郭順藝

（廈門翰林苑建設(shè)工程有限公司，福建 廈門 361000）

1 旋挖鉆孔施工原理

旋挖鉆孔成樁工藝是通過設(shè)備帶動不同型號的桶式鉆頭旋轉(zhuǎn)，破壞土體或巖石并通過旋轉(zhuǎn)將其裝入桶內(nèi)，鉆桿提升的同時將土或巖石碎塊帶出孔外。循環(huán)往復(fù)，不斷地取土卸土，直至鉆至設(shè)計孔底標高。

2 旋挖鉆孔優(yōu)勢

采用旋挖鉆孔工藝具備以下優(yōu)點：①成孔速度快，與傳統(tǒng)成樁工藝相比，自帶履帶式設(shè)備使其移機快，一次出土量大、效率高、成樁快，可以有效保證工期。②成樁質(zhì)量穩(wěn)定，通過設(shè)備控制鉆桿的垂直度，能較好地避免偏樁；通過控制鉆桿的長度能精準地控制樁長；通過駕駛室內(nèi)電子設(shè)備的輔助，能對鉆孔進行精準定位。③適應(yīng)性強，多種多樣的桶式鉆頭可以適應(yīng)各種土質(zhì)及巖石；機械本身性能決定其可以較好地靠近復(fù)雜地形的邊樁位置。④沉渣少，經(jīng)過二次清孔后，可以保證樁底沉渣滿足相關(guān)要求。⑤對環(huán)境影響小，由于桶式鉆頭可將孔內(nèi)各種土層的土較完整地取出，不會對環(huán)境造成嚴重污染。⑥自動化程度高，整套設(shè)備僅需一人操控。

3 施工過程及控制點

3.1 樁位放樣

按圖紙要求放出樁中心軸線，并在每根樁周打上定位樁或十字線。根據(jù)放好的樁位規(guī)劃好樁機行走路線，行走路線不宜過于靠近樁位，避免擾動樁孔造成塌孔。如果行走路線土層較軟，應(yīng)考慮鋪設(shè)干土或碎渣。根據(jù)地勘情況規(guī)劃好樁位跳打根數(shù)及順序，并根據(jù)試打情況進行調(diào)整。在行走路線上以20～30 m的間距布置泥漿制備池并考慮淤泥處理場地或其他處理方式。根據(jù)行走路線規(guī)劃出帶狀出土堆放處或采用推土機配合形成堆土點，出土位置應(yīng)距孔口6 m以上，以確保孔壁的穩(wěn)定性。

3.2 埋設(shè)護筒

護筒內(nèi)徑應(yīng)比圖紙設(shè)計樁徑大20～40 cm。根據(jù)定位控制樁將護筒埋設(shè)到樁位上。泥漿護壁施工考慮漿液高度要求，應(yīng)將護筒埋設(shè)在地下水位面1 m以上。護筒四周應(yīng)均勻采用黏性土進行回填壓實、橫木加固等方法，保證護筒的牢固及存水性能。在護筒口拉十字線并借助工具復(fù)核護筒的垂直度及定位的準確性，確保護筒中心與圖紙樁位偏差不大于5 cm。

3.3 泥漿制備

泥漿制備時優(yōu)先選擇高塑性黏土或膨脹土，此類土在靜止時短時間內(nèi)部不易沉底且能保持懸浮狀態(tài)，能保證漿液的濃度，保持孔內(nèi)壓力；經(jīng)過循環(huán)，此類泥漿裹挾砂子或碎小石塊經(jīng)過二級沉淀池后能較快沉淀，便于后續(xù)泥漿的處理。如今市面上已有專門用于泥漿制備時替代泥土的材料，可以更好地進行造漿。泥漿制備是有效預(yù)防塌孔的方法，因此應(yīng)認真對待泥漿開挖前的工作。

3.4 樁身鉆進

鉆頭鉆進前應(yīng)進行試挖，試挖時根據(jù)不同土層調(diào)整鉆速及鉆進、提升速度，累積各土層的經(jīng)驗參數(shù)，以保證孔體穩(wěn)定，避免出現(xiàn)成孔缺陷。同時，根據(jù)土層情況調(diào)整漿液濃度，必要時可在漿液中加入燒堿。當遇到地質(zhì)較堅硬時宜更換相應(yīng)的鉆頭，避免影響設(shè)備的耐用性及成樁效率。因鉆機自帶垂直度顯示設(shè)備，施工人員隨時關(guān)注鉆進垂直度以便較好地控制樁孔垂直度偏差。此外，施工人員應(yīng)隨時注意樁孔液面情況，如發(fā)現(xiàn)液面突然上升或液面出現(xiàn)大量氣泡，應(yīng)停止鉆進并查明原因。

