旋挖機在深厚淤泥地層施工技術

陳啟秀

（廣東省地質災害應急搶險技術中心，廣東廣州 510080）

1 項目概況

項目所在地南沙地區(qū)屬海陸相沉積平原，地層中發(fā)育厚度較大的淤泥質土層。本項目地塊地層中含有約15～20m 厚的淤泥層，具體地質情況詳見地質勘察報告，施工需考慮對周邊建筑物的影響。場地所處地貌單元屬沖積平原地貌，場地地勢平整開闊，現狀地表較平坦，局部有土堆，高程約5～7m。本工程灌注樁為端承樁，持力層為中風化巖或微風化巖,樁端持力層為中風化或微風化石灰?guī)r，800mm 樁入持力層不少于5.1m，1000mm 樁入持力層不少于6.5m，1200mm 樁入持力層深度不少于7.5m；要求樁端巖樣天然濕度單軸抗壓強度fr≥6MPa，設計樁身砼為C35。

2 施工方法及技術措施

旋挖灌注樁管樁施工工藝流程如圖1所示。

圖1 灌注樁施工工藝流程圖

2.1 樁位測定及定位鋼護筒

根據業(yè)主提供的測量基準點，測放出各樁位，并做好標記，為確保施工過程中上部（人工填土層）孔壁的穩(wěn)定，每樁開鉆前均由孔口地面下長度不少于4m的鋼護筒進行定位，部分樁采用10m鋼護筒，鋼護筒部分直接用旋挖機旋轉沉管，對于長度超過6m 的長鋼護筒，采用振錘施打下放鋼護筒。

2.2 樁機施工

在鉆探施工過程中，要保證鉆探和地面處置。鉆到一定深度后，逐漸提高速度。操作人員需要隨時注意鉆機的操作，確保鉆桿中心線、筒體中心與地面垂直線始終重合，避免鉆進方向偏離。鉆機轉速應根據設

計圖的實際情況進行調整，以保證在高強度土層中，適當降低轉速，避免鉆頭折斷，當處于土體穩(wěn)定區(qū)時轉速可適當增加，提高施工效率。鉆孔過程中，應定期檢查鉆頭的磨損程度，鉆孔垂直度誤差控制在5%以內，保證孔底沉積物厚度不超過工程規(guī)定。最后成孔前應控制抽土機的速度提升，防止塌陷孔問題。

2.3 護壁

每次樁基礎施工前，應結合地質資料，由專業(yè)地質工程師判斷下臥層的地質狀況，然后研究確定具體的護壁措施。支護樁單樁施工時間短，宜采用孔注漿護壁，各護壁泥漿的技術參數要求見表1。

表1 泥漿護壁參數表

2.4 終孔

該工程要求將樁基埋入中(微)風化巖一定深度，因此必須保證樁端入持力層的深度滿足設計要求。

2.5 終孔檢測

2.5.1 樁底檢測

旋挖機樁底檢查主要是設備自檢，即主動鉆桿位移判斷底面，由現場施工管理和監(jiān)理代表進行檢查驗收。

2.5.2 終孔檢測

當鉆頭到達設計深度和直徑時，質檢組人員將與主管一起檢查孔深和樁底承載層。

2.6 清孔

本旋挖樁機配有專門的排渣器，在鉆孔到設計好的樁底后，用清渣裝置清除孔內的鉆渣，用清渣裝置清除渣層后，用清渣裝置清除渣層厚度仍大于設計要求時，采用正循環(huán)泥漿清孔。清渣后孔底的沉渣不得超過50mm，孔底沉渣由具有豐富施工經驗的工作人員進行檢測，并經業(yè)主及監(jiān)理單位驗收確認。清渣后，為避免塌孔而造成孔底沉渣，應及時下入鋼筋籠(或鋼結構柱)，澆注混凝土。澆注混凝土前，下入鋼筋籠(或鋼結構柱)，需對樁底沉渣進行復測，如孔底沉渣較厚，則采用“泥漿正環(huán)法”進行二次清孔，直至孔底沉渣厚度達到設計要求才能灌注混凝土。

2.7 鋼筋籠的制安

一般來說，鋼筋籠均采用現場制作的方式，需要對鋼筋材料進行驗收和焊接試驗，對鋼筋表面存在的塵埃、油污、銹蝕等進行清理，主筋也需要調整。綁扎鋼筋籠及焊接質量必須符合有關技術標準的要求，施工人員需在直徑、間距、焊接長度、分段連接間距等方面進行控制。本工程中鋼筋籠的允許偏差為：主筋間距不超過10mm、箍筋間距或螺距不超過20mm、鋼筋籠直徑不超過10mm、長度不超過50mm、加勁筋間距不超過20mm、主筋保護層不超過20mm。在鋼筋籠制作完成后，要做好相應的檢驗和驗收工作，避免鋼筋籠不合格進入樁孔內；鋼筋籠下放的環(huán)節(jié)，必須選擇體積足夠的起吊設備，做到輕提輕放，避免鋼筋籠不合格。

