旋挖鉆孔灌注樁施工管理方法

岳金鑫 曹瑞娟

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046204)

旋挖鉆孔灌注樁施工管理方法

岳金鑫 曹瑞娟

(山西潞安工程有限公司，山西 長治 046204)

通過對某工程施工區地質狀況的分析，選擇使用旋挖鉆機施工的方式，詳細介紹了該工法的施工工藝流程及各施工環節需注意的事項，并提出了具體的通病預防措施，以達到高效高質完成樁基施工的目的。

地質，土層，施工工藝，鉆孔，措施

1 工程及地質概況

本工程為我國山西省長治市某煤礦2個萬噸煤倉基礎，采用混凝土鉆孔灌注樁工藝，樁徑為800 mm，樁型為端承嵌巖樁，樁端嵌入弱風化巖層2 m以上，選用C40商品混凝土，共有242根樁，工期25 d，其中最深的樁達48 m，最淺的樁為35 m，大多數樁的深度達40 m以上。本工程地質較差，上部為軟土層，其埋深為8 m～10 m；第②層為粉質粘土層，埋深為13 m～20 m，中間夾雜有2層粉細砂層，厚度為2.5 m～3.5 m；第③層為強風化巖石層，埋深為33 m～45 m，第④層為弱風化巖石層，地下水位在15 m～17 m，灌注樁施工要穿過軟土層、粉質粘土層、強風化巖石層、弱風化巖層，中間還要通過粉細砂層及地下水，地質條件復雜。

2 工藝選擇

在實際施工中，該工程地質條件復雜，地基持力層(風化巖石層)呈斜坡走向且埋深較深，導致地基承載力不均勻且持力層較深，一般基礎不符合設計承載力要求。樁基礎以其承載力穩定，適應各種復雜地基，而且相比同等承載力的基礎造價低廉等優勢被本工程設計施工所采用。本工程的工程量大，工期較短，樁基礎的施工深度大，如果某一根樁出現質量問題，則需要進行二次補樁，影響了今后工程進度。這就要求公司從人員、機械、材料、方法等方面都要協調組織好，嚴格把好每一道質量關、進度關。

3 設備選用

按照本工程施工區的地質狀況，以及之前積累的施工經驗等，本工程選用徐工集團生產的420/1050型旋挖鉆機。根據不同土層選用不同的鉆具：軟土層及粉質粘土層采用瓜瓣式鉆頭進行成孔，風化巖層采用帶合金鋼鉆齒的筒鉆進行成孔，成孔后采用撈渣鉆頭進行清底。選擇使用旋挖鉆機的優勢：1)該鉆機能夠靠履帶系統自行走，在樁孔之間的移動容易，節約了較多的移車時間。2)該鉆機的底盤能夠自動微調平，只要將鉆機初找平就可以，節省了鉆機調平時間。3)該鉆機有鉆桿導向調節裝置，鉆桿的垂直度、深度等都能夠通過車載電腦顯示出來，提高了成孔質量。4)旋挖式鉆機的鉆進速度快，形成鉆孔的時間短，而且可以根據不同的土層來選擇合適的鉆頭進行作業。

4 施工工藝

4.1 施工準備

由于鉆機是坐落在雜填土地基上面的，根據施工現場的狀況，雜填土地基較軟，會造成樁垂直度不合格及鉆機存在傾覆危險等。根據雜填土層的現實情況，采用大于60 cm的碎石屑進行填、壓，保證鉆機處于平穩的狀態。提前核實好鋼筋、混凝土等大宗材料及備件、配件等的數量及質量要求。提出材料使用計劃，落實貨源進貨渠道，提前購置確保使用。采購的材料必須符合設計要求，具有相應的材質合格證明資料，并按規范要求進行復檢。

4.2 制備泥漿

制漿設備及場地：泥漿攪拌機2臺，3PN泵2臺，泥漿泵3臺，旋流器1臺，泥漿送、回漿管道200 m，比重計1個，制漿池1個(10 m×3 m×3 m)，沉淀池(4 m×4 m×2 m)等。本工程采用鈉基膨潤土(堿性土)進行制漿。泥漿具有護壁、攜砂、冷卻和潤滑的作用，其中主要是保護孔壁、防止塌孔。現場用膨潤土制備護壁泥漿,定期用泥漿比重計檢測泥漿稠度,粘度。泥漿比重控制在1.1～1.15；在易塌孔的粉細砂層中成孔時，泥漿比重應加大至1.15～1.2以上。泥漿在鉆孔中的作用：在孔內產生較大的靜水壓力，可以平衡孔內地下水對孔壁壓力，可防止塌孔；在鉆進過程中，因鉆頭的旋轉作用在孔壁表面形成一層膠泥，具有堵漏作用；泥漿具有懸浮并攜帶鉆渣作用，利于鉆渣排出；泥漿起到潤滑作用兼顧保護鉆具，提高效率。

