淺談旋挖鉆在鉆孔灌注樁施工中的應用

李欣　王赫穎

摘要：本文結合京密引水渠交通橋拆建工程半壁店交通橋樁基施工情況，簡述了旋挖鉆鉆孔施工的工藝原理。介紹了旋挖鉆鉆孔灌注樁施工技術，分析了施工中的關鍵工藝;通過分析施工過程中出現的質量問題及其產生原因，提出了相應的預防措施及處理辦法。

關鍵詞：旋挖鉆孔;灌注樁;施工技術;應用

一、引言

旋挖鉆鉆孔施工工藝在我國近年的公路橋梁施工中逐漸被認識和應用。成為近年來發展較快的一種新型樁孔施工方法。旋挖鉆具有低噪聲、低振動、扭矩大、成孔速度快、鉆渣量小，所用泥漿數量少等優點，克服了機械成孔時孔底沉渣土多，樁側摩阻力低，現場泥漿管理差的缺點，可有效降低環境污染，提高施工水平，被譽為“綠色施工工藝”。

二、工程概況

半壁店交通橋：半壁店交通橋橫跨京密引水渠，場區屬于山前沖洪積扇，河道兩岸地形較為平坦。地面高程53.20～54.55m，堤頂高程54.13～54.45m，河底高程約50.04m，河水深約0.5m。新建交通橋樁號為：43+522。橋梁基礎鉆孔灌注樁8顆，樁基長度28米。

三、工藝原理

旋挖鉆機的鉆頭為一個直筒式可閉合開啟的容器，鉆頭通過鉆頭和鉆桿連接，鉆桿為多節可伸縮結構，主要作用是傳遞由動力頭施加的扭矩和壓力至鉆頭。鉆機鉆進過程中，由動力頭施加扭矩和鉆壓，通過可伸縮鉆桿傳遞給鉆頭，帶動切削斗齒切入土體，鉆斗旋挖時，切削斗齒將土體推進鉆斗完成鉆孔取土。

鉆斗裝滿土體后，鉆頭反向旋轉，鐺土板通過底板鎖定裝置封閉。動力裝置提升，鉆桿和鉆頭出孔后卸土。如此循環反復，直到鉆至設計深度。

四、施工要點及工藝要求

（一）埋設鋼護筒

根據設置的施工基線測定樁位，并給每個孔位做好施工編號和標記并在樁位中心點拉十字線在護筒外80～100CM處設控制樁。在測定的樁位上安設護筒，護筒中心豎直線應與樁中心線重合，平面允許誤差為5cm，豎直線傾斜不大于1%。

鋼護筒內徑大于設計樁徑20-40cm，護筒內壁需平滑無任何凸起，以便于鉆孔。護筒埋置深度不小于2米。并保證護筒高程高于地下水位2。0米以上，同時護筒頂端高出地面0.3米以上。用粘土在護筒底部四周分層填筑夯實，并在夯填過程中不斷檢測中心位置和垂直度，防止出現移位偏斜。

（二）泥漿配置

泥漿護壁是利用泥漿與地下水之間的壓力差來控制水壓力，以確保孔壁的穩定，孔內泥漿密度過小，泥漿護壁就容易失去阻擋土體坍塌的作用;孔內泥漿密度過大，容易產生大量沉渣甚至使混凝土的重量產生困難，使成樁質量難以得到保證。所以泥漿密度的控制在基礎鉆孔及灌注過程中起著關鍵的作用。

（三）鉆進成孔

開孔時低速鉆進，以保證孔位不產生偏差，鉆進至護筒下2米時，采用正常速度鉆進。在鉆進過程中，一定要保持泥漿面不得低于護筒底，在提鉆時，須及時向孔內補漿以保證泥漿高度。要及時對鉆孔深度進行檢測和實驗，根據地層地質情況隨時作出調整。

