淺談旋挖鉆樁基施工在KKH二期工程中的應用

王進　何冰

摘要： 在橋梁工程樁基施工中，樁基施工質(zhì)量控制非常重要，從樁基挖孔到混凝土灌注對樁基成孔率都有十分重要的意義，也會影響橋梁施工中的施工成本、施工質(zhì)量和工程進度。而旋挖鉆樁基施工工藝在KKH二期項（赫韋利揚-塔科特）目中的成功應用，對于整個項目起到了十分積極的推動作用。

Abstract： It is very important to control the construction quality of pile foundation in bridge engineering. From pile foundation excavation to concrete pouring， it has great significance to the pile foundation porosity， and also affects the construction cost， quality and schedule. The successful application of the construction technology of rotary drilling pile foundation in KKH Phase II （Hevelion-Tacot） has played a very positive role in promoting the whole project.

關鍵詞： 旋挖鉆；樁基施工；質(zhì)量控制

Key words： rotary drilling；pile foundation construction；quality control

中圖分類號：U445.55+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）23-0107-02

0 引言

旋挖鉆樁基施工屬于公路橋梁施工技術中的一個重要部分，相對于傳統(tǒng)技術人工挖孔樁而言，這一技術具有很大的應用優(yōu)勢。就目前的情況看，旋挖鉆樁基施工的應用已經(jīng)取得了較好的效果，但其中仍存在很多問題需要被重視，這是文章首先要論述的問題，同時也是公路橋梁工程領域以及有關人員必須重點關注的問題。

1 工程概況

巴基斯坦KKH二期赫韋利揚-塔科特項目，喀喇昆侖公路二期項目（赫韋利揚-塔科特）以下簡稱KKH二期項目，位于巴基斯坦伊斯蘭共和國境內(nèi)，起于赫韋利揚，終于塔科特，全長118.124公里。其建成將顯著加強巴基斯坦與鄰國及中亞發(fā)展中國家的國際貿(mào)易關系，推動巴基斯坦的公路路網(wǎng)和交通基礎設施的建設并提升其政府形象。本項目是中巴經(jīng)濟走廊的陸路通道的核心路段，是國家“一帶一路”戰(zhàn)略布局的重要組成部分。

KKH二期共劃分三段：第一段赫利韋揚到阿巴塔巴德（Havelian-Abbottabad），全長27.4公里，位高速公路第一段；第二段從阿巴塔巴德到曼塞赫拉（Abbottabad-Mansehra），全長11.9公里，位高速路第二段；第三段從曼塞赫拉（Mansehra-Thakot），全長78.8公里，為二級路段。

K87+911大橋系KKH二期公路關鍵節(jié)點工程，其樁基孔深深度均小于40米，工程地質(zhì)為沙質(zhì)粘土，其地下水豐富，適合采用旋挖鉆樁基開挖和灌注，其成孔速度快，機動性好，能夠適應本項目工期較短的工程實際需要。

2 旋挖鉆鉆孔樁基施工工藝

旋挖鉆樁基成孔是一種自動化程度極高的施工工藝。其工作原理是利用桅桿垂直度自動調(diào)節(jié)，依靠鉆桿和鉆頭的自重作用推進，利用鉆頭和鉆桿的旋轉(zhuǎn)，切割土層或者軟石后利用回旋斗取出土、石屑后，最終完成樁基成孔。

2.1 工藝特點

①成孔速度快，質(zhì)量高。旋挖鉆可精確校正鉆孔垂直度和深度，在保證成樁質(zhì)量的前提下，采用液壓驅(qū)動，利用其本身的機械扭矩快速施工，成孔速度快，樁基灌注質(zhì)量高，對于40米深度以下的樁基，其成孔速度大概為3-4小時。

②適用與多種復雜地形。可以使用與粉質(zhì)粘土，砂土，河灘卵石層，淤泥等特殊地質(zhì)，其兼具機動靈活易更換樁位和成樁后在護壁上形成明顯的螺旋持力帶，能夠為下一步水下灌注混凝土預留更長的時間等特點。

③環(huán)境污染程度較小。施工現(xiàn)場干凈，其成孔所有泥漿接近孔身體積，塵土污染較小，符合施工與環(huán)境和諧共處的新型施工理念。

2.2 施工工藝

①護筒埋設。埋設直徑為1400mm厚度為10mm鋼護筒，測量工程師進行樁位中心放樣。護筒的作用為防止坍塌和防止雜物落入。

②鉆孔施工。鉆孔前需準備好充足的泥漿和清水，吸泥機等；在鉆進過程中， 需保持水頭高度，隨時增加和減少泥漿的用量，加入新泥漿和清水調(diào)節(jié)，是泥漿的配比更有利于護壁的形成。鉆孔中需動態(tài)觀察地層的變化，是否存在塌孔，保證施工質(zhì)量。

③清理成孔和安裝鋼筋籠。成孔后需及時清理掉泥漿沉淀后撤鉆，并隨即開始安裝鋼筋籠，在安裝好鋼筋籠后需進行再次清淤、清渣。

④水下混凝土的灌、澆筑。混凝土連續(xù)灌筑應在成孔檢測完畢后2-3.5小時內(nèi)應開始，并無間斷灌筑；為確保樁頂混凝土施工質(zhì)量，實際澆筑混凝土高程應大于設計樁頂高程0.5米以上。

