旋挖鉆施工實例分析與要點控制

唐君宏

(中交第二公路工程局二公司，陜西 西安 710119)

1 工程簡介

橋梁起訖點樁號為K29+492～K31+615.5，橋梁全長2123.5 m。橋梁下部為柱式橋墩、柱式臺、鉆孔灌注樁基礎。全橋鉆孔灌注樁φ180 cm 336根，φ150 cm 48根，柱式墩174根，預制預應力混凝土箱梁960片。其中，上跨涇惠渠水庫段落地質情況由上至下為表層積淤、卵石土、粉土、粉質粘土、粉土粉質粘土，地質狀況較差，各層土質松散。清河橋82號樁基直徑1.5 m，在基本成孔后，下放鋼筋籠，由于鋼筋籠焊接需要一定時間，孔內發生局部坍塌，造成孔底沉渣過厚，無法進行混凝土澆筑施工。

2 旋挖鉆成孔施工方案

設計采用旋挖鉆施工工藝進行樁基施工。埋設護筒D=樁徑+(20 cm～40 cm)，高出地面30 cm，鋪設枕木，鉆機就位后，進行對中和水平調整。先自檢合格后報現場監理檢驗，合格后方可開鉆，鉆機每次進尺控制在50 cm左右。鉆進過程中要及時補充提前制備好的泥漿，保證在鉆進過程中和提鉆后孔內液面高于護筒底部2.0 m，在鉆進過程中應根據地層變化及時調整泥漿性能，以滿足正常的鉆進需要。鉆孔開始后，開啟液壓傳動器加壓，鉆桿正轉下沉，切削土體鉆進，提升鉆桿將土體棄出孔外，同時將泥漿注入孔內，鉆進過程中要保持泥漿水位高于地下水位，以免塌孔。開鉆時均應慢速鉆進，待導向部位和鉆頭全部進入地層之后，方可正常鉆進。鉆進中要經常檢查轉盤，如有傾斜或位移，應及時糾正。

旋挖鉆機易發生的孔內事故主要有埋鉆和卡鉆:埋鉆主要發生在進尺太快，或鉆進過程突然發生鉆桿折斷等;卡鉆主要發生在鉆頭底蓋合龍不好，鉆進過程中自動打開卡鉆等。泥漿制作滿足規范中泥漿性能要求。由于在施工過程中泥漿不停的循環使用，實驗人員隔一段時間要對池內泥漿做三種指標測定，如果不滿足要求，則需調整池內水、膨潤土、聚丙烯酰胺以及火堿的含量，直到各種指標滿足要求。

3 樁基實地勘察分析總結

1)旋挖鉆鉆頭為喇叭口形，前端尺寸經現場實際量測為1.46 m～1.48 m，鉆頭直徑偏小，在鉆進過程中土質地質可以達到設計孔徑，并有較小的擴孔，卵石土、石質地質則形成螺旋形孔徑，部分孔徑未達到設計值(縮孔)，通過卵石土、石質地質后再次進入土質地質，又恢復到設計孔徑。樁基整體在中部存在“瓶頸”現象，鋼筋籠下放后刮碰孔壁，造成局部坍塌，產生沉淀。

2)由于地質條件比較差，加之鉆機人員未能按技術交底的要求來配置泥漿，造成孔內水壓力較小，孔內護壁質量較差，發生孔內塌落。

3)樁基成孔后未及時進行探孔，存在孔位偏差，未能及時掃孔糾偏，鋼筋籠下放困難。

針對以上原因，重新修編旋挖鉆施工方案。

4 新修編旋挖鉆方案

4.1 準備工作

1)臨建準備。

分部建設完善，對現場詳細勘查，了解施工現場道路環境及施工作業面等情況，做好人員設備進場前期準備。

2)技術準備。

分部組織技術人員認真學習技術性文件，編制施工方案，并按要求報經理部。經理部的施工工藝、施工方案、施工組織設計、分項開工報告上報監理組并批準。導線、水準復測工作已完成。原材料檢驗合格，混凝土配合比已經批準。放樣報驗并已批準。及時對全體施工人員進行全面的技術、質量和安全交底，明確施工技術質量負責人、現場負責人;學習技術規范、設計要求、施工工藝等文件，明確設計意圖，掌握施工要領。

