淺談旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)樁基施工技術(shù)要點(diǎn)

高玉飛

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

淺談旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)樁基施工技術(shù)要點(diǎn)

高玉飛

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

介紹了旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)樁基施工的工藝流程、施工操作要點(diǎn)、主要施工機(jī)具和勞動(dòng)力組織設(shè)置，并對質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了分析，可以為同類工程提供參考和借鑒。

旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，樁基施工，工藝流程，操作要點(diǎn)，施工機(jī)具，勞動(dòng)力組織，質(zhì)量控制

1　施工工藝流程

測量放線→工作平臺(tái)搭設(shè)→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→循環(huán)清渣→鉆進(jìn)→清孔→放鋼筋籠→設(shè)置導(dǎo)管→灌注水下混凝土→養(yǎng)護(hù)。

2　施工操作要點(diǎn)

2.1施工準(zhǔn)備

1）熟悉設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，編制實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)。

2）完成“三通一平”，搞好排水設(shè)施的設(shè)置。

3）進(jìn)行測量放線，確定樁孔位置和承臺(tái)開挖范圍，平整場地，搭設(shè)鉆機(jī)工作平臺(tái)。深水作業(yè)時(shí)需設(shè)置護(hù)筒下沉導(dǎo)向架。

4）鋼板通過卷板機(jī)卷制護(hù)筒，護(hù)筒直徑較樁徑大10～20 cm，長度符合設(shè)計(jì)。每段鋼護(hù)筒上下端及節(jié)間連接處采用δ=12 mm左右的鋼筋焊接加強(qiáng)。為了使泥漿得到循環(huán)，護(hù)筒頂設(shè)置400 mm×200 mm的出漿口。

5）護(hù)筒的埋設(shè)

護(hù)筒的埋設(shè)方法根據(jù)現(xiàn)場具體情況采用挖孔埋設(shè)、射水下沉、抓泥下沉、振動(dòng)下沉等方法。

①當(dāng)?shù)叵滤辉诘孛嬉韵鲁^1 m時(shí)對于砂類土，先在樁位處挖至少比護(hù)筒底深50 cm，直徑比護(hù)筒大40～50 cm的圓坑，然后在坑底分層夯填50 cm厚的黏土，再使護(hù)筒就位并四周夯填黏土。若在黏性土中夯填，應(yīng)使坑底與護(hù)筒底同深，平整坑底后即可埋設(shè)。

②當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，先將含水量較大的松軟地層換置黏土，換填深度低于護(hù)筒底50 cm，頂面寬度滿足施工操作的需要，然后挖孔埋設(shè)護(hù)筒。

③對于深水中設(shè)置護(hù)筒，先利用作業(yè)平臺(tái)設(shè)置護(hù)筒導(dǎo)向架，然后逐段吊裝并與前段護(hù)筒焊接密貼后下沉至河床，再重?fù)粽駝?dòng)下沉。

④護(hù)筒安裝前定出樁孔中心和護(hù)筒下沉檢查控制點(diǎn)，用扒桿和吊車使護(hù)筒就位，檢查調(diào)整護(hù)筒，使樁孔中心與護(hù)筒中心重合。用水平尺或垂球檢查護(hù)筒的垂直度，然后進(jìn)行對稱夯填黏土或振動(dòng)下沉。

6）泥漿及泥漿池

制漿最佳黏土為膠體率不低于95%、含砂率不得大于4%、造漿能力不低于2.5 L/kg的黏土。將黏土投入孔中加水，通過鉆機(jī)的沖錐反復(fù)沖擊而成泥漿。泥漿的比重以1.1～1.3為宜，對于松散易坍地層，適當(dāng)加大泥漿比重。在砂礫層中泥漿比重控制在1.4～1.5，在黏土層泥漿比重控制在1.2～1.3。施工中隨時(shí)測定泥漿比重、黏度、含砂率等指標(biāo)，以便達(dá)到浮渣、護(hù)壁的效果。

泥漿池的位置根據(jù)施工現(xiàn)場情況而定，設(shè)在鉆孔附近2～5 m左右，孔內(nèi)循環(huán)出來的泥漿通過泥漿槽流入泥漿池沉淀，再流經(jīng)貯漿池后進(jìn)入鉆孔內(nèi)。

2.2鉆孔

旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)施工分為正循環(huán)及反循環(huán)施工。