（四）清孔

鉆孔達到要求深度后要測量孔深，符合要求后立即進行清孔，清孔可采用換漿清孔法（或掏渣法）。清空時，必須始終保持孔內水頭高度以防止塌孔。清空后泥漿技術指標應控制在：相對密度1.03～1.10;粘性17～20Pa。S;含砂率<2%;膠體率>98%。

（五）檢孔

鉆孔在終孔和清空后，要對孔徑、孔形、孔深、樁孔豎直度、孔成孔位等進行檢查。對樁孔孔徑的檢測采用自制的錐狀驗孔器驗孔。如果現成孔不直，孔徑變小、斷面變形等，應采取相應的處理措施。（用鐵頭在變截面處反復掃孔直至驗孔器能下到樁底）。沉渣厚度的測定可采用測陀，如不符合要求，應進行再次清孔。

（六）下放鋼筋籠及導管

將制作好的鋼筋籠運至鉆孔地點，采用吊車吊裝放下。導管安裝前必須做水密實驗，下放時采用吊車逐節進行安裝。導管下放必須位于孔位中心，確保順直，以防止卡鋼筋籠。導管最下端距孔底的距離必須控制在20-40CM。

五、旋挖鉆機施工常見問題原因分析及處理措施

（一）坍孔

坍孔常見為孔口坍塌和孔內塌方兩種情況。

1.孔口坍塌的原因：護筒埋置過淺或回填粘土夯不密實;護壁泥漿不濃，鉆進過快，致使護筒腳處護壁不牢，孔口壓力過大。孔口坍塌處理：應及時回填粘土，并暫停一段時間時其性能穩定后再重新開鉆。若坍孔嚴重，則宜拆除護筒回填或下鋼護筒至未坍處以下1.0M。

2.孔內塌方的原因：泥漿性能差或孔內水頭低，未形成可靠護壁。孔內坍塌處理：坍塌不嚴重時，可加大泥漿密度繼續鉆進;嚴重時則應回填粘土至塌方處沖鉆。

（二）偏空、擴孔、縮孔

1.偏孔產生的原因多為鉆機安裝時支撐不好，樁孔地質構造不均勻等因素引起鉆機整體或鉆頭在鉆孔過程中發生偏斜，導致出現偏空。偏孔處理;因鉆機傾斜造成的應先移開鉆機，檢查孔壁情況，加固施工范圍內的地基或加大鉆機的支撐面積，然后重新安裝鉆機進行施工;地質構造不均勻引起孔壁有隨時坍塌可能的，應將塌孔回填至原地面高度，待地層靜置穩定后重新開始鉆孔，鉆進時采用減壓鉆進施工，根據不同的地層控制鉆壓和鉆進速度，尤其在變土層位置護筒口位置更要采用低速鉆進。

2.擴孔產生的原因多為地層土質松散或鉆進時鉆頭擺動過大，擴孔一般表現為局部孔徑過大，若局部發生坍塌而擴孔，可不處理仍能鉆至設計深度;若因擴孔后繼續坍塌影響鉆進，按塌孔處理。縮孔產生的原因主要是由于地層中有軟塑土，遇水膨脹使孔徑縮小，且極易發生卡鉆情況。為防止縮孔，要使用失水率小的優質泥漿護壁并在此地層高轉速低進尺，上下左右反復掃空以擴大孔徑。

六、結束語

在全社會普遍提出“以人為本，構建和諧社會”為主題的今天，安全問題已經引起了全社會的高度重視。旋挖鉆成孔雖有很多的優點，但如果對地質情況認識不足，準備不充分、施工組織不協調，也會造成孔質量不高，甚至塌孔釀成的質量事故。因此，在旋挖鉆施工前，須逐孔根據各地層地質情況研究確定的鉆進方案并選用適合該地層的泥漿指標，充分發揮旋挖鉆的優勢，提高鉆孔灌注樁成孔質量。當今社會，在安全生產被高度重視的前提下，我們通過對山洪橋管理，使得管理范圍內的水利工程得以安全運行，發揮了應有的工程效益。

參考文獻：

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