厚砂卵層旋挖鉆孔樁施工關鍵技術

石心龍　周小進

摘要：本文論敘了湖北省襄陽繞城高速公路南段漢江特大橋主墩鉆孔灌注樁施工技術。利用旋挖鉆機施工可以有效的保證施工工期，采用切換鉆頭的方式成功解決厚砂卵層條件下鉆孔難題。采用科學的施工工藝解決厚砂層地質情況下大直徑鉆孔灌注樁成孔問題。

Abstract： This article discusses the construction technology of bored piles for the main pier of the Hanjiang Bridge on the southern section of Xiangyang Ring Expressway in Hubei Province. The use of rotary drilling rig construction can effectively ensure the construction period， and the drilling problem is successfully solved by switching the bit. Scientific construction technology is used to solve the problem of hole formation of large diameter bored piles under the thick geological conditions.

關鍵詞：旋挖鉆機;砂卵層;厚砂層;鉆孔樁

Key words： rotary drilling rig;sand layer;thick sand layer;bored pile

中圖分類號：[TD41]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）05-0196-02

1? 工程概述

襄陽繞城高速公路南段漢江特大橋66#-72#為主墩，其中68#-72#主墩位于漢江內，68#-72#主墩樁基采用15根直徑2 m的鉆孔灌注樁，按摩擦樁設計，樁基采用 C30水下混凝土。70#-72#樁基均穿過卵石層與約20m厚砂層，樁基鋼護筒內徑2.2m，壁厚為14mm，材質為Q345C。漢江特大橋主墩橋型布置圖如圖1所示。

2? 施工條件

2.1 地質情況（圖2）

漢江特大橋主墩地質情況均為：9m圓礫層，1m砂卵層，5m圓礫層，24m砂層，12.6m圓礫層。

2.2 開孔準備

68#～72#主墩樁基采用15根直徑2m的鉆孔灌注，采用相鄰護筒進行造漿。

開孔前，首先造漿，將泥漿比重調至1.05-1.1，含砂率小于2%， 粘度22-26Pa·s，并計算相鄰護筒可儲存的泥漿方量，泥漿方量必須滿足1.5倍樁長，防止漏漿后不能及時往原護筒內補充泥漿。

2.3 旋挖鉆進

鉆進過程中由于鋼護筒埋置深度均為8m，且有鋼護筒護壁，在0-7.5m過程中，可正常鉆進，以保證施工進度。在鋼護筒底口時，適當減緩鉆進速度，形成穩定孔壁，防止擾動過大造成漏漿、坍塌等情況，護筒內0.5m至護筒外2m鉆進時間控制在100分鐘左右，待鉆出護筒底口2m后恢復正常鉆進速度。

通過地質報告，覆蓋層為圓礫和砂層，決定采用直徑2.0m的截齒鉆頭進行施工，開鉆前調整孔內泥漿，當孔內泥漿指標符合要求后，采用反循環減壓鉆進，在鉆孔過程中及時調整泥漿指標和鉆進速度。同時注意每挖兩斗之后，對鋼護筒內泥漿標高進行測量，確保泥漿面比漢江水位高出1～2m，若低于漢江水位，立即停止鉆進，補充泥漿后可繼續鉆進。另外，在鉆進孔深接近鋼護筒底口時，現場配備一定量的粘土，以防發生穿孔。

2.4 過程描述

在施工過程中，穿過圓礫層，鉆進至砂卵層時，發現鉆進速度為30min/次，且鉆渣較少、鉆機搖晃厲害。調整好鉆機就位，切換小直徑1.2-1.4m截齒鉆進行引孔，發現鉆進速度仍為30min/次。

2.5 施工步驟

①調整鉆機就位，使鉆桿中心對準樁基鋼護筒中心，避免鉆機施壓過程中由于壓力過大，造成斜孔;

②切換直徑2m筒鉆進行施工，目的是將砂卵層進行環形切割;

③由于筒鉆高度1m，旋轉至筒鉆頂口后，切換直徑為1.2-1.4m之間的截齒鉆進行鉆進;

④重復以上步驟，直到穿過砂卵層;

⑤穿過砂卵層后，對圓礫層、砂層繼續緩慢鉆進，直至終孔。

鉆進過程中控制泥漿比重為：1.1-1.2，含砂率4-8%，粘度22-26Pa·s。

2.6 孔徑檢測

旋挖鉆進成孔后，利用超聲波成孔成槽檢測儀對樁基鉆孔深度、樁基鉆孔直徑、傾斜情況進行檢測。

3? 一次清孔的重要性

鉆進成孔后對泥漿性能進行測量，比重1.09，含砂率9%，粘度為19.8Pa·s，含砂率過高，如果不進行一次清孔，待鋼筋籠下放完成后沉渣可達4m左右，會導致二次清孔時間過長，由于沉渣過厚，會導致鋼筋籠外側沉渣清理不徹底，及二次清孔隨著清孔時間過長泥漿粘度會慢慢降低，泥漿護壁效果減弱，甚至會出現流砂現象的可能。

