旋挖灌注樁作為支護和止水帷幕在深基坑中的控制方法

李芳

（福建閩華洋建設監理有限公司）

旋挖灌注樁作為支護和止水帷幕在深基坑中的控制方法

李芳

（福建閩華洋建設監理有限公司）

隨著基礎設施建設的不斷發展，在傳統的鉆孔灌注樁基礎上進行了改進，將旋挖灌注樁應用于工程施工中，這一技術憑借機械化程度高、勞動強度低的優點被廣泛應用于公路、鐵路、橋梁和大型建筑的基礎樁施工中。本文通過旋挖灌注樁在深基坑中的應用，重點分析了旋挖灌注樁作為支護和止水帷幕的質量控制方法，以期為相關從業人員提高理論研究依據，提高施工質量。

旋挖灌注樁；深基坑；控制方法

旋挖灌注樁是一種由旋挖鉆機施工的樁形，是比較先進的施工技術，在我國的近幾年才開始推廣使用。我國早期所使用的旋挖鉆機都是由德國和日本引進，在青藏鐵路和鳥巢項目的啟動后，國外的進口旋挖鉆機進入國內市場，我國的同類產品也逐漸發展起來，旋挖灌注樁的施工工藝也被廣泛應用于基礎設施建設中，為經濟建設的發展提供了動力。

1　旋挖灌注樁介紹

旋挖灌注樁通過旋挖鉆機成孔，先通過底部帶有活門的筒式鉆頭回轉破碎巖土，用鉆斗收集碎土，碎土在提升裝置和伸縮裝置的作用下被提出孔外，通過循環往復的施工，不斷地取土和卸土，直到孔深到達設計深度。針對粘結性較好的巖土層，可采用干式或清水鉆進工藝，無需泥漿護壁；對于松散易坍塌地層，有地下水分布時，孔壁不穩定，必須采用靜態泥漿護壁鉆進工藝，向孔內投入護壁泥漿和穩定液進行護壁[1]。

2　旋挖樁作為支護在深基坑中的控制

主要施工方法：

2.1鉆機就位

鉆機就位之前，保證樁位復核正確，準確測量護筒和地坪的標高，確保護筒埋設符合要求。鉆機就位要保證鉆機穩定、垂直、水平、準確，一般的旋挖樁機可以自行調整機架位置，垂直度要依據樁機電腦控制，鉆進過程中如果鉆機的傾斜度在0.3以內，則可以對垂直度進行調節[2]。

2.2護筒埋設

一般的旋挖樁機上自帶護筒驅動器，此驅動器可以自行埋設護筒。在埋設護筒的過程中，先結合施工現場的地質情況，合理埋設護筒，將護筒的長度保持在4～6m。埋設護筒時，用水平尺檢查護筒的垂直度，為了便于鉆頭定位和對樁孔的保護，護筒頂一般高于原地面0.3m。

2.3護壁施工

結合地質資料，在各樁開始施工前，在專業工程師的判斷下掌握土層的地質情況，再對具體的護壁情況進行研究分析。旋挖灌注樁的施工工藝可以考慮孔口注入泥漿護壁或鋼管護壁的兩種方式，鋼管護壁一般應用于上部土質軟弱的工程中，避免上方塌孔。在選用泥漿護壁時，保證泥漿的相對密度在1.3以上。鉆機啟動前配置出質量和數量都滿足工藝要求的泥漿，泥漿在工程師的指導下配置，采用膨潤土、纖維素和純堿配置，攪拌機攪拌時控制攪拌的時間和攪拌速度，以提高泥漿的質量。采用鋼管護壁時，開鉆前需采用自帶的護筒驅動器將鋼護筒埋設至穩定層或基巖面，再進行旋挖鉆進。

2.4鉆進成孔

施工時按照設計要求將鉆頭下降到預定深度，旋轉鉆頭并加壓，將旋起的土擠入鉆筒內，施工過程中及時關注機械的狀況，當泥土擠滿鉆筒時，將鉆頭反轉，將鉆頭底部封閉并提出孔外，將棄土倒出。鉆進過程中或者鉆頭提出鉆孔外后，向孔內注漿，注漿也應嚴格遵守相關標準，使泥漿液面高于護筒底部。

