富水厚土層中長螺旋+旋挖鉆“接力”成孔施工技術(shù)研究

張繼強

摘? ? 要：在樁基施工過程中，長螺旋鉆施工特點是成孔速度快，井孔成型質(zhì)量好，孔徑控制精度高，泥土泥漿污染少，有利于控制混凝土充盈系數(shù)，施工期間噪聲小;存在的不足是水下作業(yè)質(zhì)量控制難度大。旋挖鉆施工特點是施工效率相對低、質(zhì)量較好，適合各種地質(zhì)條件，可以實現(xiàn)桅桿垂直度的自動調(diào)節(jié)和鉆孔深度的計量。在甘南州某建設(shè)項目樁基施工過程中，采用了長螺旋+旋挖鉆“接力”成孔施工工藝，充分發(fā)揮了兩種成孔工藝的特點，各取所長，避其所短，從效率、質(zhì)量等方面取得了滿意的效果。

關(guān)鍵詞：長螺旋鉆;旋挖鉆;樁基施工

1? 項目概況

1.1? 工程概況

本工程根據(jù)設(shè)計要求，本工程基礎(chǔ)采用機械成孔灌注樁。樁基混凝土強度等級C35 P6。工程樁1764根，樁徑均為600mm。樁長約30m，具體長度以現(xiàn)場實際深度為準(zhǔn)。

1.2? 地質(zhì)概況

根據(jù)本項目《巖土工程勘察報告》，項目所在區(qū)域土層自上而下依次為：角礫、飽和粉土、角礫、砂礫巖，以砂礫巖作為本工程樁基持力層樁端進入持力層4.50m～5.50m。根據(jù)本項目《巖土工程勘察報告》，擬建場地勘探深度內(nèi)地下水埋深10.60m～19.60m，相應(yīng)水位標(biāo)高2898.10m～2999.75m，自東北向西南方向徑流，主要賦存于飽和粉土層及角礫層中，接受大氣降水和上游地下徑流的補給。

2? 長螺旋鉆工作原理及特點

長螺旋鉆孔機主要構(gòu)成部件有：頂部滑軸組，立柱，斜撐、卷揚機提升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)、操縱室、電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、拖行機構(gòu)以及動力頭、聯(lián)接盤、螺旋鉆頭、鉆頭下固定架等。其工作原理是通過鉆孔機動力頭帶動螺旋鉆桿、鉆頭，使螺旋片轉(zhuǎn)動向下切片，被切削土壤隨鉆頭旋轉(zhuǎn)沿螺旋葉片上升，并自動輸出孔外。特點：成孔速度快，井孔成型質(zhì)量好，孔徑控制精度高，泥土泥漿污染少，有利于控制混凝土充盈系數(shù)，施工期間噪聲小;存在的不足是水下作業(yè)質(zhì)量控制難度大。

3? 旋挖鉆工作原理及特點

利用鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn)，使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土;通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護壁，反復(fù)循環(huán)而成孔。特點：施工效率相對低、質(zhì)量較好，適合各種地質(zhì)條件，可以實現(xiàn)桅桿垂直度的自動調(diào)節(jié)和鉆孔深度的計量。

4? “接力”成孔施工工藝

施工準(zhǔn)備→長螺旋鉆機就位→成孔至地下水位標(biāo)高→長螺旋鉆機移位→旋挖鉆機就位→成孔至設(shè)計標(biāo)高→下鋼筋籠→測沉渣厚度→下導(dǎo)管→澆筑樁基混凝土

5? “接力”成孔操作要點

5.1 施工準(zhǔn)備

開工前，根據(jù)建筑施工作業(yè)驗收標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)的規(guī)范。制定安全保障措施及應(yīng)急預(yù)案。對現(xiàn)場作業(yè)人員進行崗前技術(shù)、安全培訓(xùn)和考核及技術(shù)交底。利用施工現(xiàn)場附近復(fù)核報批過的導(dǎo)線點和水準(zhǔn)點，用全站儀等準(zhǔn)確放樣各樁位中心，測好的樁位必須復(fù)測，誤差控制在5mm以內(nèi)。

5.2 長螺旋鉆機就位

就位以前先檢查鉆機的工作性能，確保鉆機各零部件、液壓及電力系統(tǒng)及各種儀表正常工作。把鉆機開到樁位旁，將鉆機的尖端正對樁位標(biāo)注點。用鉆機儀表控制鉆桿的垂直度和鉆機機身的水平，并保證鉆架上的起吊滑輪、鉆桿中心及轉(zhuǎn)盤中心在同一條鉛垂線上，保證鉆機底座和頂端要平穩(wěn)。檢查在回旋半徑范圍內(nèi)是否有障礙物影響回轉(zhuǎn)。

5.3 成孔至地下水位標(biāo)高

鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動馬達鉆井。鉆進速度先慢后快，地表以下3m鉆進速度不宜大于1m/min，鉆進3m后鉆進速度提升至2m/min直至鉆至地下水位標(biāo)高以上約0.5m處（本工程鉆至約地面以下19m）。在成孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆時，則放慢進尺，以避免造成樁孔偏斜、移位。

