淺談旋挖鉆孔（濕式)灌注樁施工

王海曄1       宋學(xué)柱1         薛敏2

（1、陜西建工集團(tuán)第六建筑工程有限公司   咸陽；2、興平市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站   興平）

    旋挖鉆機因其施工速度快、成孔質(zhì)量高、環(huán)境污染小、操作靈活方便、安全性能高及適用性強等諸多優(yōu)勢,已成為工程界鉆孔灌注樁施工的主要成孔設(shè)備。旋挖鉆孔灌注樁目前廣泛應(yīng)用于鐵路、公路橋梁、市政建設(shè)、高層建筑等地基基礎(chǔ)工程。旋挖鉆機二戰(zhàn)以前在美國問世，二戰(zhàn)之后在歐洲得到發(fā)展，80年代初我國開始從日本、美國引進(jìn)其核心技術(shù)并進(jìn)行消化吸收。其主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工，在灌注樁、連續(xù)墻、基礎(chǔ)加固等多種地基基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用。旋挖鉆孔灌注樁主要分為干式旋挖工法和靜態(tài)泥漿護(hù)壁的濕式旋挖工法。現(xiàn)我根據(jù)多年的現(xiàn)場施工管理經(jīng)驗淺略的談一下靜態(tài)泥漿護(hù)壁的濕式旋挖工法施工中存在和應(yīng)該注意的問題。

一、旋挖樁施工工藝

    施工工藝：樁基定位→埋設(shè)鋼護(hù)筒→泥漿制作→鉆機就位→鉆進(jìn)取土→清渣→鋼筋籠制安→導(dǎo)管安裝插入→水下混凝土灌注→拔出護(hù)筒。

    1.樁基定位。

    根據(jù)施工給定的坐標(biāo)點將軸線坐標(biāo)控制點引到不受施工影響的固定位置，同時用全站儀或經(jīng)緯儀測定軸線細(xì)部位置，按樁基施工平面尺寸確定各樁樁心及原始地面標(biāo)高，并埋設(shè)鋼筋（長度25cm-30cm）,并撒石灰標(biāo)識線；同時通知甲方現(xiàn)場人員、監(jiān)理人員、相關(guān)工程技術(shù)人員進(jìn)行樁位，原始地面標(biāo)高的復(fù)核。

    2.埋設(shè)鋼護(hù)筒。

    護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)按原樁位中心位置標(biāo)注“十”字型定位，在不影響護(hù)筒埋設(shè)的情況下，將控制定位點引出。護(hù)筒要埋正，埋設(shè)長度根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況確定，并盡量深埋、牢埋，周邊填土藥分層夯實。護(hù)筒上沿應(yīng)高出地面（約10cm），護(hù)筒口中心要盡量與樁基放線中心重合，偏差≦5cm，并在此復(fù)核樁基的坐標(biāo)及原始地面標(biāo)高。

    3.泥漿制作。

    根據(jù)施工場地具體情況設(shè)置泥漿池，采用自然造漿法根據(jù)施工土質(zhì)具體情況制作泥漿。準(zhǔn)備泥漿泵運輸泥漿，泥漿輸送管道不能有裂縫，防止泥漿泄露污染施工場地。同時采用導(dǎo)流管道將旋挖機提出樁孔的泥漿導(dǎo)入泥漿池，重復(fù)利用泥漿，防止泥漿在施工現(xiàn)場四處流淌。

    4.鉆機就位。

    移動鉆機使鉆頭對準(zhǔn)樁位，確定樁位偏差小于1.5cm,并調(diào)整鉆桿垂直度，確保成孔的 垂直度。

    5.鉆進(jìn)取土。

    旋挖機手根據(jù)具體土層土質(zhì)情況，確定鉆機鉆進(jìn)速度，保證成孔質(zhì)量，防止施工中各種事故發(fā)生。

    6.清渣。

    在鉆孔達(dá)到設(shè)計要求（樁長、鑲巖深度、剛性角等），鉆機停止施工，通知相關(guān)人員進(jìn)行樁孔驗收并準(zhǔn)備進(jìn)行鋼筋籠安裝就位，在驗收合格后，鋼筋籠安裝就為之前進(jìn)行樁孔清理，待樁孔清理完成后馬上安裝鋼筋籠，并接著澆注混凝土。

