趙 學(xué) 萍

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

旋挖鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制

趙 學(xué) 萍

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

樁基施工作業(yè)從鉆孔至作業(yè)結(jié)束都是在水下完成，隱蔽性比較高，受到作業(yè)過(guò)程中各個(gè)工序及多種因素的制約，其施工質(zhì)量較難控制。就如何對(duì)旋挖樁施工的質(zhì)量加以控制，以保證最終的成樁質(zhì)量進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述說(shuō)明。

旋挖鉆孔，灌注樁，施工工藝，質(zhì)量控制

1 旋挖鉆機(jī)施工的優(yōu)點(diǎn)

1.1對(duì)環(huán)境的污染相對(duì)較小

在旋挖鉆機(jī)作業(yè)的過(guò)程中，泥漿可以反復(fù)使用，從而減少了泥漿的排放量。與傳統(tǒng)循環(huán)鉆機(jī)相比，其工作中產(chǎn)生的噪聲也明顯偏小。

1.2施工速度迅速

旋挖鉆機(jī)鉆孔直徑可達(dá)到3.0 m,深度120 m；與普通設(shè)備相比，在適合的地層其工作效率可提升5倍～6倍。

1.3機(jī)器移動(dòng)方便快捷

在施工過(guò)程中，通過(guò)履帶機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)挖機(jī)即可自行行走，迅速移動(dòng)到目的位置。

1.4樁孔對(duì)位較為精確

設(shè)備施工過(guò)程中可通過(guò)機(jī)身電腦準(zhǔn)確控制對(duì)樁深度和垂直度，使鉆機(jī)時(shí)刻保持最佳鉆進(jìn)狀態(tài)，進(jìn)而確保鉆孔質(zhì)量。

2 旋挖鉆機(jī)工作原理

旋挖鉆機(jī)針對(duì)不同地層選擇相對(duì)應(yīng)的鉆頭，先通過(guò)自身行走裝置令鉆具準(zhǔn)確移動(dòng)到位之后，以自帶動(dòng)力裝置提供鉆壓和扭矩并傳送到鉆頭，削切土體裝至斗中，滿后提出。其成樁質(zhì)量好，對(duì)地層擾動(dòng)小，且孔壁上的螺紋可提高樁的摩阻力，達(dá)到快速鉆進(jìn)的目的。

3 施工工序及質(zhì)量控制

3.1施工工序

施工工序?yàn)椋呵捌跍?zhǔn)備→測(cè)量并放線→埋設(shè)鋼護(hù)管→鉆機(jī)就位→泥漿配置→完成鉆孔→成孔檢查→清理孔口→鋼筋籠制作及吊放→導(dǎo)管安裝→混凝土的灌注→拔掉導(dǎo)管和護(hù)筒。

3.2施工作業(yè)時(shí)的質(zhì)量控制

3.2.1施工前期準(zhǔn)備

1)樁基施工之前，需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做好清理工作，根據(jù)土層地質(zhì)情況對(duì)較軟地面更換軟土，夯填密實(shí)，并根據(jù)作業(yè)需要鋪設(shè)路基板，對(duì)施工場(chǎng)地與便道之間的路面進(jìn)行碾壓修整，方便鉆機(jī)及施工車輛的順利進(jìn)出。

2)鉆機(jī)施工場(chǎng)地平面布置。

鉆孔場(chǎng)地布置包括：對(duì)泥漿池、鋼筋籠、導(dǎo)管、料斗及施工機(jī)械的擺放位置做出明確的規(guī)劃，根據(jù)鉆機(jī)作業(yè)及移位的需求、泥漿的循環(huán)系統(tǒng)特點(diǎn)做適應(yīng)的布置。

3.2.2測(cè)量并放線

根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)以及測(cè)量控制網(wǎng)加以引測(cè),于軸線的延長(zhǎng)線內(nèi)設(shè)置控制關(guān)鍵點(diǎn)并形成網(wǎng),在控制點(diǎn)上利用不少于0.2 m3的混凝土進(jìn)行澆筑并放置埋件,在埋件上標(biāo)注記號(hào)作為軸線的引測(cè)點(diǎn)；對(duì)樁位加以放樣，并設(shè)置十字護(hù)樁，其高度應(yīng)高于護(hù)筒的頂面，并用砂漿或混凝土對(duì)其修固。