3)現場準備。

挖好循環池、沉淀池和廢漿池，并做好泥漿池四周的安全防護工作。平整好四周場地，保證道路暢通、水電接通。機械方面要求16 t吊車一臺，平板車一臺，挖機一臺，裝載機一臺，備用發電機一臺，檢孔器一個，鉆機數量及鉆機配套設備滿足工作面需求，鋼筋加工的一套設備齊全，其他小型機具齊全。管理人員、鉆工、木工、鋼筋工、混凝土工、起重工及普工滿足工作需求，報請結構工程師驗收。

4.2 樁基放樣

場地平整后，經理部測量隊進行放樣，合格后報測量監理工程師抽檢，經監理工程師檢驗合格后方可進入下道工序，要求對樁位進行保護。

4.3 開鉆

埋設護筒D=樁徑+(20 cm～40 cm)，高出地面30 cm，鋪設枕木，鉆機就位后，進行對中和水平調整。先自檢合格后報現場監理檢驗，合格后方可開鉆，鉆機每次進尺控制在50 cm左右。鉆進過程中要及時補充提前制備好的泥漿，保證在鉆進過程中和提鉆后孔內液面高于護筒底部2.0 m，在鉆進過程中應根據地層變化及時調整泥漿性能，以滿足正常的鉆進需要。鉆孔開始后，開啟液壓傳動器加壓，鉆桿正轉下沉，切削土體鉆進，提升鉆桿將土體棄出孔外，同時將泥漿注入孔內，鉆進過程中要保持泥漿水位高于地下水位，以免塌孔。開鉆時均應慢速鉆進，待導向部位和鉆頭全部進入地層之后，方可正常鉆進。鉆進中要經常檢查轉盤，如有傾斜或位移，應及時糾正。鉆頭直徑不能達到設計直徑1.5 m的，加焊齒板，既要保證齒板的牢固又要滿足鉆頭端部的直徑。在進入卵石土、石質地質時放慢鉆進速度(3 m/h)，減小縮孔，便于探孔及下放鋼筋籠。

4.4 成孔

成孔后用測繩測量鉆進孔深，孔深和清孔達到要求后報監理工程師檢驗。灌注混凝土前進行二次循環，泥漿各指標不符合要求必須進行二次清孔達到要求才能澆筑混凝土。每次樁基成孔后，及時應用探孔器進行探孔，及時糾偏。

4.5 鋼筋加工

焊縫長度滿足規范要求，焊縫飽滿其厚度不小于0.3D，焊縫寬度不小于0.7D，焊渣清理干凈。主筋長度誤差:±10 mm;主筋間距誤差:±10 mm;箍筋間距誤差:±20 mm;骨架外徑誤差:±10 mm;骨架保護層誤差:±20 mm。

4.6 混凝土澆筑

混凝土坍落度控制在18 cm～22 cm，導管懸空30 cm～50 cm，首盤埋深大于1.0 m，混凝土初凝時間不得早于2.5 h，灌注過程中導管埋深控制在2 m～6 m，灌注頂標高要求高出設計樁頂標高0.5 m ～1.0 m。

5 現場施工控制要點

5.1 現場施工質量控制要點

1)質量檢測人員的配備。

2)鋼護筒埋設質量的控制。

3)鉆孔泥漿的質量控制。

鉆孔過程中泥漿質量控制的好壞直接影響成孔質量和成孔速度。為減少鉆孔事故的發生，采用膨潤土泥漿，施工中嚴格按規范要求各項指標進行控制。

4)質量檢測。

a.沉渣檢查。

成孔后需對沉渣及孔壁質量進行檢查。沉渣厚度的測定可采用測砣及沉淀盒的方法。由于孔深、線長，測砣測渣厚靠手感不易把握，故采用沉淀盒，至灌注水下混凝土下放導管前取出，視其盒內的沉渣量作為沉渣厚的數據，超過標準，需二次清孔。

b.孔壁質量檢查。

施工中要求值班技術人員24 h跟班作業。鉆孔過程中要有詳細記錄，嚴格保證孔內水位和泥漿各項指標符合要求，每鉆進5 m～8 m利用探孔器檢測孔徑，檢查鉆頭的磨損情況和直徑變化，發現斜孔或縮孔時，隨時校正或擴孔，以保證鉆孔的直徑和垂直度。由于基樁所需水下混凝土體積大，灌注時間長，采用抽漿法進行清孔，盡管費用高，但孔底沉淀厚度均控制在規范標準以內，有效地保證成孔質量。

