旋挖鉆機在建設項目中最容易出現的質量問題分析及解決措施

祁艷紅

（甘肅工程建設監理有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 項目慨況

新建項目地處蘭州市城關區北面灘，建設項目場地呈不規則地形，場地東西平均寬約 216m，南北平均長約 177m，占地約 73 畝。

1.1 地質條件

蘭州市婦幼保健院異地新建項目地勘報告顯示，地質層自上而下分布如下：

雜填土①-1（Q4ml）：雜色，稍濕，稍密～中密，個別部呈松散狀態，土質不均勻，主要以場地地坪砼塊、磚塊混粉質粘土、碎石土、三合土、塑料袋等，該層厚度一般為 0.5－4.2 米。

素填土①-2（Q4ml）：黃褐色，稍濕、稍密，該層主要以粉土和粉質粘土為主，土質不均，含零星碎石、磚塊等雜物，該層厚度一般為 0.8－3.1 米。

粉土②-1（Q4 al+pl）：褐黃色～黃褐色，稍濕、稍密，該層土質不均勻，孔隙較發育，局部夾有礫石，混有粉砂團體、粉質粘土薄層，層厚為 0.7－4.1 米，層頂埋深一般 0.2－4.3 米，層頂標高為1505.87～1510.23 米。

粉砂②-2（Q4 al+pl）：黃褐色，稍濕，松散－稍密，該層混有粉土薄層，主要由長石、石英碎屑 組成，該層分布不連續，厚度較薄，由黃河沖積作用形成，層厚為 0.5～3.7 米，層頂埋深一般 1.2～7.0 米，層頂標高為1504.02～1509.25 米。

細砂③（Q4 al+pl）：青灰色，稍濕－濕，松散－稍密，該層砂質比較純凈，含土量少，偶含卵石、礫石顆粒，主要礦物成份為石英、長石、云母等，該層位于卵石層之上，分布不連續，厚度較薄，由黃河沖積作用形成，層厚為 0.4～2.0 米，層頂埋深一般 2.0～5.3 米，層頂標高為 1504.90～1508.24米。

圓礫④-1（Q4 al+pl）：青灰色，磨圓度較好，多呈亞圓形，主要成分為砂巖及變質巖等。一般 粒徑 5～15mm，最大粒徑可達 30～50mm。砂類土充填，中密～密實狀。局部含礫砂量大，該層分布不連續，層厚為 0.6～2.6m，層頂埋深一般 3.5～5.8m，層頂標高為 1504.51～1506.44m。

卵石④-2（Q4 al+pl）：青灰色，中密～密實，主要由花崗巖、石英巖、片麻巖等硬質巖組成，磨圓度較好，呈亞圓形，一般粒徑 20mm～100mm，鉆探揭露的最大粒徑大于 150mm，充填物以 砂類土，骨架顆粒約占全重的55%。該層分布連續，層厚為 3.5～7.0m，層頂埋深一般 4.0～8.5m，層頂標高為 1502.45～1506.61m。

強風化砂巖⑤-1（N3）：棕紅色、磚紅色，局部夾有薄層的泥巖、礫巖，該層的層狀構造，泥質膠結，中粗及中細粒結構，具有很好的層理，多呈水平狀，成巖作用較差，為強風化狀，遇到水容易軟化崩解，該巖體基本質量等級 V 級。該層分布不連續，層厚為 0.4～2.8 米，層面埋深 9.8～12.4 米，相應高程 1498.33～1500.46 米。

中風化砂巖⑤-2（N3）：棕紅色、磚紅色，局部夾有薄層的泥巖、礫巖，該層的層狀構造，泥質膠結，中粗及中細粒結構，巖體結構相對基本完整，在干燥時強度較高，遇水容易軟化崩解，該層巖體基本質量等級為 V 級。層面埋深 10.2～15.0 米，相應高程 1496.33～1500.18 米。