1）鉆機(jī)就位（正反循環(huán)基本相同）

立好鉆架，調(diào)整和安設(shè)好起吊系統(tǒng)，將鉆頭吊起徐徐放進(jìn)筒內(nèi)，然后調(diào)平鉆機(jī)，對準(zhǔn)鉆孔，裝上轉(zhuǎn)盤，使轉(zhuǎn)盤中心同鉆架上的起吊滑輪在同一鉛垂線上，鉆桿位置偏差不得大于2 cm。起吊時(shí)鉆桿穿過轉(zhuǎn)盤聯(lián)結(jié)鉆頭，固定鉆桿，準(zhǔn)備鉆進(jìn)。

2）鉆進(jìn)

①開鉆：對正循環(huán)施工，應(yīng)稍提鉆桿，啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，使之空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，讓泥漿從泥漿池輸進(jìn)鉆桿內(nèi)腔，經(jīng)鉆頭的出漿口在護(hù)筒內(nèi)射出進(jìn)行造漿。待泥漿均勻后鉆機(jī)以低檔速進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆至護(hù)筒腳下1 m后，再按正常速度鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，必須保持鉆孔垂直。

對反循環(huán)施工，先將鉆頭提高距孔底約20 cm，將真空泵加足清水，然后啟動(dòng)真空泵，抽出管路內(nèi)的氣體，待泥漿泵充滿水后，關(guān)閉真空泵，啟動(dòng)泥石泵，打開出水控制閥，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循環(huán)。啟動(dòng)鉆機(jī)，慢速開始鉆進(jìn)。待一節(jié)鉆桿鉆完時(shí)，停鉆沉淀，關(guān)閉泥石泵，接長鉆桿鉆進(jìn)。

②鉆進(jìn)：對正循環(huán)鉆進(jìn)時(shí)，進(jìn)尺適當(dāng)控制，在護(hù)筒刃腳處，低檔慢速鉆進(jìn)，使刃腳處有堅(jiān)固的泥皮擴(kuò)壁。鉆至刃腳下1 m后，再按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。每進(jìn)尺5～8 m檢查一次鉆孔直徑和垂直度，工具用圓鋼筋籠（外徑D等于設(shè)計(jì)樁徑，高度為3～4 D）吊入孔內(nèi)，圓籠中心與鉆孔中心一致。如上下各處均無掛阻，則鉆孔直徑和傾斜度符合要求。鉆進(jìn)過程中，將主吊鉤稍提高一些，使孔底承受的鉆壓不超出鉆錐重量和壓重塊重量之和扣除浮力后的80%。這樣可使鉆桿不受壓力，僅受一部分拉力，使鉆錐回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避免和減少斜孔、彎孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。

③泥漿的補(bǔ)充和凈化：開鉆前調(diào)制足夠數(shù)量的泥漿，鉆進(jìn)過程中如泥漿有損耗、漏失，迅速補(bǔ)充。按時(shí)檢查泥漿指標(biāo)，遇土層變化應(yīng)增加檢查次數(shù)，調(diào)整泥漿指標(biāo)。每鉆進(jìn)2 m或地層變化處應(yīng)在泥漿中撈取鉆渣樣品，查明土類并記錄，以便與設(shè)計(jì)資料核對。

調(diào)制泥漿時(shí)，先在孔內(nèi)制漿，開啟泥漿泵，讓泥漿由孔口流入沉淀池內(nèi)，待泥漿在沉淀池內(nèi)沉淀后經(jīng)泥漿槽進(jìn)入孔中，使從孔底懸浮鉆渣的泥漿上升溢出護(hù)筒口再通過出漿口流至沉淀池，在沉淀池將粗粒鉆渣沉淀凈化后再循環(huán)流至孔中。各出漿口的標(biāo)高要順序降低。反循環(huán)時(shí)貯漿池出口標(biāo)高高于鉆孔護(hù)筒標(biāo)高。

2.3清孔

鉆孔至設(shè)計(jì)高程后，立即采用換漿法進(jìn)行清孔。其方法是向孔內(nèi)注入比重較小的泥漿正循環(huán)浮出孔內(nèi)泥渣或反循環(huán)抽出孔底泥渣。經(jīng)檢查孔底泥渣厚度大于10 cm（摩擦柱不大于30 cm）后，即拆除鉆頭鉆桿，進(jìn)行鋼筋籠安裝。

