超深全巖地質復合接力鉆孔灌注樁施工

武坤倫WU Kun-lun

（河北建設勘察研究院有限公司，石家莊050000）

1 工程概況

流溪河特大橋鉆孔灌注樁工程是新建鐵路新廣州站及相關工程ZQ-1標段基樁工程項目。位于廣州與佛山里水交界處。

2 工程地質條件

工程地質層組特征及評價，根據地層成因時代，地層巖性差異，進行工程地質分析，首先根據成因時代不同，基巖劃分為一大層（另位于斷裂帶內破碎巖石單列一層）然后再根據巖性差異、風化程度不同劃分工程地質層、對于夾層或沉積相變層劃分為夾層。詳細工程地質組特征描述如下：①泥質粉砂巖：灰黃色——灰黑色，全風化——弱風化，結構可變，裂隙發育，巖芯完整性差，巖芯呈塊狀。巖層由軟變硬。②炭質泥巖：灰黑色，強風化，裂隙發育，巖芯完整性差，巖芯破碎呈塊狀，直徑1～6cm，巖質稍硬，層厚3m。③炭質頁巖：灰褐色，強風化，層狀結構，裂隙較發育，巖芯呈塊狀，直徑1～5cm，局部風化成泥。④泥質粉砂巖：灰白色，弱風化，砂質結構，快狀結構，裂隙較發育，呈短柱狀。⑤石英砂巖：灰色，弱風化，砂粒結構，層狀構造，裂隙發育，裂隙面光滑。有擠壓擦痕，巖芯呈柱狀或塊狀。⑥結構角礫巖：強風化，灰黑色，主要成分為灰質灰巖、泥質粉砂巖呈角礫狀，直徑1～4cm。

3 鉆孔灌注樁施工

本工程地質情況復雜，并且為全孔入巖，開孔就是基巖，最大深度可達110m。根據地質條件，在施工過程中采用了液壓沖擊反循環鉆機和回轉鉆機相配合施工的方法，首先使用液壓沖擊反循環鉆機開孔，鉆進深度達到45m左右，再使用回轉鉆機鉆進成孔，這樣就存在二次對中的問題。另外在鉆進施工過程中還遇到了很多問題，Φ2.5m水上樁護筒底口漏漿，超深孔垂直度易超標，基巖過硬對鉆具破壞嚴重，Φ2.5m超深樁灌注等。針對以上的問題，主要采取了以下措施：

3.1 二次對中的控制 沖擊鉆機鉆進至要求孔深后，測量人員按照原樁位點引出護筒上的樁中心定位點，回轉鉆機按照定位點使鉆機就位，就位時保證鉆機頂部的起吊天輪中心、轉盤中心、樁孔中心在同一鉛垂線上，其偏差不得大于2cm。鉆機就位后，由測量人員用經緯儀或線錘檢查轉盤中心與樁位中心是否重合，并用水平儀測量鉆機底盤四角的標高，對鉆機進行調平，最后用定位型鋼將鉆機固定和限位，以確保鉆機底盤水平、穩固，鉆塔與底盤保持垂直狀態，在鉆進過程不產生位移或沉陷。

3.2 Φ2.5m水上樁護筒底口漏漿的處理方法 在Φ2.5m水上樁的施工過程中，第一個孔為10#孔，由于地基為基巖，河道的沙層覆蓋僅有1.5m左右，護筒在振設時也只能穿過覆蓋層，如果再加大振設力度，護筒底口就有振卷的可能，在加上河水的沖刷，護筒的實際埋深也只有1.0m左右。在10#孔施工中，沖擊至護筒底口，河水就會和孔內泥漿串通，導致孔內泥漿稀釋，河沙進入孔中，破壞泥漿性能，存在很大的塌孔風險，而且對鉆頭的破壞性極大。針對10#孔這種情況，經研究決定采用護筒跟進和回填粘性紅土、刨花堵漏的方法進行護筒底口處理。具體方法為首先采用沖擊鉆頭沖進至護筒底口以下2m，再用振動錘對護筒進行二次振設，然后回填粘性紅土至護筒內3m，再繼續沖進到護筒底口，加入適量的刨花，進行循環。通過這種方法很好的處理了10#孔護筒底口漏漿的問題，保證了孔內泥漿的性能，并且保證了孔內的泥漿液面高度，很大程度的預防了塌孔事故的發生。