4.3 鉆進成孔

旋挖鉆機由于自身重量較大，所以要求鉆機工作區域的地基必須堅實，防止在鉆進過程中由于地基變形造成鉆機移位。鉆機入位后，首先將鉆機調平，再將鉆桿調垂直，鉆頭中心對準樁位，使鉆桿、鉆頭、樁中心三點成一線，垂直度由鉆機儀表指示確定。

旋挖鉆機鉆進雜填土層及粘土砂層容易出現塌孔現象，一定要輕壓慢轉、慢放慢提，鉆進過程中隨時注意地層變化、儀表顯示，嚴格控制回次進尺，操作人員必須慢提慢放，盡量減輕鉆具對孔壁的擾動，防止塌孔；初見地下水時要加漿鉆進，始終保持泥漿液面高于地下水位1.0 m以上。在到達風化巖石層時改用筒鉆進行鉆進，應低沖程，慢進尺，使孔口形成圓滑，直順狀態，這樣既可控制塌方，也可起導向作用。鉆進過程中要及時調整泥漿比重，在正常情況下鉆進的泥漿比重應控制在1.2以內，若在鉆進砂層或夾砂層時，為便于攜砂，泥漿比重應在1.2以上。

在鉆孔時要注意下面幾點：1)始終保持孔內外的水位差和泥漿濃度，防止塌孔。2)根據地層報告情況控制鉆進速度，同時及時注意將鉆渣與地質情況進行對比，出現實際地層與勘察報告不符合要及時與相關方溝通。3)鉆進過程中不宜中途停鉆，以免由于停滯時間過長造成塌孔。4)鉆孔過程中應按照圖紙及規范要求對各個參數如孔徑、深度、樁位、孔底沉渣情況及傾斜度等進行驗收。5)樁中心距小于4倍樁徑的樁基要隔排隔樁跳打，保證已澆筑混凝土不受鄰樁成孔時的影響，相鄰樁位盡量不要連續成孔。6)成孔、灌注后在孔口加蓋篦子，防止人員掉入孔內。

4.4 鋼筋籠制安

鋼筋籠制作采取支承架成型法，采用雙面搭接焊加工制作。嚴格按照圖紙進行制作，接口處要打彎，保證接口處與主筋同心。在鋼筋籠上設置定位鋼筋環，以確保保護層厚度。要確保主筋通長順直，主筋、加強筋及繞筋要間距均勻，焊口不得燒傷主筋，焊縫要飽滿，焊接長度要達到標準要求。各項誤差要控制在規范范圍之內。下放時，應吊直對準樁孔慢放入孔內，遇阻礙時，應查明原因不得強行下插，應慢起慢放，正反旋轉數次逐步下放到位。必須精確計算鋼筋籠安放深度，鋼筋籠下放完畢后，將吊筋固定在孔口井門板上。

4.5 樁孔清孔

樁基工程施工中，清孔工作尤為重要，主要是清除孔底沉積的鉆渣，保證混凝土能直接與持力巖層接觸，從而確保樁基質量及承載力。清孔時，提升沖錘在孔內進行上下攪動，同時注入拌制好的泥漿，與孔內的泥漿及鉆渣進行中和，再用泥漿泵將中和后的泥漿及鉆渣通過回漿管回抽到泥漿沉淀池中沉淀，沉淀后的泥漿再通過旋流器將砂粒及鉆渣分離出來，分離后的泥漿注入到泥漿池中重新加入膨潤土，火堿及纖維素等進行制漿。在進行清孔的時候，現場質檢員要及時觀測置換出的泥漿密度，達到標準后及時進行混凝土灌注。嚴禁用加深孔深的方法代替清孔。

4.6 混凝土灌注

清孔后要及時安裝導管進行混凝土灌注。根據孔深配置導管長度。在澆筑前必須檢查導管的密封性，確保導管密封不滲水。將導管居中下放到離孔底0.3 m～0.5 m，導管上口接漏斗，并設隔水栓。待漏斗中裝滿混凝土后,放開隔水栓,混凝土從漏斗底迅速下落,將導管內泥漿全部壓出,并使導管下口埋入孔底混凝土內1.0 m以上，隨著混凝土不斷通過導管灌入孔內,孔內泥漿不斷被頂托升高,同時不斷提升導管和拆除導管,保證導管在灌注過程中埋深在2 m～6 m，直至灌注混凝土完畢。灌注水下混凝土是鉆孔灌注樁施工最后一道關鍵性的工作,其施工質量嚴重影響樁的質量,必須注意以下幾點:

1)要認真檢查商品混凝土出廠合格證、材料檢驗報告、配合比及開盤鑒定表等質保文件，按規定留置試塊。2)必須保證混凝土初灌量。漏斗的容積應在1 m3以上。3)混凝土灌注必須連續作業,避免中途中斷施工，必要情況下中斷時間不得超過30 min。4)要控制混凝土的坍落度，施工過程中嚴禁隨意改變配合比。5)灌注過程中要保證導管的埋深，堅決杜絕導管拔離混凝土面。

5 質量通病與預防

5.1 竄孔

導致竄孔的原因有：土層中有粉土粉細砂層、軟流塑層；成孔或灌注過程中由于沖擊能量過大導致孔壁竄通。控制措施：1)樁中心距小于4倍樁徑的樁基要隔排隔樁跳打，相鄰樁位盡量不要連續成孔。2)盡量在相鄰樁孔灌注后再進行成孔作業。

5.2 樁位偏差

一般有樁平面偏差和垂直度超標偏差兩種。多由于場地原因，樁機對位后產生傾斜；測量人員對樁位放樣時精度不高；鉆進時鉆桿跑偏等造成。控制措施：1)施工前清除地下障礙，平整壓實場地以防鉆機偏斜。2)樁位放樣時認真仔細，嚴格控制誤差。3)樁機的水平度和垂直度在開鉆前和鉆進過程中注意檢查復核。

5.3 塌孔

導致塌孔的主要原因有：鉆進時泥漿比重和粘度偏小；在松散砂層中鉆進太快，樁間距較近，地層受到上一根樁施工的擾動；孔內泥漿面下降沒有及時補漿;成孔后停滯時間太長；吊入鋼筋籠、導管時碰撞孔壁等。預防措施：適時調節泥漿參數，在松軟砂層中鉆進時適當控制鉆進速度，可采用隔一打一的方法施工，及時補充孔內泥漿，成孔后積極組織后續工作，盡量減少停滯時間，吊放鋼筋籠和導管時要避免碰撞孔壁。

5.4 樁頂標高達不到設計要求

樁頂標高達不到設計要求其原因主要是混凝土灌注結束時混凝土面測量不準。預防措施：灌注臨近結束時一定要用探桿多次測量混凝土面標高，要考慮混凝土塌落的影響，使樁頂標高既滿足設計要求又不會超灌太多。

5.5 斷樁

引起斷樁的原因主要有：1)堵管；2)混凝土灌注過程中導管拔脫混凝土面。a.針對堵管，主要是因為混凝土坍落度太小，停滯時間過長，沒有控制好泥漿的濃度，混凝土內夾有較大的石塊或雜物。預防措施：混凝土灌注前必須檢查混凝土質量，混凝土供應必須及時，保證混凝土連續灌注；混凝土漏斗上設置過濾網，防止大的塊體進入導管；控制好泥漿的各項指標。b.針對混凝土灌注過程中導管拔脫混凝土面，主要是混凝土面高度測量不準或孔口導管長度計算不準導管底口拔出混凝土面。預防措施：在灌注過程中要根據混凝土灌注量計算混凝土灌注高度，拆管前一定要測量混凝土面高度，并與孔內導管長度進行比較計算，確保導管在混凝土里埋深符合要求。

6 結語

在復雜地基上進行樁基礎施工，質量事故屢見不鮮，且負面影響很大。管理人員對以上問題的重視程度和施工隊伍的施工經驗對杜絕質量事故的發生是很重要的。只要堅持科學的態度，認真分析、共同探討，就能杜絕質量事故的發生，就能保證工程施工的順利進行，就能取得更好的經濟效益和社會效益。

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Constructionmanagementmethodsofrotarydrillingboredpile

YUEJin-xinCAORui-juan

(ShanxiLu’anEngineeringCo.,Ltd,Changzhi046204,China)

Through analyzing the engineering construction region geology conditions, the paper selects rotary driller construction method, introduces its construction technology procedures and construction matters, and puts forward specific disease preventing measures, with a view to improve pile foundation construction quality.

geology, soil layer, construction technology, drill, measure

1009-6825(2014)33-0058-02

2014-09-12

岳金鑫(1983- )，男，工程師 曹瑞娟(1982- )，女，工程師

TU473.14

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