鉆孔咬合樁施工技術(shù)

何健凱

【摘要】素混凝土咬合樁在深基坑止水中的應(yīng)用取得了成功，證明了素混凝土咬合樁作為基坑止漏的一項(xiàng)補(bǔ)救措施是可行的。本文結(jié)合廣州市侖頭～生物島隧道工程岸上段深基坑施工，分析了素混凝土咬合樁的施工要點(diǎn)，總結(jié)了施工經(jīng)驗(yàn)，為類似工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】素混凝土咬合樁 施工技術(shù)

1工程概況

廣州市侖頭～生物島隧道工程北岸端頭位于侖頭海河道，伸出堤岸約20米，里程為K0+449，河道施工區(qū)域采用了模袋砂圍堰及填砂筑島形成岸上施工平臺(tái)，砂島頂面標(biāo)高為7.5米。端頭原設(shè)計(jì)采用了鋼管樁+樁間旋噴+素混凝土連續(xù)墻的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，鋼管樁底標(biāo)高-27.7米，素混凝土連續(xù)墻及樁間旋噴樁底標(biāo)高-16.386米。基坑底標(biāo)高為-13.286米，內(nèi)支撐采用2道鋼筋混凝土支撐和4道鋼支撐。

本次進(jìn)行施工的為增加部分，即在素混凝土連續(xù)墻外側(cè)2.5米位置增加一排鉆孔咬合灌注素混凝土樁（φ1000@850），樁間采用120度擺噴樁（直徑為800mm），灌注樁及擺噴樁樁長(zhǎng)均為37.1米。施工樁數(shù)為：鉆孔灌注樁61條，擺噴樁120條。

2鉆孔咬合樁施工方法及技術(shù)措施

2.1施工放樣及護(hù)筒埋設(shè)

根據(jù)布設(shè)的測(cè)量控制網(wǎng)（點(diǎn)）進(jìn)行樁位放樣，并把樁位點(diǎn)固定在木樁上。護(hù)筒采用內(nèi)徑比樁徑大50mm、高1500mm的鋼護(hù)筒，護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，將木樁上的樁位點(diǎn)外放，并在周邊填實(shí)粘土。鋼護(hù)筒埋設(shè)后，再將樁位回放并經(jīng)校核后，在鋼護(hù)筒頂面上標(biāo)出樁中心“十字”控制點(diǎn)，并測(cè)定護(hù)筒頂面控制點(diǎn)高程。

2.2護(hù)壁泥漿的拌制及控制指標(biāo)

泥漿主要起維護(hù)孔壁的穩(wěn)定，懸浮碴土和冷卻、潤(rùn)滑鉆頭的作用，本工程采用膨潤(rùn)土制備泥漿并輔助粘土塊拋入槽孔制漿，泥漿質(zhì)量控制指標(biāo)見下表：

膨潤(rùn)土泥漿性能指標(biāo)表

在施工過程中，經(jīng)常對(duì)泥漿的性能進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。

2.3造孔

（a） 造孔機(jī)具

根據(jù)工程地質(zhì)情況，造孔機(jī)具選用SP-300型鉆機(jī)，鉆頭選用的籠式鉆頭（鑲

焊硬質(zhì)合金）。

（b） 鉆孔

鉆機(jī)就位平正、準(zhǔn)確，鉆孔前以護(hù)筒頂面標(biāo)定的樁中心“十字”控制點(diǎn)校正

鉆孔孔位。鉆孔時(shí)，利用泥漿泵壓送高壓泥漿通過鉆桿從鉆頭底端噴出，與鉆碎的渣土混合，然后不斷由孔底向孔口溢出，如此連續(xù)鉆進(jìn)、排渣形成樁孔。

2.4成孔垂直度控制

本項(xiàng)目鉆孔樁垂直度要求達(dá)到1/150～1/200，為了達(dá)到此項(xiàng)要求，采取如下措施：

① 采用SP-300型鉆機(jī)，鉆桿不小于89mm，確保鉆桿具備較大的剛度。

② 成孔前必須在孔口設(shè)圓形鋼護(hù)筒，主要用于開鉆時(shí)定位導(dǎo)向，同時(shí)起保護(hù)孔口和維護(hù)泥漿面的作用。鋼護(hù)筒深1500mm，內(nèi)徑比樁徑大50mm。開鉆前鉆頭對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心，偏差不超過5mm，要求緩慢鉆進(jìn)，確保開孔垂直度良好。

