淺議鉆孔樁在盾構(gòu)井端頭加固應(yīng)用

【摘要】盾構(gòu)井端頭加固是盾構(gòu)始發(fā)接收的重要工序，現(xiàn)場(chǎng)因條件限制的原因，水電需后期才能進(jìn)場(chǎng)，而現(xiàn)場(chǎng)急需進(jìn)行盾構(gòu)井的端頭加固，以保證能夠及時(shí)進(jìn)行盾構(gòu)的始發(fā)。為此結(jié)合本工程的實(shí)際條件，闡述采用鉆孔灌注樁工藝進(jìn)行端頭加固施工的應(yīng)用及效果。

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)井；加固；鉆孔灌注樁

一、工程概況

盾構(gòu)機(jī)始發(fā)前需要進(jìn)行端頭加固，而水、電均未正式接入現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)法采用注漿加固或旋噴樁施工，為保證施工進(jìn)度要求，故施工采用長(zhǎng)螺旋成孔灌注樁進(jìn)行施工，施工采用φ600@450mm鉆孔灌注樁，樁與樁進(jìn)行咬合連接。鉆孔深度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)從洞門(mén)中心至地面14.6m，加上洞中下6m的加固區(qū)，總深度20.6m。其中樁底12m灌注M10商品砂漿，以上用粘土進(jìn)行回填。

二、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)

2.1 工程地質(zhì)概況

工程地質(zhì)從上至下為：①填土、③1粉土、③粉質(zhì)粘土、④粉細(xì)砂、④2卵石、⑤粉質(zhì)粘土、⑥細(xì)砂、

2.2水文地質(zhì)概況

勘探深度內(nèi)場(chǎng)區(qū)地下水埋藏類(lèi)型為第四系孔隙水，場(chǎng)區(qū)分布有2層地下水：

第1層地下水埋深12～13m，地下水位18～19m，為孔隙潛水，含水巖組為④粉細(xì)砂及④2卵石。

第2層地下水埋深為27～29m，地下水位2～4m，為承壓水，承壓水頭達(dá)到5～8m；隔水頂板高程為-1～-4m，含水巖組為⑥細(xì)砂。

三、施工工藝

3.1 總體施工方案

盾構(gòu)井單側(cè)端頭9m*12m，加固深度12m，施工采用φ600@450mm鉆孔灌注樁，樁與樁進(jìn)行咬合連接。鉆孔深度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)從洞門(mén)中心至地面14.6m，加上洞中下6m的加固區(qū)，總深度20.6m。其中樁底12m灌注M10商品砂漿，超灌0.5m以上用粘土進(jìn)行回填。

3.2施工順序

為確保加固體與連續(xù)墻墻體之間的緊密效果，鉆孔灌注樁施工順序應(yīng)從洞門(mén)中間及靠近連續(xù)墻中間開(kāi)始向兩側(cè)施工。在成孔過(guò)程中，為防止鉆孔灌注樁施工時(shí)由于相鄰兩樁施工間隔時(shí)間太短，砂漿未初凝，造成坍孔。或砂漿凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，砂漿樁無(wú)法進(jìn)行咬合，故采取跳樁間隔施作，即按照Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的批次順序，不間斷連續(xù)施做。由圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體側(cè)逐排向外進(jìn)行施工。

3.3 操作工藝

3.3.1 場(chǎng)區(qū)清理

根據(jù)前期地下連續(xù)墻導(dǎo)墻施工及現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，端頭加固區(qū)12×9m范圍內(nèi)，靠近基坑側(cè)有原地連墻導(dǎo)墻，加固區(qū)范圍內(nèi)存在回填的大體積混凝土塊。采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)無(wú)法進(jìn)行施工，需要對(duì)端頭加固區(qū)內(nèi)原地連墻導(dǎo)墻進(jìn)行破除，并對(duì)大體積混凝土塊進(jìn)行換填施工。

3.3.2鉆機(jī)就位

靠近連續(xù)墻側(cè)鉆機(jī)就位，應(yīng)盡量靠近墻體側(cè)，樁體垂直度只可容許向墻體方向。確保墻體與樁體的密貼。每根樁施工前現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員進(jìn)行樁位對(duì)中及垂直度檢查。滿足要求后，方可開(kāi)鉆。