3 旋挖鉆施工過程中常見的難點、重點

3.1 旋挖鉆施工過程中泥漿標志及用量的控制

旋挖鉆施工中通常采用密度小于1.03的泥漿，其粘度可達28Pa·s，流動性較好。現(xiàn)場根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)層次的不同，合理的調(diào)節(jié)泥漿的濃度，以適應不同地質(zhì)的需要。

3.2 塌孔的原因分析及處理方式

在旋挖鉆施工鉆進過程中，遇到范圍塌孔且無擴大塌孔的趨勢時，可不作處理；如果塌孔范圍較大，且有進一步擴塌孔范圍的趨勢時，應停止鉆孔。待回填土后再鉆進。

如施工工程中，提升回旋斗過快，或遇到地下水豐富地段，需暫停作業(yè)，取出塌孔泥土或者加入新鮮泥漿，調(diào)節(jié)孔內(nèi)泥漿配比，等待問題解決以后重新開始旋挖鉆鉆孔施工。

塌孔的一些前期表象，如觀察到孔中出現(xiàn)大量氣泡還有孔中水位劇烈的變化，需馬上采取措施。

3.3 地質(zhì)原因或突發(fā)情況處理方法

①如在旋挖鉆鉆孔過程中，遇到灰?guī)r、花崗巖或玄武巖等，較硬且較大的塊石時，掘進工作會受到很大的影響。此時不應采取強硬手段，避免造成設備損毀、鉆頭報廢等嚴重后果。此時應更換鉆孔工藝，如利用沖擊鉆。首先，使用吸泥機吸掉多余的一部分泥漿，減少鉆頭的緩沖阻力，有效提高鉆頭的沖擊力；其次，施工成合理的利用沖程和沖擊次數(shù)控制工，較少對已成孔的護壁造成有效；但，相對于旋挖鉆樁基施工工藝，此工藝工作效率會受到極大的影響；最后，待堅硬地層穿透后取出巖屑后更換旋挖鉆施工。

②旋挖鉆鉆機就位速度快，機動靈活，更換非常快捷方便，工程施工現(xiàn)場應充分利用其特點，結(jié)合實際情況的不同，靈活采取對應的處理方法，解決現(xiàn)場突發(fā)情況。

3.4 清孔質(zhì)量控制

在樁基鉆孔深度達標以后，完全地清除孔底沉淀泥漿和土對充分發(fā)揮樁基底部原有的支撐力、提高樁基基礎承載力非常重要。

①應在漿液沉淀1小時左右開始泥漿清理工作。

②沉渣和淤泥的厚度需滿足規(guī)范要求，《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）和《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JGJ041-2000）中的相關規(guī)定。

③在下放鋼筋籠以后需換漿處理，用泥漿泵注入優(yōu)質(zhì)泥漿的方法清孔二次清孔。

④清孔過程中必須保持孔內(nèi)原有水頭高度不變。

3.5 鋼筋籠安裝容易出現(xiàn)的問題

①鋼筋籠安裝前必須在嚴格檢查鋼筋籠的形變情況，如存在彎曲和扭轉(zhuǎn)的情況，必須校正以后方可使用。

②鋼筋籠安裝時應重新測量，精確定位，避免鋼筋籠偏位。待扶穩(wěn)時，緩慢下放，避免對護壁造成損害。

③鋼筋籠保護層厚度，鋼筋籠下放的時候需充分考慮鋼筋籠保護層厚度，鋼筋籠的吊樁質(zhì)量直接影響到灌注樁的整體質(zhì)量。

3.6 水下混凝土的灌筑

①導管的質(zhì)量以及各項數(shù)據(jù)如水密性等需要滿足使用需要，導管的埋深應該控制在2-8米；應嚴格中心實驗室給出的混凝土配合比，骨料形狀，粒徑等要求，預防混凝土灌注樁澆筑混凝土過程中發(fā)生導管堵塞的事故。

②水下混凝土的灌注需要保證是連續(xù)作業(yè)，中途不能停頓，如有意外，應盡可能的減小停頓時間，如超過混凝土初凝時間，會造成導管無法拔出，造成斷樁，所以應最大限度保證混凝土連續(xù)灌注。

③在灌注過程中如果發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮，應立即減慢混凝土澆筑的速度，并快速提升導管，等到鋼筋籠回到設計標高位置，再進行混凝土的灌注。

4 結(jié)束語

旋挖鉆樁基施工在KKH二期項（赫韋利揚-塔科特）目中的成功應用，保證了重要節(jié)點工程樁基成孔的質(zhì)量，樁基的質(zhì)量均達到I類樁，同時對項目進度控制和成本管控都起到了十分積極的推動作用，為項目在既定工期內(nèi)如期完成奠定了良好的基礎。

參考文獻：

[1]JGJ94-2008，建筑樁基技術規(guī)范[S].

[2]JGJ041-2000，公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[3]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工術規(guī)范[S].