3.2.3埋設(shè)鋼護(hù)管

1)鋼護(hù)筒：采用厚4 mm～6 mm的鋼板制作，其內(nèi)徑與鉆頭的外徑相比應(yīng)大200 mm，每節(jié)護(hù)筒長(zhǎng)度1.5 m～3.0 m，溢流口30 cm×30 cm，護(hù)筒應(yīng)有一定的剛度及強(qiáng)度。

2)護(hù)筒埋設(shè)：一般應(yīng)埋設(shè)入不穩(wěn)定地層底部，若護(hù)筒偏長(zhǎng)，可分節(jié)埋設(shè)，孔口之間應(yīng)可靠拼接。在護(hù)筒的埋設(shè)過(guò)程中，其中心軸線應(yīng)和測(cè)定的樁位中心完全對(duì)正，垂直度的偏離需低于1/100，用機(jī)械開(kāi)挖進(jìn)行埋設(shè)，為防止其他雜物誤入孔中，護(hù)管至少高出地面200 mm，埋設(shè)應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)定土層。

3.2.4鉆機(jī)就位

在就位之前要壓平夯實(shí)路基，根據(jù)目標(biāo)位置使鉆機(jī)完成就位，在技術(shù)人員指導(dǎo)下仔細(xì)調(diào)整找平，確使作業(yè)過(guò)程中沒(méi)有傾斜現(xiàn)象發(fā)生，按放樣的樁位進(jìn)行對(duì)中，偏差控制在(100～150)+0.01H(H為樁長(zhǎng))范圍內(nèi)，鉆機(jī)自動(dòng)記憶該樁中心點(diǎn)，施工過(guò)程中根據(jù)顯示盤(pán)數(shù)字隨時(shí)調(diào)整鉆機(jī)的平整度。

3.2.5泥漿配置

在配置泥漿時(shí)，需充分考慮到泥漿黏度、含砂率、失水率、酸堿性等各項(xiàng)指標(biāo)，泥漿的性能直接關(guān)系成孔質(zhì)量的好壞。在黏性土中，黏土顆粒之間內(nèi)聚力較大，泥漿中土渣不容易發(fā)生沉淀，在黏性土中黏度控制在18 s～25 s之間，在砂性土中，應(yīng)適當(dāng)加大泥漿黏度，以防止沙土中的土渣沉淀導(dǎo)致成孔質(zhì)量不佳，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，砂性土中黏度控制在25 s～30 s之間。

3.2.6完成鉆孔

1)垂直度控制：旋挖鉆機(jī)利用設(shè)備自帶的電子系統(tǒng)對(duì)鉆桿垂直度實(shí)時(shí)顯示，并對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

2)鉆斗鉆進(jìn)時(shí)速度的調(diào)節(jié)：先使鉆桿較慢均勻鉆進(jìn)，至主動(dòng)鉆桿全入到孔中再漸漸增大鉆速和鉆壓。地質(zhì)情況不同，進(jìn)尺速度也應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整：從較硬地層鉆至較軟地層過(guò)程中，速度可相應(yīng)放快；而從較軟地層鉆至較硬地層的過(guò)程中，速度則需放慢；對(duì)于硬塑層，作業(yè)時(shí)可加速鉆進(jìn)；而砂層則應(yīng)對(duì)泥漿比重和黏度都適當(dāng)加大，鉆進(jìn)速度也要適當(dāng)放緩。

3)鉆斗升降速度控制：應(yīng)嚴(yán)格限制鉆斗在孔中的升降速度變化，過(guò)快的話泥漿將會(huì)對(duì)孔壁進(jìn)行沖擊，甚至在提升鉆斗時(shí)有負(fù)壓現(xiàn)象發(fā)生，甚至出現(xiàn)塌孔，孔徑1 500 mm,速度需控制在0.575 m/s,空鉆斗升降速度0.830 m/s。特別注意容易發(fā)生縮徑的地層，增加掃孔次數(shù)，并擠壓孔壁，避免縮徑現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)粉砂層進(jìn)行作業(yè)時(shí)，更需放緩速度。

4)作業(yè)過(guò)程中，當(dāng)儀器顯現(xiàn)斗內(nèi)土已滿，閉合鉆斗底端，把鉆斗提出將土卸掉至堆放位置并定時(shí)清理。在此階段需使回轉(zhuǎn)斗的底盤(pán)斗門(mén)保持關(guān)閉，以免回轉(zhuǎn)斗中的土掉進(jìn)護(hù)壁的泥漿里，使其配比失調(diào)。在提出鉆時(shí)須同時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿，保證泥漿面高于護(hù)筒頂面40 cm。

