旋挖鉆成孔樁基施工細節控制

段先猛

摘要：文章主要就旋挖鉆成孔樁基施工容易忽視的一些細節、重點難點問題進行分析，對遇到的問題提出了切實可行的解決方案，并取得了良好的效果。

關鍵詞：旋挖鉆；鉆孔；鋼筋籠；混凝土灌注；泥漿液

引言

旋挖鉆成孔樁基施工是當前非常成熟、先進的樁基成孔施工方法，其孔徑最大可達3米，孔深最大可達80米，所配鉆具型式多種多樣，廣泛適用于從軟土到基巖的各種地層，成孔速度快，效率高，是傳統鉆機的幾倍甚至幾十倍。尤其是其操作的靈活性、高效性，在地鐵圍護結構、公路市政橋梁、鐵路橋梁等樁基施工方面應用越來越廣泛，在有特殊要求的鉆孔施工中也發揮著很大的優越性。通過控制旋挖鉆成孔樁基施工中容易忽視的一些細節，可以保證樁基質量，達到減少浪費，提高效益的目的。

1.工程概況

武漢市黃埔路延長線大橋工程的樁基位于河灘地，樁基主要直徑1.25m以及1.5m深度為44-58m。地層1-6m為黏質土，個別地方為泥沙。6-25m為粉砂、細沙、或者泥沙，密度較小，25-45為中砂，顆粒不均。含有少量礫石，密度自上而下逐漸增大。可達220kpa。本地區一級階地水位4-16m，地下水量充沛。因此施工難度較大。

2.鉆孔階段細節控制

2.1鉆孔

本工程樁基成孔采用旋挖鉆成孔方式，根據現場施工經驗，旋挖鉆在鉆進過程中需要注意以下幾點：

2.1.1入孔

開始鉆進時在護筒地口以上需采用高檔位快速鉆進。一是可以縮短鉆孔時間，二是粘附在鋼護筒上的泥皮、土體可以及時脫落，在鉆頭到達護筒底部時要減慢速度，以便土體和護筒相接的部位可以有效的結合，確保泥皮的粘結牢固。在鉆進深度超過護筒底部1.2m（鉆頭的高度）時即可正常鉆進。

2.1.2鉆進

正常鉆進時在比較松軟的地層（地層承載力約為160kpa）可以采用不加壓靠鉆桿的自重鉆進。通過較硬的地層時可適當加壓。鉆進過程中需要隨時注意旋挖鉆主泵壓力的變化，若出現異常或者發現桅桿激烈晃動時應立即停鉆，拔出鉆頭檢查鉆頭內渣土，是否有異常情況。然后根據實際情況進行下步施工。

2.1.3主要細節控制

2.1.3.1鉆頭出入孔要慢

（1）鉆頭入水慢：旋挖在鉆頭入水前必須慢，由于旋挖鉆鉆頭與護筒的間隙為15cm左右，若鉆頭入水太快，則孔內水壓力迅速增大，造成孔內水內外壓力差過大。容易造成護壁的脫落。形成沉渣過厚。

（2）鉆頭出孔慢：旋挖鉆在出水時前必須慢，旋挖鉆頭出水前，孔內壓力處于平衡狀態，若出水太快，則局部形成真空狀態，以造成孔壁內外水壓力差，即孔內壓力變小，造成孔壁破壞。重則形成塌孔。

2.1.3.2鉆進深度

鉆進深度應控制在鉆頭高度的70%。原因一：若鉆進過程中鉆進100%時，容易造成卡鉆，由于鉆頭形狀為上小下大，若超鉆，則砂容易逆出鉆頭，回流到鉆頭與護壁中間的楔形空隙，當鉆頭提出時形成卡鉆。原因二：在提鉆過程中泥漿中的砂或者護壁脫落的砂可以回落到30%的鉆頭內，可以避免和護壁摩擦。

3.鉆孔容易出現的問題分析與處理措施

3.1卡鉆

原因：根據本工程現場施工經驗，卡鉆的深度一般在深度37m以下，主要現象為不能提鉆，鉆頭轉動困難，主泵壓力顯著增大。嚴重者出現鉆頭不能轉動現象即可認為已卡鉆。

主要原因有以下幾點：

（1）地質原因，因為本工程地質在超過37m后多為較硬砂層，密度大，鉆進過程需要鉆頭加壓才能鉆進，當鉆進時遇到局部孤石或者由于鉆頭上部局部坍塌（一般不超過1m范圍），導致孔壁緊緊的包裹鉆頭，最終造成卡鉆。

（2）人為原因，由于鉆進過程中個別司機疏忽大意，造成鉆進深度超過鉆頭深度，引起泥沙從鉆頭上口溢出后回流到鉆頭與孔壁的楔形區域。在高壓作用下把鉆頭緊緊的擠壓在孔內。造成卡鉆。

（3）其他原因，在鉆進過程中存在上部孔壁少量坍塌回填到楔形區域，造成卡鉆。

處理措施：

方法1：當發生卡鉆時，要立即停止鉆進，快速反轉鉆頭，轉動鉆頭時要略微向上提鉆頭，當鉆頭上升30cm時，可適當正鉆，但是不可回落鉆頭使楔形區域內的泥沙逐漸順著縫隙返回到鉆頭下部，最終提出鉆頭。卡鉆后嚴禁正鉆。由于正鉆會增加楔形區域的的泥沙。此時需要嚴密注意鉆機主泵壓力的變化，根據壓力變化適當調整轉速及提升力。