2.4鋼筋籠制作和放置

根據(jù)鋼筋籠設(shè)計(jì)長度，鋼筋籠分一段或多段加工，分段連接或整體就位。制作鋼筋籠時(shí)，其加勁筋在固定的模型上制作以確保其尺寸，然后在加勁筋上標(biāo)出鋼筋籠主筋位置，并與主筋焊接，形成牢固的圓筒形骨架，把外箍筋按間距纏繞在鋼筋籠骨架上，并與主筋連接制成鋼筋籠。為保證鋼筋籠有足夠的保護(hù)層，在其外側(cè)扎掛混凝土墊塊或焊接鋼筋耳朵。鋼筋籠從加工場運(yùn)到孔位后，用吊車起吊使鋼筋籠豎直于地面上，慢慢放入孔中。鋼筋籠達(dá)到設(shè)計(jì)位置后用鋼管和鋼筋將其固定在護(hù)筒上，待混凝土灌完并初凝后，再將這些約束拆除。長度大于12 m的鋼筋籠在孔口焊接時(shí)，為縮短清孔至灌注混凝土的間隔時(shí)間，采用兩臺(tái)電焊機(jī)同時(shí)施焊。

2.5灌注水下混凝土

用導(dǎo)管灌注水下混凝土，導(dǎo)管直徑Φ200或Φ300，為便于導(dǎo)管拼裝和拆除，單節(jié)導(dǎo)管長度分為3 m、2 m、1 m三種規(guī)格，各節(jié)導(dǎo)管間用Φ16螺栓將法蘭盤連接，拼接好的導(dǎo)管長度與護(hù)筒頂至孔底深度大致相等。導(dǎo)管在地面上拼裝好，用吊車放入孔中再連接灌注漏斗，導(dǎo)管在灌注前下到孔底，將分隔球系好放置于漏斗頸部，把漏斗盛滿混凝土，先通過導(dǎo)管射水（或射風(fēng)）沖射孔底3～5 min，翻動(dòng)沉淀物，然后立即聯(lián)接導(dǎo)管和盛料漏斗，砍斷分隔球，灌下第一斗混凝土。在砍球的同時(shí)將導(dǎo)管提升一點(diǎn)，便于混凝土漏下封住導(dǎo)管口。第一次灌注的混凝土要保證能封住導(dǎo)管底，并使其埋入混凝土內(nèi)不小于1 m，這就要求漏斗有足夠容積以滿足封管要求。水下混凝土開灌后要保持連續(xù)不間斷進(jìn)行，灌注過程中同時(shí)計(jì)算及實(shí)測混凝土頂面高度，隨時(shí)獲取埋管的準(zhǔn)確深度。樁身混凝土灌注至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上0.5～1 m時(shí)則停止灌注，抽出導(dǎo)管。水下混凝土粗骨料不大于40 mm，含砂率40%～50%，水灰比0.5～0.6，坍落度18～22 cm，初凝時(shí)間控制在6 h以上，具有較好的和易性。同一墩位的鉆孔樁灌完后，按規(guī)定進(jìn)行無傷探測或抽芯檢測。

3　主要施工機(jī)具設(shè)備

鉆機(jī)、泥石泵、泥漿泵、吊車、運(yùn)輸車、混凝土泵車。

4　勞動(dòng)力組織

正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆每臺(tái)班配備4～5人，其中班長兼指揮、記錄1人，司機(jī)及裝卸鉆桿、清渣2人，電工1～2人。

反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆每臺(tái)班配備5～6人，其中班長兼指揮、記錄1人，司機(jī)及裝卸鉆桿、清渣、調(diào)制泥漿及供水3人，電工1～2人。

5　質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）護(hù)筒底及周圍分層對稱填黏土，防止護(hù)筒移位及漏漿。

2）鉆機(jī)就位準(zhǔn)確，支墊平穩(wěn)牢固，鉆機(jī)頂端用纜風(fēng)繩對稱拴牢拉緊。旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)的起重滑輪和固定鉆桿的卡機(jī)必須在同一垂直線上，保持鉆孔垂直。

3）護(hù)筒中心豎直線應(yīng)與設(shè)計(jì)樁中心線重合。

4）嚴(yán)格控制泥漿濃度，比重在1.1～1.3。

5）澆筑混凝土前樁底泥漿厚度，摩擦樁≤300 mm，柱樁≤100 mm，傾斜度≤1%孔深。

6）水下混凝土灌注過程中測準(zhǔn)混凝土頂面高度，控制埋管深度在1.5～5 m。

7）泥漿池不漏漿，不漫流，不污染環(huán)境。