3.3.3 鉆進(jìn)成孔

鉆孔開(kāi)始時(shí)，關(guān)閉鉆頭閥門(mén)，向下移動(dòng)鉆桿至鉆頭觸地時(shí)，啟動(dòng)馬達(dá)鉆進(jìn)，先慢后快，同時(shí)檢查鉆孔的偏差并及時(shí)糾正。在成孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時(shí)，應(yīng)放慢進(jìn)尺，防止樁孔偏斜、位移和鉆具損壞。根據(jù)鉆機(jī)塔身上的進(jìn)尺標(biāo)記，成孔到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，停止鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中采用挖掘機(jī)及時(shí)清除旋出地面的渣土。

3.3.4 灌注砂漿

采用輸送泵直接進(jìn)行M10砂漿泵送，根據(jù)部位的不同，適當(dāng)添加外加劑，以確保施工砂漿樁能夠全部咬合。鉆桿提升速度1.2～1.5m/min，保持勻速和連續(xù)，為保證樁頭質(zhì)量需超灌0.5m。結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)灌入孔內(nèi)砂漿>3.6m3，且提鉆超過(guò)12.5m。

3.3.5 移機(jī)

成樁后，進(jìn)行下一根樁的施工。砂漿達(dá)到初凝強(qiáng)度，回填。

3.4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

（1）鉆進(jìn)過(guò)程中必須垂直；

（2）必須根據(jù)測(cè)量放位進(jìn)行打樁的定位，不得偏離；

（3）樁位尺寸允許偏差應(yīng)在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.5 注意事項(xiàng)

（1）鉆孔機(jī)就位時(shí)應(yīng)校正，要求保持平整、穩(wěn)固，使在鉆進(jìn)時(shí)不發(fā)生傾斜或移動(dòng)。在鉆架上應(yīng)有控制深度標(biāo)尺，以便在施工中進(jìn)行觀測(cè)、記錄。

（2）鉆孔時(shí)，先調(diào)直樁架挺桿，對(duì)好樁位；啟動(dòng)鉆機(jī)鉆0.5～1.0m深，檢查一切正常后，再繼續(xù)鉆進(jìn)，土塊隨螺旋葉片上升排出孔口。

（3）鉆進(jìn)過(guò)程中，排出孔口的土應(yīng)隨時(shí)清除、運(yùn)走、鉆到預(yù)應(yīng)深度后，應(yīng)在原深處空鉆清土，然后停止回轉(zhuǎn)，提鉆桿，但不轉(zhuǎn)動(dòng)，孔底虛土厚度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)分析原因，采取施工措施處理。

（4）鉆進(jìn)時(shí)如嚴(yán)重坍孔，有大量的泥土?xí)r，需回填砂或粘土重新鉆孔或往孔內(nèi)倒少量土粉或石灰粉。如遇有含石塊較多的土層，或含水量較大的軟塑粘土層時(shí)，應(yīng)注意避免鉆桿晃動(dòng)引起孔徑擴(kuò)大，致使孔壁附著擾動(dòng)土和孔底增加回落土。

（5）樁砂漿澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求。

（6）雨期施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采取有效防雨、排水措施。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)取芯檢查端頭加固的效果，《混凝土芯樣強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告》達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。盾構(gòu)機(jī)在始發(fā)掘進(jìn)期間，現(xiàn)狀洞門(mén)與采用常規(guī)旋噴樁及注漿的加固效果相近，未出現(xiàn)異常情況。確保了盾構(gòu)始發(fā)。端頭加固在特殊條件下，通過(guò)采用鉆孔灌注樁灌注水泥砂漿的方式，能夠較好的控制成樁的質(zhì)量，保證端頭加固的效果。能夠給同類(lèi)工程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王夢(mèng)恕.中國(guó)隧道及地下工程修建技術(shù).

作者簡(jiǎn)介：孫雪冬，女，（1980.12—），工程師，主要從事水利施工技術(shù)。