卵石地層鉆孔灌注樁施工技術

楊 東 方

(中核華泰建設有限公司，廣東 深圳 518055)

0 引言

都勻麒龍·華府項目位于劍江河畔，地層含較厚卵石層，其粒徑50 mm～600 mm不等，且涌水量大。樁基工程前期采用人工挖孔樁，因開挖深度較深，存在較大安全隱患未采納該成孔方式；后續采用沖擊成孔灌注樁試樁，經檢測承載力無法滿足設計要求，亦未采納；泥漿護壁法旋挖成孔過程中沖擊較大，易導致卵石層塌方。經項目研究討論最終選用全回轉鉆機聯合旋挖機+全鋼護筒施工工藝成孔，該施工方法是采用全回轉鉆機下鋼護筒，旋挖鉆機取土的施工方法，既充分發揮了全回轉鉆機大扭矩切割和下鋼護筒方面的優勢，又充分發揮了旋挖鉆機在快速取土中的作用，在回填層、淤泥層等軟基地質條件下，避免使用泥漿，利用全鋼護筒可靠護壁，使施工效率成倍提升，從而解決了該地質成孔難題。

1 工程概況

都勻麒龍·華府項目位于貴州省黔南州都勻市，基礎樁徑分1 200 mm，1 500 mm兩種，設計為摩擦端承樁，樁端支承巖為中風化頁巖或強風化頁巖。樁身混凝土強度等級為C30及C50，水下混凝土。

2 地質條件

現場場地標高約785.300 m，據勘察報告顯示，整個工程的土層存在卵石層，其中松散卵石層層厚1.2 m～9.7 m，稍密卵石層層厚1.0 m～10.3 m；8號樓存在強風化頁巖透鏡體，巖體破碎；商業裙樓存在淤泥夾砂。

卵石層由河流搬運、沖刷，并隨著河流不斷改道、沖積形成，由于各個年份、各個季度河水流量、流速變化大，河道的沖刷面和背水面流量、流速不同，且擬建場地心灘是由于河流不斷沖刷改道而形成，導致卵石層在水平方向和豎直方向上，顆粒大小和密實度變化大，卵石層極不均勻。含水層位于卵石層，涌水量大，易坍塌。其層中卵石、漂石粒較大，粒徑最大達600 mm(見圖1)，采用旋挖成孔工藝鉆頭無法將大直徑的卵石挖出地面，成孔難度大。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝

本施工工藝將全回轉鉆機成孔及旋挖鉆孔施工工藝進行了結合，具體施工工藝流程如圖2所示。

3.2 操作要點

3.2.1地質勘探及施工前準備

1)在準備施工前應先取得樁位的地質勘察資料，原則上每個承臺至少一孔，地質復雜的一樁一孔。根據地質勘察報告，查明每根樁長和各地層厚度，以便確定鋼護筒埋設深度，制定施工方案，安排設備進場。

2)設備就位前，需將作業區域地面進行平整處理。可在場地內進行硬化處理，在施工部位澆筑100 mm厚C20混凝土墊層(距樁邊不小于1 m)，內設12@200雙向鋼筋網，作為機械承重使用；或采用厚度不小于30 mm厚鋼板周轉使用。

3.2.2測量放樣

樁中心控制點可以采用GPS或全站儀進行測量放樣。根據放出的樁中心定位點，用十字線釘4根控制樁并以4根控制樁為基準，控制鋼護筒的埋設位置和鉆機的準確就位。

3.2.3安放路基板

路基板(又稱導向平臺)長寬各4.5 m，高0.3 m，4個角的側面均設有一個吊耳。主材用20 mm厚鋼板焊接而成(見圖3)，其主要功能如下：

1)定點導引的作用。測量及設置樁心完成后，在測量樁的中心點周圍開挖約300 mm深的基坑，然后將路基板埋入其中，使路基板中心與樁的中心重合，確保在樁基施工過程中，鋼護筒不會發生偏移。

2)可以提高路基強度。它是各種樁基施工的專用操作平臺，具有一定的厚度，不易變形。由于其面積大，與地面接觸后，相當于硬化地基，具有一定的承載力，節省了硬化所需的混凝土，解決了地基的承載問題。

3.2.4全回轉鉆機就位

用履帶起重機將鉆機移動到正確的位置，使護筒夾持裝置的中心位于路基板的中心，即樁位的中心。

3.2.5壓入護筒及取土成孔

1)壓入護筒。

將第一節鋼護筒吊入全回轉鉆機鉗口，對準樁中心，用定位油缸夾住底部帶專用刀頭(如圖4所示)的鋼護筒(如圖5所示)，旋轉壓入護筒，壓入深度約為2.5 m～3.5 m，然后用抓斗從鋼護筒中取土，在抓土的同時將鋼護筒連續旋轉壓入，使鋼護筒底部距開挖面不大于2.0 m，壓入深度視具體土質而定。第一段鋼護筒壓入完畢后(接管應預留離地1.2 m～1.5 m)，進行垂直度檢測。如果不合格，應糾正并調整偏差。合格后，安裝第二節鋼護筒，持續下壓、連續取土。