2.8 水下砼灌注

混凝土配制與配制要求：本工程采用水下商品混凝土，標C35，為保證混凝土順利澆筑，混凝土應具有良好的和易性和流動性。塌落度應在18～22cm 范圍內，水泥用量不得少于360kg/m(摻入粉煤灰的水泥可不受此限)，含砂率宜為40%～50%，并宜選用中粗砂；粗骨料最大粒徑應小于40mm。本工程灌注樁直徑為800mm、1000mm、1200mm，因此，在水下灌注混凝土時，應采用直徑260mm 的導管灌注混凝土滿足要求，最底一節(jié)長4～5m，內壁應光滑，使用前應用直徑260mm的導管灌注混凝土。澆注時，導管埋深過小，根據混凝土水下流動和擴散規(guī)律，常使混凝土管外混凝土面的浮漿沉渣滲入混凝土，造成混凝土夾層，埋深過大，使導管內混凝土難以流出，容易產生堵管，給導管外混凝土表面的浮渣。保持導管合理埋入深度是混凝土水下灌注的關鍵。一般情況下，在灌注過程中，導管的埋入深度為2.5～3.5m，埋管的最小深度為2.0m，最深不超過6m。安裝導流管時，底端的沉降層要高于孔底30～40cm，以便能順利排出；初期灌漿管的埋深應控制在1.0～1.5D。按樁徑進行初始灌水量計算，保證初灌埋深達到規(guī)范要求。灌漿時，先將0.2～0.3m3流動性好的水泥砂漿注入導管內隔水栓上。把第一批混凝土再倒進初灌斗，再剪下懸吊栓鐵絲，使隔水栓、水泥砂漿和第一批混凝土順利到達孔底并抬上，第一批混凝土灌注完畢，即進入連續(xù)灌注。潛孔灌注混凝土時，孔內混凝土面連續(xù)上升，管道埋深不斷增大，需定時測量混凝土面上升，記下注漿的混凝土澆筑，以確定坍落度。對混凝土表面標高的測量需要使用專業(yè)的測量繩和測錘。測量時，將測錘架放置于導管與鋼筋籠的中間位置，測到至少3～4 個點，分別記入灌注記錄單，然后取平均值，以此確定拆管次數。

引流提升時，不得過快過猛，以免表層混凝土造成泥渣浮漿侵入，或吊起鋼筋籠等。管路應整齊地拆裝，防止工具、密封圈及螺栓掉入孔內。拔出導管后立即用清水沖洗，集中堆放。在水下澆筑混凝土后，為保證混凝土的灌漿質量，中斷時間不得超過30min，以保證混凝土的灌注質量。海底混凝土為自密型混凝土，要保證樁頂砼的質量，必須保持一定的超灌量，具體要根據各樁所下鋼護筒的情況計算，確保混凝土澆筑完成后的混凝土面高出設計標高80cm，下道工序施工時將鋼護筒拉起。隨時掌握各樁的灌漿次數，混凝土的充盈系數大約在1.15左右。控制澆注量不少于樁的理論方量，以防止塌孔現象發(fā)生。當混凝土注滿后，起拔鋼護筒，測量砼面標高，如砼表面標高達設計要求，應立即進行補灌。

3 在旋挖樁施工中對淤泥的處理措施

3.1 在施工前的預防準備

在進行旋挖樁施工前應該對施工地點的土層進行分析，確定土層的類型，做出相應的施工方案設計，最大程度上減少樁孔內的淤泥，對不同土層的施工策略也有相應的改變，對施工場地進行相應的測量，確定樁孔的數量和間距，對相應的機械設備工具進行提前準備，選擇質量較好的材料，防止由于機械設備的失誤造成淤泥增加的情況出現。對施工過程中遇到的淤泥情況進行提前的預測，給出相應的解決方案，對于淤泥清理，應該做好準備措施。例如，在施工前確定樁孔位置后，可以將相應的淤泥處理池的位置及大小進行確定，保證施工時不會出現由于淤泥堆積而無法正常施工的情況。在進行鋼筋吊籠的準備工作中應該對鋼材料的質量著重關注。

3.2 在施工時的具體措施

旋挖樁過程中，容易出現卡鉆的情況，就會在一定程度上破壞孔壁，造成泥土塌落，所以在進行鉆孔時，應該注意鉆孔工作，在提鉆時，應該格外注意樁孔孔壁上探出的物體，以免破壞石頭造成泥土崩塌，在進行提鉆時，應該盡量減慢速度并且反轉鉆頭。旋挖樁大多在高回填土中進行，所以在施工時應該對回填土進行專業(yè)處理，采用泥漿護壁，對回填土進行夯實，正確選用泥漿的比例。盡量避開與大型機械同時作業(yè)，如果發(fā)生塌孔現象，應該準確測量垮塌層的深度，用C20混凝土進行分層灌注，封閉垮塌層。在進行鋼筋吊籠的放置時，如果鋼筋吊籠的直徑太大就會將孔壁上的泥土刮落，使得淤泥堆積，還會出現鋼筋籠傾斜放置的情況，也會造成同樣的問題，所以在進行鋼筋籠的制作時應該對樁孔進行嚴格的測量，確保誤差降到最低，在進行鋼筋籠的放置時，應該垂直放下。在進行護筒拔出工作時，也會出現泥土坍塌的情況，所以在拔護筒時一定要小心謹慎，確保孔壁的穩(wěn)定。

3.3 在施工后的完善處理

在進行清孔工作時，一定要對淤泥的處理做到徹底，一次清孔和二次清孔都應該注重對泥漿的排放工作，可以在樁孔附近挖設泥漿循環(huán)池，將淤泥排入泥漿池。清孔時應該將導管降至孔洞最底層，確保可以將孔底的淤泥清理干凈，清孔時不應該提前降低泥漿的比重，或者采用清水稀釋的方法。在進行樁孔的質量驗收時，應該從不同角度進行分析，尤其對后期可能存在的泥土滑落情況進行預防，加強孔壁的穩(wěn)定性，對人工回填土進行穩(wěn)定性的測量，防止出現淤泥再堆積的情況。

4 結束語

在進行旋挖樁施工時，不僅要制定合理的施工步驟和流程，在施工前充分了解遇到的淤泥情況，分析其原因，制定好解決措施，還應該做好應急處理的準備，保證建筑工程順利實施。