5)樁基施工中應注意的問題。

a.在鉆孔中容易出現斜孔，施工中應根據不同的地質采用不同的鉆進速度，一旦出現斜孔，可先回掃，如果偏斜嚴重，采取回填重鉆。

b.在砂土、亞粘土中，深孔樁易出現縮徑現象，采用不同地層選用不同的泥漿比重的方法。

c.沉渣厚度易超標，可采用二次清孔的辦法使沉渣厚度滿足設計及規范要求。

d.封孔導管采用厚壁無縫管，以免出現變形，甚至破裂。

e.封孔時確保導管口管夾與孔垂直，確保導管與孔平行，以免導管掛鋼筋籠，甚至導管口破壞孔壁造成塌孔。

f.封孔混凝土采用高效緩凝減水劑，滿足封孔時間需要。

g.封孔過程中，每次提拔導管時，保證導管在混凝土的埋入深度大于1 m以上，以確保混凝土施工質量。

h.為確保鉆孔樁的施工質量，采用自動拌合，罐車運輸。混凝土灌注應及時、快速、連續施工。

i.為確保鉆孔樁封孔質量，可將導管口接高，以增大壓力差。

5.2 現場施工安全控制要點清單

為杜絕重大事故和人身傷亡事故的發生，把一切事故減少到最低限度，確保施工順利進展，必須對危險源進行認知并采用有效的預防措施。

1)建立安全保證體系，明確項目經理是安全生產的第一責任人，并且成立以項目經理、各作業隊隊長為首的兩級安全生產小組，項目部設專職安全員，各施工分部設專職安全員，在項目經理、分部經理的領導下，履行保證安全的職責，確保施工生產的安全。

2)制定安全生產規章制度:制定安全生產制度、現場安全操作規程。對所有的施工人員進行安全生產技術的交底工作，進行安全教育，使其充分認識到施工安全的重要性。

3)嚴格按照各項規章制度的規定進行施工。

4)利用各種宣傳工具，采用多種形式，使全體職工樹立安全第一的思想，不斷強化安全意識，使安全管理制度化，教育經常化。

5)各級領導在下達生產任務時，必須同時下達安全技術措施，檢查工作時，必須總結安全生產經驗，提出安全生產要求，把安全生產貫徹到施工的全過程中去。

6)認真執行定期安全教育及安全檢查制度，設立安全監督崗，對發現事故隱患和危及到工程、人身安全的事項，要及時處理，作出記錄，及時改正落實到人。

7)工地修建的臨時房、架設的照明線路、庫房，都必須符合防火、防電、防爆炸的要求，配置足夠的消防設施，并有防雷電設施。

5.3 環保、文明施工控制

1)現場布置。

根據場地實際情況合理地進行布置，設施設備按現場布置圖規定設置堆放，并隨施工不同階段進行場地布置和調整，最大限度地減少耕地占用率。為了展現高速公路管理者和建設者的精神風貌，宣傳高速公路建設的重要意義，我們將根據工程的情況制作和定作廣告牌，取得社會的了解和支持。

2)道路和場地。

施工區內道路通暢、平坦、整潔，不亂堆亂放，無散落物;場地平整無積水，無散落的雜物及散物;場地排水系統暢通。施工廢料集中堆放，及時處理。

3)材料堆放。

材料堆放場地用混凝土硬化，材料統一安排，堆放整齊，使工地現場井然有序。每種材料均要有標志牌。

6 安全管理措施

1)建立安全保證體系，明確項目經理是安全生產第一責任人，并成立以項目經理、各作業隊隊長為首的兩級安全管理機構(小組)，項目部設專職安全員，各施工分部設專(兼)職安全員，在項目經理、分部經理的領導下，履行保證安全的職責，確保施工生產的安全。

2)制定安全生產規章制度和現場安全操作規程。對所有的施工人員進行安全生產技術的交底工作，進行安全教育，使其充分認識到施工安全的重要性。

3)嚴格按照各項規章制度的規定進行施工。

4)施工中必須向施工人員進行安全技術交底。對臨時結構須進行安全設計和技術鑒定，合格后方可使用。

5)工地修建的臨時房、架設的照明線路、庫房，都必須符合防火、防電、防爆炸的要求，配置足夠的消防設施，并有防雷電設施。

清河高架橋的施工實踐證明，通過實際案例分析和研究進一步完善旋挖鉆施工方案既保證了進度，又保證了施工安全、測量控制精確度，樁基施工連續取得了涇惠渠水庫底部樁基施工未再發生塌孔事件的好成績，而且樁基檢測均順利通過，為同類地質條件的旋挖鉆施工積累了一定的經驗。