西北地區(qū)大厚度細(xì)砂層旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)

楊小瓊

（甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 甘肅蘭州 73000）

0 前言

西北地區(qū)大厚度細(xì)砂層的地質(zhì)條件下進(jìn)行旋挖鉆孔灌注樁施工，在上部換填與局部鋼護(hù)筒護(hù)壁施工技術(shù)基礎(chǔ)上形成的西北地區(qū)大厚度細(xì)砂層灌注樁綜合施工技術(shù)。

1 特點(diǎn)

（1）在旋挖成孔過程時(shí)樁身上部土層出現(xiàn)土質(zhì)疏松、塌孔，立即對上半部分出現(xiàn)塌孔的區(qū)域采用三合土（粘土∶水泥∶砂=5∶3∶2）進(jìn)行換填處理。

（2）灌注樁塌孔出現(xiàn)在樁身中部及以下時(shí)，采用局部鋼護(hù)筒護(hù)壁施工技術(shù)，并采用特制的助推桶安放鋼護(hù)筒，提高施工效率。

（3）鋼護(hù)筒側(cè)壁梅花型布置φ35mm的孔眼，加強(qiáng)樁身與鋼護(hù)筒之間、鋼護(hù)筒與側(cè)壁之間摩阻力。

（4）西北地區(qū)大厚度細(xì)砂層灌注樁、樁底擴(kuò)大頭部位后注漿固結(jié)沉渣細(xì)砂。

2 施工工藝流程

井樁測量定位→鉆機(jī)就位→首節(jié)開挖→開挖樁孔土方→鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)塌孔判斷塌孔位置，選擇處理方法→塌孔及換填→二次開挖→中、下部塌孔安放鋼護(hù)筒及連接→清孔及驗(yàn)收→鋼筋籠吊放→二次清孔→澆筑混凝土。

3 操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）對施工現(xiàn)場所有操作人員進(jìn)行施工技術(shù)交底和安全交底。特別是對本工程的砂層分布特點(diǎn)即將面臨的施工狀況進(jìn)行詳細(xì)的交底，在旋挖機(jī)作業(yè)時(shí)，除機(jī)組以外其他人員應(yīng)與施工機(jī)械保持一定安全距離。

（2）材料準(zhǔn)備：進(jìn)入施工現(xiàn)場的材料必須具有出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告、經(jīng)復(fù)試合格后方可投入使用。

（3）機(jī)械準(zhǔn)備：施工前必須先檢查機(jī)械完好率，同時(shí)要求操作人員必須了解設(shè)備的構(gòu)造和性能，熟悉操作方法和保養(yǎng)要求，規(guī)范操作機(jī)械，同時(shí)現(xiàn)場須有完好的備用機(jī)械。

3.2 鋼護(hù)筒制作

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，為了使鋼護(hù)筒有足夠的剛度，承受灌注樁土壁變形引起的側(cè)壓力，護(hù)筒材料厚度≥4mm，工程護(hù)筒外徑按灌注樁設(shè)計(jì)尺寸（D+200）mm加工焊接成標(biāo)準(zhǔn)高度1200mm，在筒身上打滿φ35mm的孔眼，梅花形布置，孔間距為260mm×225mm。第一排與最后一排中心距筒邊150mm，第一排與最后一排中心距為900mm。為方便工程鋼護(hù)筒吊放，防止護(hù)筒上口擠壓變形，要求在每節(jié)護(hù)筒內(nèi)壁頂部焊接2根φ12圓鋼吊鉤。

3.3 鋼筋籠制作

（1）鋼筋籠加工：鋼筋籠施工廠區(qū)內(nèi)制作，尺寸控制按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范。接頭采用焊接或機(jī)械連接，接頭按50%錯開，外露鋼筋留置長度滿足搭接（焊接）長度。主筋與箍筋點(diǎn)焊連接。

（2）鋼筋籠提前按設(shè)計(jì)圖紙加工成型，為使鋼筋籠具有一定剛度和整體性，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧乐棺冃巍ｄ摻罨\第一節(jié)下口稍彎折成倒錐臺狀，使其吊放入孔方便。