通過總結得出：一次清孔泥漿比重為1.06-1.15之間，含砂率不大于2%，粘度22-26Pa·s，即可進行鋼筋籠下放。

4? 鋼筋籠下放

4.1 鋼筋籠的下放

將鋼筋籠骨架吊裝并居中緩慢下放，并在下放過程中將鋼筋籠內三角支撐通過扭力扳手進行取出，可進行重復利用，第一節下放完成后通過穿杠進行固定，并將聲測管內注滿水，并用膠帶將聲測管包裹，以保證管內壓強差，防止管內澆筑過程中進漿，影響檢樁質量，重復上述工序，直至鋼筋籠下放完成。

4.2 鋼筋籠的居中及固定

鋼筋籠下方至最后一節時在鋼筋籠頂部四角位各焊一個28鋼筋制作的保護層鋼筋且四個保護層鋼筋正好頂住鋼護筒內壁，從而使得鋼筋籠下放完成后，保證鋼筋籠在設計位置。

確定鋼護筒上井字架的頂標高后，計算出吊筋長度，鋼筋籠下放到最后一節時，將吊筋與主筋通過套筒進行連接，下放到設計高度時用工25型鋼掛住鋼筋籠吊筋上的吊耳。

加工與聲測管孔徑匹配的木塞，在鋼筋籠下放完成后，用木塞將聲測管進行封堵，防止后續有雜物掉進管內。

鋼筋籠下放完成后，對鉆孔深度進行復測，觀察孔內沉渣厚度。

5? 二次清孔

導管下放時對導管長度核算（節數），及導管緊密度檢查，絲扣涂油，密封圈安放到位后，立即對孔底沉渣進行測量，采用氣舉反循環二次清孔。

澆注水下混凝土之前再次進行沉渣厚度測量，若沉渣厚度大于設計要求，則繼續進行二次清孔，直到滿足設計要求為止。

清孔過程中技術員時刻觀察導管的移動位置，清孔形式5個點進行清孔，即樁基中間及樁基對稱4個角點，確保孔底四周沉渣符合設計要求。

二次清孔泥漿比重為1.03-1.15之間，含砂率小于2%，粘度22-26Pa·s，即可澆筑水下混凝土。

二次清孔結束，經監理工程師檢驗合格后，提起導管，拆除導管彎頭，開始澆注樁基水下混凝土。

6? 混凝土澆筑

混凝土由我部陸上攪拌站攪拌，混凝土攪拌運輸車經棧橋運至鉆孔平臺旁棧橋上，經過拖泵泵送至料斗中，現場制作8m3的料斗和1.5m3的小料斗澆筑前應在護筒口設置澆筑輔助平臺。

①步驟一：灌注樁采用導管法澆筑，導管為鋼管，導管內徑為300mm，每節長為2.42m，底節長6.95m。做好導管下放記錄并計算導管懸空長度，并將導管下放至孔底，用鋼尺校核導管懸空高度，當導管懸空高度為30-40cm時，停止接管，然后安裝7.5m3大料斗，安裝好拖泵及泵管，將拖泵泵管接入大料斗，準備灌注砼。首封采用剪球法，提前準備直徑比導管內徑略小的皮球。首封前，在導管內放入皮球，蓋好小料斗封蓋，封蓋由鋼絲繩連接QUY80履帶吊小鉤。

②步驟二：在大料斗和小料斗均裝滿混凝土，檢查所有機具設備保證混凝土能正常澆筑。

③步驟三：下一混凝土罐車已在現場就位后，下達澆筑指令后，吊車拎起小料斗封蓋，開始澆筑首批混凝土。

④步驟四：首批混凝土澆筑完成后，為加快澆筑過程，移除大料斗，混凝土應連續澆筑不得中斷，并應注意孔內砼下落情況，通過測繩隨時了解孔內砼面的高度，同步記錄，澆筑過程中，技術人員要隨時掌控導管的埋置深度，及時調整導管節數，始終將導管埋入深度控制在3-6m。

⑤步驟五：正常澆筑過程中導管提升保持位置居中，軸線垂直緩慢提升，直至水下混凝土澆筑完成。為保證有效樁長符合設計要求，混凝土澆注高度高出設計樁頂標高0.8-1m，則可停止澆灌。澆筑完成后，將導管依次拔出，對拆下的導管立即沖洗，并按順序堆放整齊。

7? 結束語

通過對漢江特大橋厚砂卵層旋挖鉆孔樁施工技術總結，不斷優化施工方案，從成孔工藝、設備選型、泥漿指標等參數的確定，成功地完成了鉆孔灌注樁施工，并極大地提高了樁基成樁質量，為同類地質條件下的大直徑、超深灌注樁提供良好的借鑒作用。

參考文獻：

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