長沙湘江東岸防洪堤項目旋挖鉆孔灌注樁施工技術

劉 媛 胡 旭 周 奇

(湖南省交通水利建設集團有限公司，湖南 長沙 410004)

1 工程地質

湘江東岸防洪綜合改造項目(1期)實施區域位于長沙市湘江東岸防洪堤(杜甫江閣～銀盆嶺大橋段)總共5.1km堤線范圍內，涉及到七處通江排水管涵的改建或新建。為避免堤防2次破堤，通江管涵的穿堤部分與湘江東岸堤防改造一并實施，后期采用頂管方式與通江管涵穿堤部分相接。

為此決定采用旋挖鉆孔灌注樁施工，涉及到的主要工程地質問題有：由軟土引起的孔洞孔壁沉陷變形、容易縮孔。粉細砂層，結構松散，容易造成塌孔，同時存在由軟土、粉細砂層引起的塌孔，造成地層不均勻沉陷，從而引起孔洞周邊垮塌。旋挖鉆孔灌注樁用于邊坡維護抵抗土方側壓力，防止土方位移。

2 組織形式與技術參數

由于圍護樁的樁心間距1.0m,為了保證施工過程中的安全距離，成孔則采用隔一打一，鉆斗倒出的渣土距樁孔口的距離應大于2m，并應及時清除外運。

同時加強對鉆孔灌注樁的質量檢測：鉆孔灌注樁應按成樁總數3%的比例鉆取巖芯進行檢測，要求鉆到樁底0.5m以下取芯；其余成樁采用低應變動測法，即要求30%的成樁采取預埋管超聲波法檢測，70%的成樁采用機械阻抗法檢測，成樁質量檢測方法應符合相關規定；本工程灌注樁需作單樁垂直靜載試驗，按成樁總數3%的比例進行隨機抽取，設計要求單樁豎向承載力不得低于4000kN。

為了保證主體結構施工的安全性，圍護結構中的樁基嵌固深度得保證設計要求。樁徑為0.8m，樁心間距1.0m。鉆孔灌注樁中的鋼筋籠，采用HPB300和HRB400級鋼筋制作。鋼筋籠中需要埋設聲測管，每個鋼筋籠埋設聲測管2根，聲測管按規范要求安裝。澆筑鉆孔灌注樁混凝土標號為水下C30，塌落度按設計要求控制。

3 施工方法

(1)測量定位放線。根據測量控制點符合要求后，測放出各樁樁位，拼裝好樁架就位。根據預先測設的測量控制網(點)，定出各樁位中心點。雙向控制定位后埋設鋼護筒并固定，以雙向十字線控制樁中心。開鉆前必須先校核鉆頭的中心是否與樁位中心重合。在施工過程中還須經常檢測鉆具位置有無發生變化，以保證孔位的正確。

(2)旋挖開孔、引孔；下埋鋼護筒。一是護筒制作。護筒制作一般由專業生產廠家制作，護筒制作材料選用Q235A型鋼材，鋼護筒均長18m(分3段，每段6m)，現場焊接。外徑為900mm。因地質情況變化太大，在施工過程中，部分樁位鉆進過程中發現打入12m鋼護筒后能保證護壁的穩定，即采用12m鋼護筒跟進。二是護筒埋設具體方法。首先測量放線定出樁位，正常旋挖鉆進至孔深1～2m位置處，采用300系列振動錘振動打入鋼護筒，先將鋼護筒振動打入土層穿透軟土層、粉質砂層進入強風化層中，再進行旋挖成孔。在下埋鋼護筒的施工過程中，振動錘必須平穩，護筒安裝須嚴格控制垂直度，確保垂直度在1%范圍內。護筒安裝完成后，對護筒中心進行復測，保證護筒與樁中心的偏差不大于3cm。鉆進過程中應隨時檢測護筒水平位置和豎直線，如發現偏移，應將護筒拔出或調整后再鉆進。

(3)旋挖鉆孔。旋挖鉆機的鉆進工藝采用鉆斗取土的工藝。旋挖鉆機工作時能原地做整體回轉運動。旋挖鉆機鉆孔取土時，依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層，斜向斗齒在鉆斗回轉時切下土塊向斗內推進而完成鉆取土；遇硬土時，自重力不足以使斗齒切入土層，此時可通過加壓油缸對鉆桿加壓，強行將斗齒切入土中，完成鉆孔取土。

(4)成孔、清孔。鉆孔深度達到設計標高后，對孔深、孔徑進行檢查，符合要求后清孔，清孔完成后孔底沉淀厚度應滿足規范和設計要求，各項技術指標符合要求后報監理工程師驗收。

4 主要步驟相關注意事項

(1)鋼護筒埋設。保證振動錘振動打入鋼護筒垂直入土，用水平尺嚴格控制好護筒的垂直度，若一旦發現有偏斜的趨勢，馬上進行糾正，將可能發生偏斜的因素消除掉。

(2)鉆進成孔工藝操作要點。鉆機就位確保準確，鉆桿要求垂直，在施工中不發生傾斜、移動，經檢測無誤后方可開鉆。開始鉆進時先輕壓慢轉，當鉆頭正常工作后，逐漸加大轉速調整鉆壓。鉆進過程中應細心觀察進尺及出渣情況，根據出渣種類及多少適當控制進尺速度。鉆進時如孔內出現坍孔等異常情況時，應立即將鉆具提離孔底。及時清理孔口排渣，做到文明施工。

(3)清孔。鉆孔達到設計深度后，清除沉渣，減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留沉淀土過厚而降低樁的承載力；清孔時應將附著于護筒壁的泥漿清洗干凈，并將孔底沉渣及泥砂等沉淀物清除。清孔后孔底沉淀厚度必須符合圖紙規定值及規范要求。清孔過程中的渣土經過處理后均需運至指定的地點，盡量減少對周圍環境的影響。禁用超深成孔的方法代替清孔。

(4)鋼筋籠加工制作及吊放。鋼筋原材料進場后須分類堆放整齊，做到上蓋下墊，待檢鋼材與檢驗合格鋼材分開堆放，并用標識牌標明。

(5)導管及漏斗的安裝。實施導管水密性試驗，水下混凝土宜采用鋼導管灌注，采用絲扣連接的鋼導管，其內徑250mm～280mm，底管長度為4m，中間每節長度一般為2.5m。導管使用前應仔細檢查，力求內壁光滑、順直、光潔和無局部凹凸。各節導管內徑應大小一致，偏差不應大于±2mm。導管使用前應進行水密水壓和接頭抗拉試驗，嚴禁采用壓氣試壓。水密試驗的水壓應不小于井孔內水深1.3倍壓力。

(6)灌注水下砼。灌注前，應借助導管進行二次清孔，控制沉淀層厚度不超限，并再次核對鋼筋籠標高、導管下端距孔底尺寸、孔深、孔壁有無坍塌現象等。需經監理復核認可，方可開始灌注混凝土。