3.5 達到標高及清孔

根據(jù)圖紙要求鉆至指定標高或指定土層深度時，由監(jiān)理與施工方根據(jù)鉆桿深度或出土樣品確認孔深是否達到設(shè)計要求。如持力層為中風(fēng)化、微風(fēng)化等巖體，應(yīng)及時更換相應(yīng)鉆頭，避免影響設(shè)備的耐用性及成樁質(zhì)量。待監(jiān)理確認孔深滿足圖紙設(shè)計要求后，應(yīng)更換清孔鉆頭，在孔底標高慢速轉(zhuǎn)動，將孔底殘渣帶出，達到清孔目的。

3.6 鋼筋籠制作

鋼筋籠制作時鋼筋連接應(yīng)采用機械連接。主筋下料時應(yīng)采用線切或月牙切頭設(shè)備進行下料，避免鋼筋接頭出現(xiàn)斜截面切口影響連接質(zhì)量。

采用直螺紋套筒連接時安裝質(zhì)量應(yīng)符合下列要求：①安裝接頭時可用管鉗、扳手擰緊，在保證鋼筋切口平整情況下應(yīng)使兩對接鋼筋在套筒中間位置緊密連接。標準型接頭安裝后的外露螺紋不宜超過2p[1]。②安裝后應(yīng)用扭力扳手校核擰緊扭矩，擰緊扭矩值應(yīng)符合《鋼筋機械連接技術(shù)規(guī)程》。③鋼筋籠應(yīng)焊接適當加勁箍及內(nèi)三角撐，以加強鋼筋籠的整體性，便于裝運。鋼筋籠應(yīng)通過計算合理設(shè)置2～4個吊點，如果吊點位置及數(shù)量計算不準確，鋼筋籠在吊裝過程中容易產(chǎn)生較大撓曲變形，導(dǎo)致焊縫開裂，嚴重時將使鋼筋籠散架，無法起吊。因此，吊點位置的確定是吊裝過程的一個關(guān)鍵步驟，吊裝時應(yīng)根據(jù)鋼筋籠長度采用多吊點形式，避免吊裝時鋼筋籠變形。

3.7 二次清孔

鋼筋籠吊裝過程中對孔壁造成一定擾動的情況可以避免，導(dǎo)致殘渣沉積在孔底。在鋼筋籠上安裝定位環(huán)及定位輪是減少鋼筋籠對孔壁擾動及保證鋼筋保護層厚度的有效方法。鋼筋籠安裝完成后需要用潛水泵將調(diào)好濃度的漿液輸送至孔底，通過漿液循環(huán)帶出孔底沉渣。當循環(huán)流出的漿液濃度、比重、含砂率滿足《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》要求時，視為二次清孔完成。在第二次清孔過程中，需要分析泥漿指標測量工作，記錄泥漿密度的變化情況，及時對清孔后的泥漿沉渣情況進行分析，排除泥漿二次沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)[2]。

3.8 導(dǎo)管安裝

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》要求，水下混凝土澆筑應(yīng)采用導(dǎo)管輸送。導(dǎo)管使用前應(yīng)檢查管內(nèi)壁是否光滑，是否有混凝土凝固塊，導(dǎo)管是否平直，接頭是否牢固、密封。導(dǎo)管直徑宜為20～25 cm，避免澆筑過程中混凝土下落過快，形成混凝土離析。底部最后一節(jié)導(dǎo)管距離孔底宜為30～50 cm，利用封閉的導(dǎo)管作為混凝土輸送通道，使混凝土澆筑時不會被水稀釋，并可將孔底沉渣進一步從孔底擠出最終形成浮渣。導(dǎo)管宜根據(jù)混凝土澆筑速度，不斷拔出?；炷凉嘧⑦^程中導(dǎo)管應(yīng)始終埋入混凝土內(nèi)，宜為2～6 m，導(dǎo)管應(yīng)勤提勤拆[3]。導(dǎo)管埋深太深容易造成壓力過大堵管，埋深太淺則容易使浮渣與新下混凝土混合，造成樁身混凝土缺陷。