5)成孔過(guò)程中樁距應(yīng)保證在4倍樁徑之內(nèi)，所排出土要和孔口的距離保持6 m以外，并按時(shí)清理。成孔之前和出鉆時(shí)需對(duì)鉆頭的保護(hù)裝備及鉆頭的損耗情況仔細(xì)檢驗(yàn)，并處理渣土。如果施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與當(dāng)初勘探信息不一致，應(yīng)及時(shí)通知有關(guān)部門(mén)做出調(diào)整。

3.2.7成孔檢查

當(dāng)鉆深符合目標(biāo)要求時(shí)，需核實(shí)孔位、直徑、深度和傾斜度。采用龍式檢孔器進(jìn)行成孔檢測(cè)，檢控器按照要求進(jìn)行制作，外徑1 m、長(zhǎng)6 m。

3.2.8清理孔口

在鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，提高鉆斗，再次加入泥漿，并保持運(yùn)轉(zhuǎn)至少30 min，至流出孔口的泥漿沒(méi)有結(jié)塊現(xiàn)象，泥漿的比重約為1.2，沉渣在15 cm以內(nèi)，第一次清孔才算完成。在此之后要做好鋼筋籠吊放井口的焊接工作并安裝混凝土導(dǎo)管。之后還要進(jìn)行第二次清孔，至摩擦樁沉渣的厚度小于100 mm或端承樁沉渣的厚度小于50 mm，處理孔口處雜物并進(jìn)行下步工序。

3.2.9鋼筋籠的制作及吊放

1)旋挖鉆機(jī)成孔迅速，應(yīng)事先在樁位附近做好鋼筋籠的安裝工作。鋼筋籠節(jié)段的長(zhǎng)度一般為16 m～25 m，鋼筋籠接頭應(yīng)使用焊接或機(jī)械式接頭，注意使接頭錯(cuò)開(kāi)，鋼筋籠每隔2 m，沿樁身四周均勻布置4個(gè)定位耳筋。

2)鋼筋籠安裝采用汽車吊，通過(guò)扁擔(dān)梁起吊鋼筋籠，吊放到入孔內(nèi)的節(jié)段固定好后，再起吊和焊接下一節(jié)段。連接下一段鋼筋籠的主筋過(guò)程中，應(yīng)先使主筋部位對(duì)齊，確保所連鋼筋籠的垂直度，對(duì)稱進(jìn)行焊接工作，使鋼筋籠入孔時(shí)保持垂直狀態(tài)，對(duì)準(zhǔn)孔位慢速穩(wěn)穩(wěn)放下，防止和孔壁發(fā)生磕碰，如遇到阻力馬上查明原因，嚴(yán)禁下放過(guò)程中發(fā)生晃動(dòng)現(xiàn)象。

3)當(dāng)鋼筋籠安裝完畢后，將其于孔口進(jìn)行加固，標(biāo)高的偏差控制在±100 mm內(nèi),保證鋼筋籠與孔位中心完全重疊，吊筋長(zhǎng)度準(zhǔn)確。伸出承臺(tái)部分用珍珠棉套管進(jìn)行包裹，以便后期進(jìn)行鑿除。

4)聲測(cè)管利用螺紋套管進(jìn)行連接，并逐根進(jìn)行注水檢查，在連接接頭兩側(cè)各1 m處利用鐵絲把聲測(cè)管與鋼筋籠固定在一起，并用定位環(huán)進(jìn)行加固，使其保持順直牢固。

3.2.10導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管管徑應(yīng)與樁徑匹配，樁徑小而管徑大容易造成頂管，鋼筋籠上拱。樁徑大而管徑小，將應(yīng)延長(zhǎng)混凝土的澆筑時(shí)間。對(duì)于小于φ800的樁，選擇內(nèi)徑200 mm的導(dǎo)管；φ800～φ1 500的樁，內(nèi)徑250 mm，樁大于φ1 500時(shí)，內(nèi)徑300 mm，內(nèi)壁需光滑、圓順、接口嚴(yán)密，厚度不薄于3 mm,其分節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)符合工藝需要。

導(dǎo)管的接頭可使用雙螺紋方扣，使導(dǎo)管連接牢固并可很好地防水。下導(dǎo)管時(shí)應(yīng)保證位置居中，對(duì)其長(zhǎng)度和實(shí)際孔深做好丈量工作，其底部和孔底的距離應(yīng)保持在300 mm～500 mm。使用完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清洗。