2)取土成孔。

上部卵石層采用沖抓斗(如圖6所示)從鋼護筒內取土，施工時結合地勘報告及所取出的土質實際情況判斷，穿越卵石層后護筒繼續壓入結合使用旋挖機配合截齒底鉆頭(如圖7所示)進行鉆進取土直至滿足設計要求深度。

3.2.6終孔

鉆孔達到設計深度后，應核實地質條件。將鉆渣與地質柱狀圖進行對比，驗證地質條件是否符合設計要求。如與勘察設計資料不符，應及時通知監理工程師及建設單位代表聯系地質勘察人員進行確認。如符合設計要求，應立即對孔深、孔徑、垂直度項目進行檢查。

3.2.7清孔

清孔分兩次進行。鉆孔深度達到設計深度后進行第一次清孔(旋挖鉆機配合清孔鉆頭進行清孔)，清孔后立即將沉渣筒放到孔底，擱置15 min～30 min，待浮渣充分沉淀后再將沉渣筒提上來。第一次清孔應符合規范要求，否則鋼筋籠不能下放。鋼筋籠安裝就位后，下導管，復測沉渣厚度。若厚度超過設計及規范要求，則采用氣舉反循環法進行第二次清孔，直至達到要求。

3.2.8鋼筋籠制作與安裝

1)鋼筋籠加工制作在鋼筋加工場進行。

2)鋼筋籠標準單節長度按照鋼筋原材長度進行制作，根據樁基終孔標高制作最后一節鋼筋籠。主筋連接根據直徑采用焊接或直螺紋套筒連接。

3)鋼筋籠就位后，固定掛筋和孔口板，防止鋼筋籠在澆筑混凝土時上浮下沉。固定時，應根據鋼護筒的偏差，將鋼筋籠中心向相反方向調整，使鋼筋籠中心與樁中心重合。

3.2.9導管下放

1)導管采用內徑300 mm、中間段長2 m、最底段長4 m的專用螺紋導管，并配有0.5 m，1 m，1.5 m等長度的非標準段。

2)導管安裝時應逐節量取導管實際長度并按順序編號，做好記錄以便在混凝土灌注過程中控制導管埋置深度。并同時檢查橡膠圈是否安裝到位及每個導管兩頭螺紋有無滑絲等現象，以免灌注過程中出現導管進水等現象。

3.2.10水下混凝土灌注

1)混凝土直接在商品混凝土攪拌站生產，直接使用罐車由施工通道運至施工現場進行澆筑。

2)混凝土攪拌車到位后，首先采用大集料斗進行初灌，混凝土達到一定方量后更換小料斗、直至完成整根樁的灌注。

3)在混凝土灌注過程中應保持護筒埋深不小于2 m，隨著灌注混凝土面的升高適時頂升護筒，逐步拆除護筒頂端節段，盡量避免鋼護筒因埋入混凝土超過初凝時間而無法拔除的現象。

4)混凝土灌注過程控制。正常灌注階段導管埋深控制在2 m～6 m，且每15 min～30 min測量一次混凝土面標高，測點為2個，當測點出現較大的高差時，應及時調整導管埋深。

5)樁灌注完成后，實測混凝土頂面標高須比設計樁頂高0.8 m～1.0 m。

3.2.11樁基質量檢測

樁基經各項工序嚴格質量控制，本項目1號樓已完工的53根樁全數采用低應變法檢測，6根經鉆芯法檢測，6根經聲波透射法檢測，100%達到了Ⅰ類樁標準。

4 結語

通過上述工藝技術，成功解決了在卵石地層中鉆孔樁的施工技術問題，為以后類似工程積累了經驗，總結該工法有如下特點，可為廣大工程人員提供借鑒及參考：

1)使用全鋼護筒，孔壁不會坍塌，有利于提高成樁質量；

2)無需制備泥漿，有利于文明施工；

3)作業面整潔，可大大降低泥漿進入樁身混凝土的可能性，成樁質量高，有利于提高樁身混凝土對鋼筋的握裹力；

4)施工過程中振動小，產生的噪聲低，對周圍居民影響較小；

5)成孔垂直度更容易掌控，垂直度精準度大大提高，可精確到1/500；

6)成孔直徑標準，充盈系數小，與其他成孔方法比較，可節約混凝土用量，有利于節約成本；

7)可特制型鋼馬道，采用混凝土罐車直接卸料灌注，不使用混凝土輸送泵，有利于節約成本。