水下卵石地層旋挖鉆孔樁成孔施工工藝研究

高培成

【摘? 要】穿越長江中下游地區的某特大橋多處水中橋墩采用旋挖鉆進行施工，該區域水流湍急且樁基持力層位于卵石地層，極易發生工程事故。因此選取在68#墩附近進行旋挖試樁，總結出一套針對性強、行之有效的卵石地層旋挖鉆鉆孔樁施工方法，對旋挖鉆孔過程中存在的問題進行分析，提出成孔質量控制關鍵點，為相類似工程提供借鑒。

【關鍵詞】旋挖鉆;卵石地層;質量控制

引言

某大橋全長1150m，穿越長江中下游區段，其中多個橋墩位于水流湍急區域，且該區域下部地層中的卵石層較厚，為樁基的持力層。多個墩臺的樁基采用旋挖鉆成孔工藝施工，在富水卵石地層中采用旋挖鉆孔存在較大的成孔風險，其質量難以得到保證。因此需選取合理的位置進行旋挖試樁，形成一套針對性強，施工效率高且安全的施工工藝尤為重要。

綜合考慮場地、施工便利性及材料運輸等問題，本次試樁選在68#墩鉆孔平臺東側進行，如圖1所示。68#墩鉆孔平臺已經施工完成，為試樁提供了施工場地。根據地質勘察報告，68#墩從-33.2m開始為卵石土地層，層厚較大，具備代表性。

1. 施工準備及計劃

當前場地硬化已基本結束，道路暢通;68#墩鉆孔平臺已搭設完成。目前項目部相關技術人員已經到位，項目總工全程監督指導，第2工區負責具體工作的實施，測量隊全程監控，試驗室對泥漿及混凝土性能指標進行現場控制，電工全程配合。

材料方面，水泥、砂石料以及用于造漿的膨潤土、PAM、純堿均已進場且備料充足，C30砼已完成試配工作;施工用水考慮當地水質不滿足施工需要、項目水源協調工作暫未完成，試樁用水采用罐車外運。

項目部在前三次試樁施工中不斷總結、調整，初步確定了符合卵石地層鉆孔樁施工需要的泥漿配比。本次試樁采用6月21日第三次試樁最終使用的配比，組分及其比例如表1所示。

考慮新制膨潤土泥漿3小時后就有一定的溶脹性，不足以滿足卵石層旋挖施工的要求，必須存放24小時，經充分水化溶脹后方能使用。68#墩樁基設計方量為132.5 m3，取擴孔系數1.2，考慮20%的泥漿損耗，需要190.8 m3的泥漿。因此，現場制備200 m3泥漿，以保證試樁施工的順利進行。

2. 試樁成孔流程

（1）護筒打設。護筒打設的原則為：在保證鉆機施工安全的前提下盡量遠離樁位。打設控制頂標高為7.4m，比平臺頂面低10cm，由此反算的護筒底標高為-15.6m，進入粘土層2.2m。護筒搭設完畢后將其以平聯與周圍的4根鋼管樁連接，使其形成整體從而具備足夠的剛度。

（2）成孔。開鉆前進行設備檢修、人員培訓與準備、泥漿循環系統等材料準備，并備有可靠的自發電系統和滿足要求的混凝土供應。鉆進過程嚴密觀測潮水高度，隨時注意補充漿液，維持孔內的水頭高度。孔內泥漿面任何時候均應高于水面1.5～3m。

（3）鋼筋加工及安裝時間模擬。因項目鋼筋加工場地尚未建設完成，試樁不再下放鋼筋籠，僅以素砼進行灌注。成孔后留置6個小時再進行灌注，用以模擬鋼筋籠的下放。

（4）灌注混凝土。擬采用試驗室最佳試配方案的海工C30砼進行試樁的灌注;砼灌注由汽車泵配合砼罐車進行，灌注前在拌和站附近的空地對導管進行密水試驗。

3. 注意事項

陸地樁試樁時發現，本地區部分卵石層存在粒徑大、不夾泥等特點。針對該情況，結合前三次試樁的經驗，在水中樁試樁施工中須特別注意以下事項：

（1）鉆進到卵石層時向孔內添加粘土;鉆頭下放后先進行反轉，一方面使粘土嵌入卵石層，另一方面增大泥漿比重，確保護壁良好。

（2）鉆進過程中，提鉆及下鉆頭的速度應緩慢。

（3）嚴密觀測孔外水位，根據潮水漲落及時調整孔內漿面高度。

（4）鉆進到卵石粒徑較大的地層時，減小鉆進量，至鉆頭1/3容量即提鉆，不可滿鉆。

4. 結論

本文通過對水中卵石地層旋挖鉆施工過程中成孔施工的現場試驗環節，結合實際工程對試樁過程中存在的問題進行了分析，為相類似工程提供借鑒。

參考文獻：

[1]《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50-2011）

[2]《港口工程樁基荷載規范》（JTS 144-1-2010）

[3]《鋼-混凝土組合橋梁設計規范》（GB50917-2013）

[4]《港口工程樁基規范》（JTJ254-98）