方法2：當發生卡鉆后，按照方法一若沒有效果，則應在第一時間使用千斤頂提升法，具體做法為在鉆桿上橫向焊接兩根145工字鋼（工字鋼與鉆桿三角區域用三角形鋼板加固，整個裝置形成梯形）。工字鋼下面兩側各使用一臺200T千斤頂，緩慢提升。根據實際情況，提升一段距離后要間歇1-2個小時。然后繼續提升。提升前要注意孔口要放置厚鋼板作為千斤頂的底座。

3.2埋鉆

當鉆機突然感覺鉆進困難或者鉆頭不能轉動，顯示屏顯示的鉆進深度大于實際測量孔深時即可認為已發生塌孔埋鉆。

主要原因：當鉆孔通過松散的砂層時由于局部水壓力比較大，或者砂層不密實等原因即可造成塌孔。另外由于個別施工人員不重視泥漿的比重與稠度。導致孔壁沒有形成堅實的泥皮。造成塌孔埋鉆。

處理措施：當出現埋鉆后要立即檢查泥漿的濃度，若濃度不足則應立即增大泥漿濃度循環孔內泥漿，增強護壁效果。然后使用反循環鉆原理逐漸清理孔內坍塌的泥沙，當露出鉆頭后，按照卡鉆的方式提鉆。

4.鋼筋籠聲測管的制作及安裝的細節問題

由于本工段樁基較深均為50m以上的深基礎，鋼筋籠長度為26m-36m。鋼筋籠的空口對接采用單面搭接焊形式，本處主要論述聲測管的安裝問題，由于聲測管的安裝好壞直接影響最終的檢樁質量，嚴重影響工期。關于聲測管安裝的主要問題及原因如下：

（1）聲測管固定：聲測管在鋼筋籠上必須采用2m一道的鐵絲十字綁扎牢固，在固定前必須提前確認聲測管與鋼筋籠主筋的相對位置，否則會造成在鋼筋籠對接時聲測管對接不上的問題。

（2）聲測管的對接：聲測管對接時須在專用平臺上對接，對接必須保證絲扣的緊密，上緊后在死扣縫隙處使用3字開頭的焊條小心焊接牢固。

（3）聲測管的孔口對接：對接前必須灌注清水，灌滿后觀察30秒，看水面是否下降超過30cm，若超過說明底部聲測管存在漏水現象，應提起鋼筋籠找出原因。聲測管孔口焊接時必須對接嚴密，絲扣不允許出現卡絲或者滑絲現象。對接完成后邊下鋼筋籠邊檢查聲測管是否綁扎牢固，

5.灌注混凝土

5.1導管懸空

混凝土灌注時需要保證導管的懸空，根據實踐經驗懸空為50cm左右最利于保證質量。若懸空太小則容易造成堵管等下料困難情況或者造成封底失敗，底部混凝土不密實。若懸空太大則造成混凝土在導管底離析，并且也容易造成下料困難。混凝土不密實，此兩種情況在檢樁時均能探測出底部為II類樁。

5.2導管的埋深

很多施工現場人員誤認為導管的埋深越深越好，其實不然，假若埋深太大，由于下部混凝土的流動性變小，當提升導管時容易形成真空效應，導致導管提升困難或者提不出來。

5.3封底混凝土灌注量

封底混凝土要嚴格按照計算的的數量控制，料斗的容積最好達到1.8立方米以上，這樣可以保證在卡球后混凝土的壓力順利封底。灌注過程中必須做到全過程控制，每車混凝土到達現場必須用罐車轉動15s以上，然后放出少量混凝土觀察或者測試坍落度，坍落度達到18cm-220cm后方可灌注混凝土。當灌注間隔時間超過20min則應上下適當活動導管直至開始灌注。

在灌注混凝土過程中出現最多的問題是堵管，堵管后要第一時間精確計算導管埋深，然后適當提升導管，埋深要控制在0.5m以上，若埋深達到0.7m時，混凝土仍不下落，則應立即換大料斗，料斗下口的高度應盡量的抬高。以增加導管內壓力，然后按照封底的方式重新灌注。若混凝土仍不下落，可以適當的提升導管。根據現場經驗，使用此方法均可以正常灌注。

6.樁基泥漿液的使用

本段樁基施工主要采用一種是近年來樁基市場出現了一種化學鉆孔漿液，它的化學成分為一種有機物，主要性能為比重小（1.01-1.03g/cm3，黏度可達28s），流動性好，護壁效果好，沉渣小。缺點是比重太小，一般為1.01-1.03 z/cm3之間對于比較松散的地帶護壁效果不佳，容易造成塌孔。因此要隨時注意注意漿液的比重。確保在1，02g/cm3以上。

7.結語

通過以上的的細節控制的施工段，樁基的質量均達到I類樁。總之。樁基工程自鉆孔到灌注必須做到全工程控制，全員控制，重視細節問題的處理，才能在保證質量，減少不必要的人力、物力的浪費，進而達到效益最大化。