1.2 基坑支護基本形式

基坑支護采用區段上部3.5-5.5 米放坡下部采用φ1000@2000mm/φ 800@2000mm 的樁錨支護，樁間設計采用掛鋼網封閉，樁身實施2/3 排的預應力錨索，基坑開挖至砂巖層時在支護樁內側設置一排直徑600mm 的高壓旋噴樁及砼灌注樁止水、止砂帷幕。旋噴樁及砼灌注樁間距均為800mm，砼灌注樁及旋噴樁樁長13/10m。砼灌注樁與高壓旋噴樁咬合200mm，在工序上為：先進行施工砼灌注樁，然后施工高壓旋噴樁。砼灌注樁及高壓旋噴樁施工完成后樁頂上部設置1000*600/700*600mm 冠梁。

2 樁內孔壁坍陷

2.1 具體表現形式

旋挖鉆機在土層鉆進時，如果發現在排出的泥漿中不斷出現大量氣泡或孔內泥漿突然間下降，則可初步判斷孔壁有塌陷跡象。

2.2 發生問題

護簡底部地質層一般為軟土或淤泥質土、雜填土、卵石等比較松散的地質結構；樁孔內的水位達不到要求，旋挖機鉆斗在上下提升時過快，引起孔內水流以較快的速度由鉆斗的外側和鉆孔之間的間隙中流過，同時沖刷井樁孔壁；有時在上提旋挖機鉆斗的時候在其孔內下方產生較大的負壓而導致井樁孔壁發生塌孔[1-3]；

樁基作業范圍上部重型施工機械的重力和其他作業機械施工時發生較大震擾，以及地基本身土層的自重力影響也會致使地面地質層以下 10～15米范圍處發生孔壁坍塌；成孔范圍內有砂礫石、卵石等強透水地質也容易發生坍塌；配置的泥漿，如果配合比和泥漿的性能滿足不了施工的要求，也會發生孔內坍塌；在吊放鋼筋籠時，如果控制不當發生碰撞孔壁，致使孔壁泥漿膜和孔壁大量破壞，也會發生孔壁坍塌；如果成孔后等待灌筑砼時間過長或灌注時間過長也會引起孔壁坍塌。

2.3 防治孔壁坍塌的相應措施

在松散地質及易坍塌土層中，可采用增加護簡埋深長度，并用粘土密實填封鋼護筒周邊；隨時檢量并補充孔內泥漿，使泥漿始終保持孔內水位高出鋼護簡底部1～2 米；嚴格控制旋挖鉆機鉆頭提升和下降速度，并依據不同的設計樁直徑和施工范圍地質狀況采用不同的提升、下降速度；在施工期間應盡量避免重型機械在鉆孔施工范圍內或附近大量行走；對于施工范圍內堆集的泥土應及時有序的理行清理，以量大限度的減輕樁孔周邊的壓力；在泥漿配置時，應充分考慮使用密度和黏度相對較大的泥漿，必要時根據具現場體情況向孔內添加少量粘土。

在混漿選擇上，應優先確保使用優質的泥漿，以便更好的提高泥漿的密度和黏度。在鋼筋籠加工過程中應重點檢查鋼筋籠的綁扎方法和焊接質量、鋼筋籠定位塊的設置位置和固定方式、方法；在鋼筋籠的吊運時采取可靠措施防止發生較大的變形，在下放鋼筋籠過程中應嚴格控制，避免鋼筋籠大幅擺動碰撞孔壁；施工全過程應注意工序安排，在保證施工質量的情況下，應盡量縮短混凝等待時間和澆筑注時間[4]。

3 樁孔底部沉渣過厚

3.1 出現問題分析

在施工過程中，當發現鉆進的地質以砂層為主時，砂不可避免的將會混進穩定液當中，可是在施工期間穩定液大多數都是進行重復循環使用的，當多次重復使用時，都會經過數幾個小時的沉淀，穩定液中的砂便會慢慢沉淀到樁孔底部，引起樁底沉渣過厚；