成孔前必須對鉆頭進行仔細的檢查，其中包括鉆頭的保護裝置、鉆頭直徑和磨損情況，對于施工中磨損超標的鉆頭應及時更換，按設計的參數進行鉆孔，在鉆孔過程中做好各種記錄，在進尺速度的控制環節，必須結合施工現場的地質情況，例如：砂層地質采用慢轉速慢鉆進的方式增加泥漿的相對密度；硬塑層地質為了提高鉆進效率采用快轉速鉆進；在易縮頸的地層中，為了避免縮頸，應適當增加掃孔次數；由軟地層變為硬地層時，要減速慢進；當硬地層變為軟地層時，為了保證施工質量可適當加快鉆進速度[3]。

2.5清孔

在清孔之前，監理工程師要嚴格檢查成孔深度，利用旋挖樁機的專用清查裝置清理孔內鉆渣，孔底沉渣厚度在50mm以內。

2.6鋼筋籠的制作和安放

旋挖樁機具有成孔快、孔底沉渣少的優點，為了避免塌孔，在施工中采取必要的措施防止鋼筋籠刮傷孔壁。鋼筋籠的制作必須嚴格按照設計要求和設計尺寸。為了防止鋼筋籠變形，吊裝過程中要選擇合適的吊點。

2.7混凝土澆筑

混凝土澆筑的質量直接關系到灌注樁的質量，在施工中嚴格遵守以下規定：選擇長度適中、內壁光滑、封閉性好的導管；在工程師的指導下進行混凝土拌和，嚴格控制坍落度和含砂率；混凝土澆筑中要保持連續作業，澆筑過程中不可中斷作業；澆筑過程中及時做好技術記錄，控制導管埋深，埋深控制在2～6m；根據鋼護筒情況計算出混凝土的超灌量，保證拔筒后混凝土面高出設計標高80cm。

3　止水帷幕在深基坑中的控制

在施工現場，為了防止地下水進入施工區域，往往需要通過工程樁形成連續的止水帷幕，在實際的施工中，一般采用高壓旋噴樁與護坡樁之間的搭接形成止水帷幕。

3.1旋噴樁施工機理

用旋噴機把注漿管放入孔底，漿液在高壓設備的作用下與土體攪拌混合后隨著注漿管的選裝形成圓樁體，漿液與土體發生化學反應，固結后達到止水的目的。

3.2施工技術

3.2.1主要設備

施工過程中的主要設備有高壓灌注泵、鉆機、攪拌機。

3.2.2測量放樣

測量放樣時，按照設計圖紙確定樁的中心軸線，孔位誤差在50mm以內，在每個樁位標記定位。

3.2.3參數設計

施工前在工程師的指導下進行參數設計，并且要對施工現場做好地質和水文的調研，確保參數設計符合工藝要求。施工參數包括樁徑、樁長、孔距、孔深、漿液量、水灰比、泵壓[4]。

3.2.4成孔

鉆機就位后，對所有孔位進行嚴格的復核，再用水平尺測定鉆機鉆桿的垂直度，保證垂直度偏差在1%以內，在開挖后的地坪向下鉆進，直至設計樁底標高，再噴灌水泥漿，水泥漿噴灌時把握由下向上的原則。