3.9 水下混凝土灌注

混凝土澆筑前應(yīng)規(guī)劃好澆筑混凝土總量，澆筑時應(yīng)連續(xù)澆筑，中途不得停止，如遇故障，應(yīng)如實填寫故障記錄表。每根樁的混凝土總澆筑時間應(yīng)以首盤混凝土初凝時間控制，即澆筑完成時間在首盤混凝土初凝時間內(nèi)。

在混凝土澆筑過程中，應(yīng)采用工具探測混凝土面的上升高度及速度，并適時提升和逐級拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管在混凝土中2～4 m深度。探測次數(shù)一般須大于導(dǎo)管的節(jié)數(shù)，并在每次提升導(dǎo)管前探測管內(nèi)外混凝土高度。如遇特殊情況（局部嚴重縮徑、超徑、漏失層位和灌注量突然增大的樁孔等）應(yīng)加大探測次數(shù)，同時觀察水位情況，以正確分析和判定孔內(nèi)情況。

因混凝土通過導(dǎo)管底部澆筑時會將孔底沉渣及澆筑過程中的浮漿擠到混凝土澆筑面，在樁頂形成質(zhì)量不合格的浮渣層。因此，樁頂?shù)幕炷猎跐仓r應(yīng)比設(shè)計標高高出0.8～1 m的超灌量，待樁身混凝土達到強度后進行截樁去除。

混凝土澆筑過程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)混凝土含有大量氣泡時，宜采用溜槽、漏斗和導(dǎo)管連接，降低混凝土進入導(dǎo)管的速度，避免大量氣泡形成高壓破壞導(dǎo)管密封性。

4 旋挖鉆孔應(yīng)急預(yù)案

由于地質(zhì)情況多種多樣，旋挖鉆孔過程中難以避免地會出現(xiàn)各種情況，在施工前應(yīng)認真研究地質(zhì)情況，提前考慮鉆孔過程中可能出現(xiàn)的問題并制訂相應(yīng)的應(yīng)急處理方案。

4.1 塌孔處理

當?shù)刭|(zhì)出現(xiàn)砂層、淤泥層、回填土層等情況，在鉆孔過程中特別容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。處理方法如下：①小規(guī)模塌孔：當出現(xiàn)輕微塌孔時應(yīng)及時停止鉆進，選擇塑性較好的黏性土對孔位進行回填，填至塌孔標高以上，利用鉆機反向轉(zhuǎn)動向下壓實黏性土；待回填完成并壓實后即可重新向下鉆進，可配合降低鉆機轉(zhuǎn)速、提高漿液濃度等辦法，必要時可往孔內(nèi)倒入適量水泥提高漿液濃度。②嚴重塌孔：當出現(xiàn)較厚砂層或含水率較高的淤泥層時，采用回填黏性土?xí)磸?fù)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。若塌孔位置埋深較淺，可使用長護筒進行施工。如塌孔位置埋深較深可向孔內(nèi)回填低標號素混凝土或高標號砂漿，分層回填時用鉆桶反向重復(fù)轉(zhuǎn)動，擠壓混凝土，使混凝土滲進孔壁內(nèi)?；靥顦烁咭愿叱錾百|(zhì)、軟弱土層為準。靜待24 h后更換巖石鉆桶重新鉆進。

當?shù)刭|(zhì)出現(xiàn)砂層、淤泥層、回填土層等情況，無論是否出現(xiàn)塌孔，均應(yīng)降低鉆頭轉(zhuǎn)速，降低鉆進及提升速度，減小擾動并避免因為提升過快造成負壓；加大漿液濃度，提高孔內(nèi)壓強，避免塌孔。若上述方法均沒有效果，則宜采用加長護筒或跟管鉆進的辦法維護孔壁穩(wěn)定[4]。

4.2 縮孔處理

縮孔處理方法如下：①輕微縮徑：當遇到可塑性較好的軟（弱）土層，出現(xiàn)程度較輕的縮徑時，可以放慢轉(zhuǎn)速，多次掃孔，或參照輕微塌孔處理方法來解決。②一般縮徑：當遇到可塑性較差的土層或軟弱土層較厚時可以多次掃孔，直到形成空腔不再出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象后再參照輕微塌孔處理方法。③嚴重縮徑：當遇到可塑性極差的土層，多次掃孔無法形成空腔時，可向孔內(nèi)回填低標號素混凝土或高標號砂漿，分層回填時用鉆桶反向重復(fù)轉(zhuǎn)動，擠壓混凝土，使混凝土滲進孔壁內(nèi)?；靥顦烁咭愿叱鲕浫跬翆訛闇省ｌo待24 h后更換巖石鉆桶重新鉆進或采用長護筒解決。