在處理10#孔的經驗基礎上，對其他孔也分別進行了類似的處理，取得了很好的堵漏效果，保證了施工的質量。

3.3 鉆孔垂直度的控制 289#墩施工深度為110m左右，全孔入巖，并且兩種鉆機配合作業，垂直度的控制至關重要，在第一個孔（10#孔）的施工中采取的具體控制措施如下：①在兩鉆機銜接時，確保同一中心，避免在銜接面產生臺階，形成臺階孔。②沖擊鉆機沖進時，為控制鉆孔的垂直度，每2～4h須測一次孔斜情況（可采用鋼絲繩與樁心相對位置的偏移程度進行控制，開孔時與當前孔深時的偏差不能超過1cm），如超過標準，必須及時修孔，至合格后方可繼續向下鉆進。③在回轉鉆機鉆進時采取減壓鉆進，使加在孔底的鉆壓小于粗徑鉆具總重（扣除泥漿浮力）的80%。④定時檢測回轉鉆機底座的水平度（底座四角高差不得大于3mm）及鉆塔的垂直度，發現問題及時調整，以保證鉆孔的垂直度。⑤鉆機鉆進至軟硬不均地層部位時，加大掃孔頻度，重點防止斜孔、臺階孔，同時特別注意防止掉鉆等孔內事故的發生。⑥回轉鉆機采用扶正器導正。在鉆頭上部加設直徑為2.47m的扶正器，以增加粗徑鉆具的長度，保證鉆頭在施工過程中的穩定性。⑦在鉆進強風化炭質泥巖時，由于巖質較軟，故要適量控制鉆壓和鉆速。⑧弱風化石英砂巖強度高，施工中保證鉆具的加工質量，不使用彎曲或法蘭變形的鉆桿，且鉆頭的刀盤和心管必須垂直。經過以上具體措施的控制，10#孔成孔后經超聲波檢測儀檢驗，垂直度符合要求，并且高于規范要求的精度。在接下來的施工中，控制取得了很好的效果，成孔的垂直度全部符合要求，一次驗收合格。

3.4 基巖過硬，防止掉鉆的措施 在鉆進過程中，發現石英砂巖對鉆具的破壞極大，鉆進此地層時很容易造成掉鉆事故，為了防止掉鉆，采取的措施有：①沖擊鉆機每正常鉆進12h后，提鉆檢查鉆頭、鉆桿及鋼絲繩，對鉆頭進行修補，保證鉆頭直徑不小于設計樁徑2cm。鉆頭修補后下鉆鉆進，要緩慢下放鉆頭，鉆頭不能順利下放時，采用小沖程沖擊掃孔，時刻防止發生卡鉆事故。鉆頭放至孔底，先采用小沖程鉆進，10min后再利用大沖程正常鉆進。②回轉鉆機鉆進時，適當控制鉆壓及鉆具轉速，采用減壓鉆進，使加在孔底的鉆壓小于粗徑鉆具總重（扣除泥漿浮力）的80%；認真、仔細檢查下入孔內的鉆具，保證其可靠性，鉆桿連接螺栓應擰緊上牢；定期對孔內鉆具提鉆檢查，重點檢查加重桿管壁及鉆桿上下法蘭；鉆進過程中特別注意保證孔口安全，孔內嚴禁掉入鐵件（如扳手、螺栓等）物品，以保證鉆孔施工正常順利進行，防止掉鉆事故的發生。

3.5 Φ2.5m鉆孔樁的混凝土灌注 Φ2.5m鉆孔樁的最大樁長可達95m，灌注的方量可達500m3混凝土，灌注的任務較大，時間較長。我方與總承包方協商由兩臺泵車同時進行灌注，配合使用8臺罐車進行混凝土的運輸，大大提高了灌注的速度。

在灌注過程中，主要控制以下幾點：①灌注前，在孔口檢查混凝土的坍落度和和易性，混凝土的塌落度控制在18cm～22cm，并有較好的和易性時才能灌注。②按照計算好的初灌量進行首次灌注，首次灌注后導管在混凝土中埋深不小于1.0m。首次灌注時導管底端與孔底距離保持在0.3～0.5m。③混凝土面測量以測錘多點測量為準，同時用混凝土灌注量計算值進行復核，二者誤差較大時找出誤差原因，排除影響混凝土灌注的因素，再繼續進行灌注。④混凝土灌注工程中導管的埋管深度控制在2～6m之間，導管拆除時進行準確記錄，并認真復核已拆除的導管長度，確保了導管拆除時不出現錯誤。⑤確定灌注標高，保證最后一次灌注后混凝土標高高出設計樁頂標高0.8m以上。

4 結束語

鉆孔灌注樁基施工過程中會遇到很多復雜的困難，以上是我們在施工過程中遇到的一個工程實例，在具體施工中采用的方法僅供同行參考，有不妥之處敬請指正。

[1]徐小民.淺談潛水鉆成孔灌注樁的質量控制[J].科技資訊，2009(25).

[2]原振東.沉管灌注樁的質量控制[J].科技創新導報，2009(26).

[3]盧志宇.砂性土層中采用水泥攪拌樁套打鉆孔灌注樁施工的質量監督與控制[J].科技資訊，2008(12).