③ 成孔過程中鉆進(jìn)速度根據(jù)不同地層選用相應(yīng)的鉆進(jìn)速度，在淤泥或淤泥質(zhì)土層中的鉆進(jìn)速度控制在≤5m/h，在砂層中的鉆進(jìn)速度控制在≤3m/h，在硬土或風(fēng)化巖的鉆進(jìn)速度控制在≤2m/h并確保鉆機(jī)不發(fā)生跳動(dòng)、電機(jī)不超負(fù)荷，咬合部分鉆進(jìn)速度控制在≤1.2m/h。在同一地層中的鉆進(jìn)速度盡量保持勻速，在臨近下一土層時(shí)，將鉆進(jìn)速度減慢，緩緩進(jìn)入并穿過交接面后再對(duì)進(jìn)尺速度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 （各階段的鉆進(jìn)速度通過工藝性試樁后再進(jìn)一步優(yōu)化）

2.5 清孔質(zhì)量控制

成孔作業(yè)完成后，進(jìn)行孔深及垂直度檢查，經(jīng)駐地監(jiān)理工程師對(duì)成孔質(zhì)量檢驗(yàn)合格后清孔，清孔時(shí)采用鉆頭空轉(zhuǎn)不進(jìn)尺，循環(huán)換漿的清孔方法要把沉積在孔底的沉渣清出，清孔過程中要不斷向孔內(nèi)泵送泥漿或清水（視孔內(nèi)泥漿密度定），清孔要求沉渣厚度不大于200mm，孔內(nèi)泥漿相對(duì)密度要求不大于1.25，含砂量不大于5%，粘度不大于20S。

2.6 水下混凝土澆筑及質(zhì)量控制

水下混凝土澆筑是鉆孔樁施工的最后一道工序，也是最關(guān)健的一道工序。

a） 水下混凝土質(zhì)量要求

水下混凝土采用商品混凝土，設(shè)計(jì)要求成樁后強(qiáng)度不超過C15，混凝土配合比由供應(yīng)商通過試配確定，報(bào)經(jīng)監(jiān)理審核，業(yè)主批準(zhǔn)后實(shí)施，建議施工前召開低強(qiáng)度水下混凝土專題研討會(huì)（業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工及供應(yīng)商參加）。

水下混凝土進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量要求：坍落度（孔口檢驗(yàn)值）控制在180～220mm，初凝時(shí)間≥4h，水灰比≤0.55，砂率控制在45%左右。

b） 水下混凝土的灌注

灌注水下混凝土采用混凝土攪拌車直接卸料入料斗，用卷揚(yáng)機(jī)或吊車輔以提升導(dǎo)管的方法，即直升導(dǎo)管法灌注水下混凝土，導(dǎo)管距槽孔底部不得超過1.5m。隔水栓則采用預(yù)制混凝土隔水栓。

為保證灌注質(zhì)量，在灌注水下混凝土?xí)r，按下列規(guī)定執(zhí)行：

①導(dǎo)管接駁完畢后，將混凝土隔水栓吊放在臨近泥漿面的位置，導(dǎo)管底端到孔底的距離控制在0.4m左右，以便能順利排出混凝土隔水栓。

②開始灌注混凝土前，儲(chǔ)料斗內(nèi)儲(chǔ)備的混凝土量≥1.0m3，以便當(dāng)混凝土隔水栓被擠出導(dǎo)管后能將導(dǎo)管底端一次性埋入水下混凝土中的深度>0.8m。

③加強(qiáng)與混凝土供應(yīng)商的聯(lián)系，確定混凝土的供應(yīng)強(qiáng)度，確保混凝土灌注的上升速度>2m/h，埋管深度控制在1～6m，并且使每條樁灌注砼時(shí)間≤6h。

2.7排漿系統(tǒng)

按文明施工要求，現(xiàn)場(chǎng)泥漿嚴(yán)禁排入侖頭海河道，必須排到施工現(xiàn)場(chǎng)東側(cè)的廢漿存放池，經(jīng)沉淀處理后，一部分重新利用，另一部分外運(yùn)處理。

2.8施工評(píng)價(jià)

根據(jù)試樁成果確定施工泥漿比重、界面判別、各地層護(hù)壁、孔深確定、各地層的鉆進(jìn)速度、成樁垂直度等工藝流程和技術(shù)參數(shù)后，按試樁經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工。各樁施工成果如下圖：

部分咬合樁垂直度超標(biāo)，但經(jīng)過理論計(jì)算表明仍能咬合。

施工中Ⅰ期樁施工時(shí)間基本控制在2天以內(nèi)，Ⅱ期樁施工時(shí)間在6～7天。為了提高Ⅱ期樁施工進(jìn)度，將混凝土配合比進(jìn)行了修改（見下表），使得Ⅱ期樁施工時(shí)間縮短為4～5天。

結(jié)束語

鉆孔咬合樁的施工工藝是一項(xiàng)較難控制的工藝。制定詳細(xì)的施工計(jì)劃，并嚴(yán)格的按照施工計(jì)劃進(jìn)行施工，是保證施工質(zhì)量的前提。對(duì)鉆孔咬合樁施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行探討，有利于咬合樁施工技術(shù)的發(fā)展。