4.3 串孔處理

當遇到砂層或可塑性極差土層且樁芯距離較小，開孔時未跳打或與相鄰已成孔樁位在軟弱土層標高處形成相連通道。此時，應(yīng)及時回填黏性土或低標號混凝土并反復(fù)反轉(zhuǎn)鉆頭進行擠壓，直到不再出現(xiàn)串孔現(xiàn)象。重新開孔后應(yīng)對相鄰樁位進行清孔。加大跳打間距是有效應(yīng)對串孔的方法，開挖前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況，提前規(guī)劃好跳打樁數(shù)，必要時分批次進行澆筑及開挖。

5 灌注事故的預(yù)防及處理

5.1 導(dǎo)管進水

混凝土澆筑過程中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口出現(xiàn)大量水時，應(yīng)認真分析導(dǎo)管進水原因。

澆筑首批混凝土?xí)r導(dǎo)管口出現(xiàn)大量水的原因：首批混凝土不足，混凝土無法覆蓋導(dǎo)管底部。應(yīng)及時采用充足混凝土進行沖底；混凝土輸送未連貫，使部分水進入導(dǎo)管。此時應(yīng)確?；炷凛斔偷倪B續(xù)性。當導(dǎo)管底距離孔底超過50 cm，此時應(yīng)采用充足混凝土進行沖底。

澆筑過程中導(dǎo)管口出現(xiàn)大量水的原因是導(dǎo)管接口不嚴實，出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。此時重新檢測導(dǎo)管的密封性，避免導(dǎo)管拔管速度過快或拔出混凝土面。

5.2 塌孔

混凝土澆筑過程中，孔口突然水位上升伴隨護筒出現(xiàn)大量氣泡時，可能出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

混凝土澆筑過程中出現(xiàn)塌孔原因：①孔內(nèi)漿液濃度降低，導(dǎo)致孔內(nèi)壓力下降。②孔口周邊存在堆載重物，使孔壁造成較大向內(nèi)壓力。③導(dǎo)管對孔壁造成較大擾動。

預(yù)防及處理措施：①保持泥漿池內(nèi)泥漿質(zhì)量，提高護壁效果[5]。②檢查并移除堆載重物。③直上直下，不搖晃導(dǎo)管。

如多跟樁孔均出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，應(yīng)協(xié)同設(shè)計、監(jiān)理人員討論是否應(yīng)進行澆灌。

5.3 鋼筋籠上升

混凝土澆筑過程出現(xiàn)鋼筋籠上升情況，常見原因：①混凝土澆筑面接近鋼筋籠底部時澆筑速度過快，頂升鋼筋籠。②導(dǎo)管提升時，導(dǎo)管接口掛住鋼筋籠。③混凝土坍落度太小、和易性差或凝結(jié)時間過快。

處理辦法：將鋼筋籠吊筋固定到樁上，使鋼筋籠在一定作用力下無法上浮?；炷凉嘧⑦^程中，應(yīng)縮短灌注時間，隨時掌握混凝土灌注的標高和導(dǎo)管埋深[6]。加大導(dǎo)管提升頻率。當出現(xiàn)鋼筋籠上升時立即減緩混凝土輸入速度。導(dǎo)管下管及提升時應(yīng)注意導(dǎo)管的垂直度并確保導(dǎo)管在樁芯位置。選擇合適的混凝土是順利完成澆筑必不可少的環(huán)節(jié)。

6 旋挖灌注在基坑支護中的應(yīng)用

旋挖鉆孔灌注樁除作為傳統(tǒng)的受力樁外，還可作為支護樁在基坑支護中得到較好的應(yīng)用；在深基坑的支護體系中，既要求支護體系有抗側(cè)力的性能，又要求支護體系有防水的性能。如果完全采用旋挖鉆孔灌注樁來達到這兩個要求，一方面成本高，另一方面施工難度大。在左右基坑支護體系中，可以利用旋挖鉆孔灌注樁作為側(cè)向受力支護樁，配合高壓旋噴樁作為防水樁，使旋挖鉆孔灌注樁與高壓旋噴樁通過隔一打一的方式達到以上兩個方面的要求；或利用旋挖鉆孔灌注樁作為側(cè)向受力支護樁，在旋挖樁后另做一排止水帷幕，以達到受力及防水要求。在旋挖樁加上腰梁及冠梁將整個基坑支護體系連成整體，形成較好的抗側(cè)力體系及防水體系，是基坑支護體系中較好的支護方案。