（3）灌注樁測量定線。

根據(jù)已測放的建筑物控制線或軸線，測放每根樁位的中心線，并用φ12的鋼筋插入樁心做標(biāo)記保護(hù)，派專人監(jiān)管負(fù)責(zé)。

（4）機(jī)械就位。

鉆機(jī)擺放到位后，對準(zhǔn)鉆孔中心。利用系統(tǒng)對鉆機(jī)進(jìn)行桅桿調(diào)直，保持鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤中心、鉆頭、樁位中心在同一垂線上，做到垂直鉆孔，樁位中心垂直偏差應(yīng)小于20mm，嚴(yán)格控制灌注樁成孔垂直度不大于1%。

（5）鉆頭著地、開孔。

緩緩放下鉆頭，使鉆頭中心與樁心重合，啟動鉆機(jī)，以低速旋轉(zhuǎn)開孔。利用鉆頭自重并加液壓作為鉆進(jìn)壓力。

（6）首節(jié)開挖。

在樁成孔開挖土方時(shí)因樁距過小，采取跳孔開挖，以防塌孔，開挖后及時(shí)在樁端上口安設(shè)工具鋼護(hù)筒。

（7）鉆進(jìn)成孔工藝。

成孔前檢查鉆頭裝置、直徑、磨損情況，對鉆頭磨損超標(biāo)的及時(shí)更換。

利用旋挖機(jī)安裝的紅外線攝像頭和操作室內(nèi)的顯示儀可對成孔情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦孔中發(fā)生坍塌，能及時(shí)確定塌孔的位置。首先在操作室內(nèi)的顯示儀盤信息輸入系統(tǒng)輸入成孔灌注樁的樁頂標(biāo)高、樁底標(biāo)高、樁身長度等參數(shù)進(jìn)行開挖，開挖過程中遇塌孔時(shí)，可在顯示儀上顯示，依據(jù)數(shù)據(jù)顯示盤顯示塌孔上下標(biāo)高數(shù)據(jù)，不僅能依據(jù)上下標(biāo)高數(shù)據(jù)確定塌孔部位，同時(shí)也能根據(jù)兩標(biāo)高數(shù)值的差值預(yù)估護(hù)筒加工長度。

（8）上部塌孔及換填。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際成孔情況，并查看地質(zhì)報(bào)告，在旋挖成孔過程時(shí)樁身上部土層發(fā)現(xiàn)土質(zhì)疏松、塌孔，立即對上半部分出現(xiàn)塌孔的區(qū)域采用三合土（粘土∶水泥∶砂=5∶3∶2）進(jìn)行換填填處理，采用旋挖鉆鉆斗將樁孔內(nèi)的土挖出，用汽車吊或塔吊將電動沖擊夯吊入塌孔部將三合土（粘土∶水泥∶砂=5∶3∶2）進(jìn)行分層夯實(shí)，夯實(shí)后放置最少3d后進(jìn)行二次開挖。

（9）二次開挖。

當(dāng)樁身上部塌孔部位細(xì)砂層用三合土置換處理并靜置最少3d后，在樁身周邊形成了一圈相對穩(wěn)定的土層，此時(shí)便可進(jìn)行旋挖鉆二次開挖。

（10）中、下部塌孔及護(hù)筒設(shè)置。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際成孔情況，并查看地質(zhì)報(bào)告在旋挖成孔過程時(shí)樁身中下部及下部末端土層發(fā)現(xiàn)塌孔，立即對采用局部加設(shè)鋼護(hù)筒成孔。

依據(jù)數(shù)據(jù)顯示盤中顯示塌孔上、下標(biāo)高數(shù)據(jù)確定的塌孔位置，立即采用預(yù)先加工好的鋼護(hù)筒進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。鋼護(hù)筒采用4mm厚鋼板卷制焊接而成，鋼護(hù)筒外直徑為樁身直徑+200mm，并在鋼護(hù)筒側(cè)壁上布置第一排與最后一排孔眼中心距為900mm的φ35mm的孔眼。