在砂層地質中時行鉆進時，提鉆斗時砂子很容易從鉆頭的瀉水口流出，進一步混入穩定液中，引起沉渣過厚。

3.2 樁孔底部沉渣過厚的相應防治措施

現場有效解決穩定液的沉淀問題，基本可以通過設置 2 個泥漿沉淀池來解決；合理控制鉆機進入砂層時的速度，并最大限度減少砂層中砂子外流。如果地質砂層夠厚，可在終孔前預留 30—40CM，靜置1 小時左右在用清渣鉆頭下入，掏孔至應設計樁底標高。

4 樁孔垂直度偏差

樁在成孔后，孔壁垂直出現較大偏差。

4.1 樁孔垂直度偏差質量問題

旋挖鉆機在初始安裝就位時不穩定，作業時站位不穩擺動較大；

旋挖鉆機作業場地較軟弱或場地軟硬分部不均勻；地質土層巖土結構呈斜狀分布，地質土層中夾有大的孤石或原有建筑物遺留樁體、渣土等。

4.2 樁孔垂直度偏差質量問題的相應防治措施

鉆孔施工前，應將場地預先夯實平整；鉆機進入不均勻地質層時，應將鉆速放慢；如作業范圍內遇到孤石或較硬地質巖層結構時，應盡快控制鉆速要慢；如出現鉆孔偏斜時，可慢速采用提鉆上下往反掃孔數次，以便削去影響孔壁成孔部位的硬質巖結構。如果該方法糾正無效，應在出現問題的部位回填粘土至偏孔處0.5－1.8 米以上，重新鉆孔[5]。

5 灌注樁在砼澆筑時發生堵管的相應防治措施

應檢查隔水栓配置是否與導管相匹配，同時是否滿足相應的隔水性能；必須嚴格控制砼攪拌質量，并在導管口部位置加設相應過濾網片；在砼澆筑施工過程中，應充分保證機械設備運轉正常；導管每次拼裝完成在使用前應要求進行閉水試驗，試水壓力0.6—1MPa，確保導管接頭處密封良好。

6 鋼筋籠上浮

伴隨砼澆筑鋼筋籠上浮，致使鋼筋籠高于原設計位置。

6.1 鋼筋籠上浮發生的問題

鋼筋籠在安裝時，初始定位過高；砼澆筑過程，隨著砼不斷上升推動鋼筋籠上浮。

6.2 鋼筋籠上浮的相應防治措施

前期應嚴格控制鋼筋籠初始定位準確，并在孔口上部固定可靠；砼澆筑時，應盡確保供料及時，縮短澆筑的時間，同時檢查砼澆注的標高和導管埋入砼中的長度，當測得孔內砼澆筑標高高于鋼筋籠底端 2—3 米時，應及時將砼導管提升至鋼筋籠底端以上范圍。

6.3 斷樁發生具體表現形式

樁體砼澆筑完成并凝固后，出現樁體砼不連續或樁體中間被泥土等填充形成斷樁。

6.4 斷樁發生的問題分析

導管下放位置底端離孔底懸空的距離過大，首盤砼澆筑時不能有效達到封底，封底失敗；導管接頭位置處密封不嚴，造成大量孔內泥漿侵入導管，置于樁體中形成局部夾渣；導管提升過大，露出樁體砼表面；停電、待料等原因使巖渣沉積造成樁體局部斷樁。

6.5 斷樁質量問題的相應防治措施

在樁成孔后必須準確量取孔深并計算導管長度，認真檢查清孔質量；在澆筑初期，應認真檢查導管的密封性能 ；在砼澆筑過程中，隨時檢查砼面的標高和導管在砼中的埋置有效長度，確保導管提升要精準；在砼澆筑時要保證作業連續、快速；

7 結束語

旋挖鉆機在項目施工中容易出現的相關問題，如果管理人員能夠提前有針對性地采取有效對策；可以使旋挖鉆機在建設工程中發揮更大的優勢，同時也能給項目創造更多的經濟效益和社會效益。