3.2.11混凝土的灌注

1)混凝土質(zhì)量控制：混凝土的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)需要，并具有較好的和易性，坍落度控制在160 mm～220 mm，坍落度損失符合灌注需要。

2)混凝土初灌量的控制：混凝土初灌量是水下混凝土施工的關(guān)鍵，通過(guò)積聚一定量的混凝土積蓄的能量將導(dǎo)管內(nèi)泥漿逼出，實(shí)現(xiàn)水下封底，并保證封底后導(dǎo)管外泥漿不會(huì)進(jìn)入混凝土內(nèi)。首澆混凝土必須保證埋管深度不小于1.5 m,澆筑過(guò)程中應(yīng)有質(zhì)檢人員旁站指導(dǎo)。

3)導(dǎo)管埋深的控制：水下澆筑作業(yè)時(shí)，導(dǎo)管所埋深度對(duì)成樁質(zhì)量影響較大，埋入較深會(huì)引發(fā)因頂升阻力加大而出現(xiàn)局部夾泥現(xiàn)象，或因混凝土泛出阻力較大，上方混凝土流動(dòng)性不好，導(dǎo)致灌注不順暢。過(guò)淺則會(huì)有可能導(dǎo)致導(dǎo)管被拔出混凝土面，或新灌入的混凝土沖出頂面，導(dǎo)致夾泥斷樁等現(xiàn)象發(fā)生。因此整個(gè)灌注過(guò)程導(dǎo)管需保持埋入混凝土內(nèi)，所埋深度為2 m～6 m，拔管時(shí)要對(duì)灌注深度事先準(zhǔn)確測(cè)量并計(jì)算埋深，避免因?qū)Ч苈裆畈划?dāng)而造成事故。如有混凝土頂升困難等情況發(fā)生，應(yīng)對(duì)導(dǎo)管埋深進(jìn)行縮短，保證施工的順利進(jìn)行。在拔出最后一節(jié)長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí)，速度必須保持緩慢，以防止孔內(nèi)上泥。

4)對(duì)水下混凝土進(jìn)行持續(xù)灌注，并對(duì)混凝土面升高狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)最后一次灌注量需要嚴(yán)格限制，保證超灌的高度高于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高1.0 m以上，充盈指數(shù)高于1.0。

3.2.12拔掉導(dǎo)管和護(hù)筒

完成水下混凝土灌注工作后，利用吊車緩慢將剩余導(dǎo)管及鋼護(hù)筒拔出，并反復(fù)使用，導(dǎo)管應(yīng)勤提勤拆。鋼護(hù)筒的拔出應(yīng)控制在澆灌完成后，混凝土初凝之前，起吊護(hù)筒過(guò)程中要注意保證其垂直度。當(dāng)樁頂標(biāo)高高度不足時(shí)，混凝土無(wú)法灌到地面，需要待混凝土初凝后再進(jìn)行回填鉆孔。

4 結(jié)語(yǔ)

由于樁基施工需要在水下作業(yè)，施工過(guò)程相對(duì)隱秘，因此整個(gè)施工過(guò)程中必須按章操作嚴(yán)格監(jiān)控以保證其施工質(zhì)量。旋挖鉆孔灌注樁要求施工質(zhì)量相對(duì)較高，控制其施工質(zhì)量也需要更加嚴(yán)密謹(jǐn)慎。因此，對(duì)灌注樁施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)從嚴(yán)管理，認(rèn)真執(zhí)行每個(gè)工序，精益求精，才能保證旋挖鉆孔灌注樁工程的順利完成。

[1] 溫美蘭.旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)及防治措施[J].河南水利與南水北調(diào)，2012(7)：24.

[2] 陳欽浩.淺談旋挖鉆孔灌注樁在樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(8)：21.

Theconstructiontechnologyandqualitycontroloftherotaryboredcast-in-placepile

ZhaoXueping

(ShanxiErjianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The construction of pile foundation is carried out under water from drilling to completion of concrete. It has a strong concealment, which is affected by various elements and various factors in the construction, and the construction quality fluctuates greatly. In this paper, the quality control of the pile construction is carried out, and the pile quality is analyzed and explained.

rotary drilling, bored piles, construction technology, quality control

1009-6825(2017)29-0088-02

2017-08-22

趙學(xué)萍(1976- )，女，工程師

TU473.14

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