指揮機手及時調整。當鉆進過程中發生孔位傾斜時，應重新調整鉆桿垂直度，修正孔位，傾斜度過大時，應填入黏土至偏孔下部1m用鉆斗壓實后重新鉆進。

5）旋挖鉆進是一個短進尺、多回次的重復循環過程。鉆具隨著鉆進的深度及地層的變化，回轉阻力有所增加，其轉速降低，內外鉆桿傳遞扭矩的槽鍵接觸面上的壓力也隨之增大，這時如操縱加壓油缸對鉆桿柱加壓，其壓力可傳至鉆具并增大鉆齒的切入深度，隨之鉆進負荷也增大，轉速進一步降低，鉆具的回轉阻力矩也大幅增加。旋挖鉆機在砂卵石地層鉆進時具有回次進尺段（0.4～0.5m），回次時間較長，鉆機的負載和轉速波動范圍大的特點。當鉆進至進尺困難的卵石層時，在負荷增大到一定程度后，操縱加壓液壓缸，通過動力頭對鉆桿柱短時間加壓，加壓操作可視情況重復進行1～2次，當加壓后鉆頭切入量很小時，應立即提鉆，故鉆進過程中，操作手應密切注視工作艙內的壓力、轉速儀表以及鉆進負荷變化情況不，適時加壓，適時提鉆。

6）鉆進過程中當地層從砂層變化至礫石、卵石層時，要減速慢進，防止地層變法處出現擴孔現象。在砂卵石層中應采用慢轉速、慢鉆進并適當增加泥漿密度和黏度的方法來維持孔壁穩定，并加強對泥漿性能指標的檢測，發現超標及時調整。

7）鉆進過程中，根據鉆進速度及時補充泥漿，保持泥漿液面高度不變。地層由粉細砂或中粗砂變化至礫石、卵石層時，由于礫石、卵石層的孔隙比增大會導致孔內泥漿液面迅速下降，即發生漏漿現象。現場施工時采用增大泥漿密度和黏度，回填優質黏土和適當控制孔內水頭高度等方法來進行處理。成孔過程中及成孔后孔壁輕度塌孔應提高孔內水頭和加大泥漿比重，嚴重塌孔應回填黏土，待孔壁穩定后在采用輕壓慢鉆低速鉆進。

8）鉆進卵石層時，可更換耐磨合金子彈頭截齒鉆斗鉆進，因為耐磨合金子彈頭截齒可以將大粒徑卵石切割，碾碎成可進入鉆斗的小塊。如卵石粒徑較大或膠結密實，回次鉆進深度過小時，應采用耐磨合金子彈頭截次螺旋鉆頭來替代旋挖鉆斗鉆進，利用螺旋鉆頭的葉面間隙將粒徑較大的卵石卡住并提升至地面取出，更換旋挖鉆斗繼續鉆進施工。

3、清孔質量控制

1）當孔深達到設計高程，對孔深、孔徑和垂直度檢查合格后，即可準備清孔。清孔的目的是清除鉆渣，減少孔底沉淀厚度，防止樁底沉渣過厚影響樁的承載力，并保證設計樁長。

2)采用換漿法進行清孔，清孔時應注意保持孔內泥漿面高度。孔底沉渣厚度要求不大于 200mm，清孔應當及時進行，如果樁孔放置時間過長，泥漿沉淀會使清渣困難，且有可能發生塌孔現象。

3）在清孔后、吊放鋼筋籠前，應在次對樁孔進行檢查，除檢查孔內泥漿指標和孔底沉渣厚度外，還應用檢孔器對鉆孔進行檢查，其方法是采用Ф16或Ф18的鋼筋焊成直徑等于樁孔直徑，長5m的簡易鋼筋籠，垂直吊入孔中，檢查是否有彎孔、斜孔、縮頸現象，同時用測量繩測孔深。

4）清孔后應在最短的時間內下方鋼筋籠、澆筑混凝土。

4、鋼筋籠吊裝質量控制

鋼筋籠吊裝應采用四點吊裝。吊裝時，緩慢起吊，鋼筋籠離地50cm后靜置5分鐘，檢查整體受力變形情況，待無異常后，使鋼筋籠轉至豎直狀態，并移到樁孔位置，平穩、緩慢地放入樁孔中。在下放鋼筋籠過程中出現異常情況要立即停止吊放，查明原因并排除障礙后方可繼續下放鋼筋籠，嚴禁高提猛放和強制下入。放下鋼筋籠時，嚴格控制籠頂標高符合設計要求，達到設計標高后固定吊筋，防止下沉或澆筑混凝土時“浮籠”。

5、灌注混凝土質量控制

1）灌注混凝土前，應對商品混凝土進行混凝土坍落度、和易性試驗等，每車進行試驗，并做好實驗記錄。若混凝土在運輸過程中發生離析，要重新拌和；若拌和仍不達標，應作棄料處理。嚴禁使用已初凝的混凝土。

2）適時測量孔口到混凝土面的深度，做好混凝土灌注記錄。隨著混凝土的上升，要適當提升和拆卸導管，導管底口埋入混凝土面以下保持 2～3m。根據設計圖紙要求，樁體實際灌注高度應比設計樁頂標高高出 100mm，保證設計樁頂標高以下的砼強度符合設計要求。

3）砼灌注過程連續不中斷，因混凝土運輸導致灌注停頓時間超過20分鐘時，輕微升降導管，嚴禁把導管底口提出混凝土面。

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