5.4 長螺旋鉆機移位

鉆至地下水位標(biāo)高處后，將長螺旋鉆機移至下一樁位繼續(xù)施工。

5.5 旋挖鉆機就位

要求同5.2。

5.6 成孔至設(shè)計標(biāo)高

以鉆頭自重加壓作為鉆進壓力，初入壓力控制在80kPa～90kPa。每次進尺500mm～800mm，鉆屑進入筒體，裝滿一斗后，將鉆頭提出井外并移至鉆機側(cè)，繼續(xù)緩慢上提鉆斗，利用動力頭下的擋板將鉆頭上的壓桿下壓，通過與頂壓桿相連的連接桿件將鉆斗的底蓋打開卸落鉆渣，鉆渣卸落完成，再將鉆斗下落至地面，正旋關(guān)蓋復(fù)位。起落鉆頭速度要均勻，不得過猛或突然變速，孔內(nèi)出土，應(yīng)立即清走，不得堆積在鉆孔周圍。為防止井樁塌孔，旋挖鉆成孔過程中持續(xù)在孔內(nèi)注入泥漿，施工期間護筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上。鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進行，一次成孔。鉆孔工程中還必須詳細(xì)記錄鉆進深度、泥漿指標(biāo)、機械設(shè)備損壞、障礙物、鉆孔異常情況等。記錄必須認(rèn)真、及時、準(zhǔn)確、清晰。交接班時要做好交接記錄。鉆進過程中產(chǎn)生的泥漿、鉆渣經(jīng)沉淀池凈化處理后方可排放。在排放過程中不能造成對農(nóng)田及周圍水源的污染。在鉆機顯示器顯示孔底達到設(shè)計樁底標(biāo)高后，停止鉆進，在現(xiàn)場監(jiān)理工程師在場的情況下，對護筒頂面標(biāo)高、孔位中心偏差、孔深、鉆孔垂直度、孔底沉渣厚度等進行全面檢查，簽字確認(rèn)。

5.7 下鋼筋籠

利用汽車吊將鋼筋籠放入井孔。鋼筋籠縱向鋼筋連接時，采用焊接方式，接頭數(shù)按50%錯開。為了保證鋼筋籠主筋的保護層厚度，鋼筋籠焊接完畢后，要在主筋外安裝55mm（井樁鋼筋保護層）的定位鋼筋環(huán)，使鋼筋籠與孔壁隔開。

5.8 測沉渣厚度

鋼筋籠下放就位后，利用專用測繩測量孔深，測量數(shù)據(jù)與孔深進行對比，二者之間的差值為沉渣厚度。

[?]h=H1-H2

式中：

[?]h——沉渣厚度（mm）;

H1——原孔深（mm）;

H2——鋼筋籠就位后孔深（mm）。

如沉渣厚度[?]h大于50mm，則需將鋼筋籠提出井孔，二次清孔后再下放鋼筋籠，并重新測定沉渣厚度，直至沉渣厚度在允許偏差范圍內(nèi)。

5.9 下導(dǎo)管

鋼筋籠就位后要立即澆筑混凝土，采用導(dǎo)管法灌注。導(dǎo)管采用直徑200mm鋼管，規(guī)格采用4m、3m、1m三種規(guī)格，其中底管長度采用4m規(guī)格。導(dǎo)管接頭采用雙螺紋方扣快速接頭。導(dǎo)管應(yīng)居中下放，導(dǎo)管連接處安裝橡膠圈，保證導(dǎo)管密封性。導(dǎo)管下口距孔底的距離不得大于200mm。

5.10? ?澆筑樁基混凝土

混凝土澆筑時適當(dāng)加大初灌量，首批混凝土量必須保證導(dǎo)管底口埋入混凝土面1.0m以上，首灌量≥1.5m3，可滿足要求。澆注砼應(yīng)連續(xù)進行，一氣呵成，開灌前作好現(xiàn)場準(zhǔn)備及機具檢修，防止產(chǎn)生故障。導(dǎo)管隨澆注混凝土面上升，逐步提升、拆卸后保持混凝土面埋入導(dǎo)管2m～6m左右，灌注過程中混凝土面埋管深度不宜大于6m。整樁混凝土澆注時間控制在第一盤混凝土初凝時間內(nèi)?？刂谱詈笠欢返幕炷翝仓浚瑸楸ＷC設(shè)計要求的樁頂混凝的質(zhì)量，樁實際混凝土灌注高度應(yīng)保證鑿除樁頂浮漿后達到設(shè)計標(biāo)高時的混凝土符合設(shè)計要求，根據(jù)本工程情況，實際灌注高度應(yīng)高出設(shè)計樁頂標(biāo)高600mm。

6? 主要指標(biāo)對比

（1）鉆進速度：長螺旋鉆工藝平均2.0m/min，旋挖鉆工藝平均0.8m/min;（2）孔徑偏差：長螺旋鉆工藝±10mm，旋挖鉆工藝±25mm;（3）成孔質(zhì)量：長螺旋鉆工藝好，旋挖鉆工藝一般;（4）充盈系數(shù)：長螺旋鉆工藝1.10，旋挖鉆工藝1.17;（5）環(huán)境影響：長螺旋鉆工藝小，旋挖鉆工藝中;（6）清孔效果：長螺旋鉆工藝一般，旋挖鉆工藝好。

7? 結(jié)語

本項目采用長螺旋+旋挖鉆“接力”成孔施工工藝完成了全部樁基的施工，通過綜合比對，比單純采用旋挖鉆成孔工藝提前25天完成施工任務(wù)，為保證工程進度總目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。所施工的井樁經(jīng)檢測單位高、低應(yīng)變檢測，承載力、樁身完整性等全部合格，取得了較為滿意的效果。

參考文獻：

[1] JGJ 94—2008.建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] JGJ 79—2012.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].