3.4 清孔及驗(yàn)收

成樁前要進(jìn)行整體清孔，通過旋挖鉆機(jī)鉆頭清渣工藝。在孔內(nèi)做二次或多次投鉆。即用鉆斗一次投到設(shè)計(jì)標(biāo)高，在原位旋轉(zhuǎn)片刻，停止旋轉(zhuǎn)，靜拔鉆斗，使孔底沉渣盡可能清理出來。

鋼筋籠安放過程中會出現(xiàn)碰撞孔壁而造成的虛土或沉渣，必須進(jìn)行二次清孔，采用勺鉆清理孔底虛土。如虛土是砂或砂卵石時(shí)，可先采用孔底漿拌合，然后再灌注混凝土。端承樁孔底沉渣不得大于50mm。經(jīng)驗(yàn)收合格后可進(jìn)行下一道工序。

3.5 鋼筋籠吊放

（1）采用塔吊或汽車吊吊放鋼筋籠，人工輔助對準(zhǔn)。吊放鋼筋籠過程中保持鋼筋籠中心軸線與樁心軸線吻合，保證樁頂標(biāo)高、鋼筋籠焊接、保護(hù)層符合設(shè)計(jì)要求。鋼筋籠放置前在鋼筋籠外側(cè)綁扎定型保護(hù)墊塊，厚度與保護(hù)層要求厚度相同。

（2）鋼筋籠吊放入孔時(shí)，應(yīng)對準(zhǔn)孔位輕放、慢放。以免碰撞孔壁，采取措施固定在護(hù)筒口上端周邊預(yù)先均勻放置四根導(dǎo)向小鋼管，當(dāng)鋼筋籠吊起垂直扶正后，沿導(dǎo)向鋼管緩緩下放到底，吊起導(dǎo)向鋼管。導(dǎo)向鋼管設(shè)置在孔深的1/2～2/3。為防止灌注混凝土?xí)r鋼筋籠移位，在灌注樁井口用混凝土墊塊塞實(shí)固定。

3.6 澆筑混凝土

根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求出具混凝土試配委托單，注明水泥、粗細(xì)骨料及外加劑摻量要求。由相應(yīng)資質(zhì)的混凝土試驗(yàn)站提供施工配合比。混凝土澆筑前，再次檢查孔底沉渣是否符合規(guī)范要求，鋼筋籠放入孔內(nèi)后立即澆筑混凝土，若鋼筋籠吊入樁孔放置時(shí)間超過4h必須進(jìn)行二次驗(yàn)孔，如孔內(nèi)出現(xiàn)新的沉渣，必須二次清孔。

3.7 后注漿

為提高樁端承載力，消除灌注樁不均勻沉降，采取后注漿的方法來固結(jié)沉渣，提高單樁承載力，采用預(yù)埋注漿管和配套的專用四通及注漿頭具有一定強(qiáng)度的軟管，確保漿液注入均勻，采用我司研發(fā)的“注漿頭”它包括由一個直徑為φ30長度為300mm的焊接鋼管上下套絲便于注漿頭的連接，每間隔50mm做十字對稱打直徑為8mm的孔眼，共計(jì)20個孔眼，孔眼四周纏繞黑膠布，用圖釘由外向內(nèi)堵塞孔眼。

4 結(jié)束語

西北地區(qū)大厚度細(xì)砂層旋挖鉆孔灌注樁綜合施工技術(shù)，施工全過程處于安全、快速、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，施工中無泥漿外流，無安全生產(chǎn)施工發(fā)生，得到了業(yè)主和監(jiān)理單位的一致好評，為工程創(chuàng)優(yōu)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

該技術(shù)充分體現(xiàn)了綠色建筑理念，因地制宜，符合“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境”的四節(jié)一環(huán)保及綠色施工要求，取得了良好的社會效益。