3.2.5水泥漿攪拌

嚴格將水泥漿的水灰比控制在1.0～1.2，控制好水灰比和水泥漿液的比重，防止砂粒和雜物進入攪拌機，攪拌過程中應均勻攪拌，防止沉淀。

3.2.6旋噴

輸漿壓力控制在20MPa左右，輸漿量約為50L/min。為了防止脫樁，在拆下桿時在接頭處復噴15cm。

3.2.7二次注漿和回漿

應及時采取二次注漿的方法防止水泥吸水下沉導致樁體收縮，影響樁體長度。由于施工過程中有大量的回漿，實際應用中也可以利用回灌充填。

3.3施工質量控制分析

成樁質量關系到整個工程的施工質量，影響工程項目的使用壽命和使用質量，因此必須在施工過程中嚴把質量關，嚴格按照設計要求執行各項技術規范和標準。結合施工經驗來說，成樁質量與三大因素有關，即水灰比、旋噴壓力、提升速度。在施工過程中值得注意的是，止水帷幕的連續有效性受到成樁位置和成樁接頭的影響，因此在施工中成樁位置和成樁接頭也應作為成樁質量控制的重點。在實際的施工中應做好以下保障工作：保證成樁垂直度，控制樁位和鉆機桿架的水平度；對設備進行檢查，保證設備壓力和排量滿足施工要求；在工程師的指導下，進行水泥漿液的配置，嚴格控制稠度；提升速度必須根據施工的具體情況嚴格控制；施工過程中及時回灌，保證孔內漿液飽滿，連續施工時刻采用冒漿回灌。

3.3.1樁位控制

如果成樁不能與支護樁處于同一軸線，兩者之間將形成間隙，給止水效果帶來影響，因此鉆孔前應結合支護樁的實際情況對樁的中心位置進行嚴格的核對，將樁位偏差控制在5cm以內。

3.3.2樁身垂直度控制

為保證樁從上到下都在支護樁中間，使得止水帷幕具有良好的連續性，應通過控制鉆機機身的水平度達到控制樁垂直度的目的，保證止水帷幕具有良好的連續性。將垂直度偏差控制在0.1%以內[5]。

3.3.3水灰比控制

為了使水灰比滿足施工要求，在選材上要嚴格控制材料的質量，水泥漿液經過嚴格過濾，及時測試水泥漿液的比重，工程施工中一般選用1.0的水灰比和1.5的漿液比重。在施工過程中，如果漿液的比重與設計值之間的誤差大于0.1時，要停止施工作業，待重新調整漿液水灰比后再進行施工。

在水灰比控制工作中最重要的一點是在施工作業中連續攪拌，防止出現沉淀，影響施工質量。

3.3.4提升速度控制

成樁后自下而上提升噴管，灰漿噴量與提升速度成反比，為保證成樁質量，應嚴格控制提升速度，在設計驗算和現場試驗后，將提升速度控制在15～18cm以內。

3.3.5垂直度控制

在止水帷幕的施工過程中，重要的是要控制鉆孔和樁的垂直度，因為垂直度控制一直都是止水帷幕工程施工成敗的關鍵。如果垂直度不能滿足設計要求，成樁與護坡樁將不能有效搭接，二者之間形成間隙，止水效果受到影響，外界的水隨時可以進入基坑。施工各種的垂直度誤差嚴格保證在1%以內。

4　結語

隨著基礎設施建設的不斷發展和進步，在傳統的鉆孔灌注樁基礎上進行了改進，將旋挖灌注樁應用于工程施工中，這一技術憑借機械化程度高、勞動強度低的優點被廣泛應用于公路、鐵路、橋梁和大型建筑的基礎樁施工中。隨著技術的不斷進步，相信旋挖灌注樁將迎來更廣闊的應用前景。

[1]王家全，朱慶盛，劉壘雷，等.旋挖灌注樁成孔工藝及其基樁質量控制研究[J].施工技術，2014，25（19）：17～19，38.

[2]張興勝，孫文懷，王建秀，等.旋挖灌注樁成孔施工技術[J].施工技術，2010，38（9）：33～35.

[3]張成剛.機械旋挖灌注樁與人工挖孔灌注樁的比較及其應用[J].城市建設理論研究（電子版），2013，40（34）：152.

[4]江雪.旋挖灌注樁設計與施工技術探討[J].城市建筑，2014，36（12）：101～102.

[5]劉秀蘭.旋挖灌注樁施工工藝及質量控制[J].中華民居，2014（21）：304～ 305.

TU753.3

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1673-0038（2015）30-0064-02

2015-7-13