    7.鋼筋籠制安。

    鋼筋籠的長度與配筋規(guī)格應(yīng)按設(shè)計圖紙設(shè)計要求進(jìn)行加工，鋼筋焊接、綁扎符合施工規(guī)范要求。用吊車安放鋼筋籠時應(yīng)對準(zhǔn)孔位，按設(shè)計深度進(jìn)行安裝，及時固定位置，并采取措施保證鋼筋的保護(hù)層厚度。

    8.導(dǎo)管安裝插入。

    導(dǎo)管使用前要進(jìn)行試連接，確保導(dǎo)管無漏水、漏氣、變形現(xiàn)象，以免在混凝土澆注過程中出現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水、漏漿事故發(fā)生，影響混凝土澆注質(zhì)量。導(dǎo)管連接長度不得稍大于鉆孔深度，確保混凝土初灌時，導(dǎo)管底口距離孔底小于0.5m。導(dǎo)管連接應(yīng)在鋼筋安裝之后馬上進(jìn)行，避免樁孔孔壁泥土脫落，增加樁孔沉渣量，影響樁身質(zhì)量。

    9.水下混凝土灌注。

二、常見質(zhì)量方面問題處理

    1.樁基位移及處理方法

    由于樁位測量放線誤差，夜間挖土，能見度低，機械在施工過程鉆頭遇地下不同類型的土石層產(chǎn)生的震動以及施工機械自身重量造成樁孔周邊土層脫落等原因造成樁機位移。為了保證樁基位置準(zhǔn)確，應(yīng)該改進(jìn)測量方法，采用全站儀的極坐標(biāo)方法測量，盡量避免用經(jīng)緯儀進(jìn)行測量；盡量避免夜間施工，即使無法畢業(yè)也應(yīng)該加強夜間的照明度；嚴(yán)格控制司機的操作，盡量保持勻速向下進(jìn)行切土，防止機械震動過于激烈；井口應(yīng)該盡量使用鋼護(hù)筒保證周遍土層穩(wěn)定。

    2.塌孔及處理方法

    由于旋挖鉆孔采用的是泥漿護(hù)壁，不存在泥漿循環(huán)，護(hù)壁較薄，加之泥漿比重不穩(wěn)定，添加穩(wěn)定液的塑料管口直接對著土層沖刷，地下水位較高，地下出現(xiàn)流沙、淤泥，土層質(zhì)地不均勻，鉆孔過程中造成了護(hù)壁四周散土層的擾動，鋼筋籠下放過程，由于吊車吊起鋼筋籠不豎直、下放中不穩(wěn)步，碰撞孔壁，以造成泥皮或孔壁的破壞，從而引起灌注過程，樁孔的坍塌。

    輕則造成底層沉渣厚度過高，情況嚴(yán)重的可以直接造成廢孔，出現(xiàn)斷樁、廢樁等事故，造成了二次施工，增加施工成本。為了保證施工質(zhì)量，降低施工成本，我們應(yīng)該嚴(yán)格控制泥漿（穩(wěn)定液）的重量配合比，確保計量準(zhǔn)確，誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。改正添加穩(wěn)定液的方法，使其管口直對護(hù)筒壁添加。嚴(yán)格控制司機的操作，盡量保持勻速向下進(jìn)行切土，防止施工過程對土層擾動過大。樁孔完成以后，清孔、下放鋼筋籠、砼的灌注等工序中均應(yīng)規(guī)范操作，避免成孔的坍塌。同時應(yīng)該因地制宜，有效針對不同的地質(zhì)情況，制定相應(yīng)的施工工藝，以確保鉆進(jìn)成孔的順利進(jìn)行，避免施工事故的發(fā)生。

    3.旋挖鉆孔超徑及其控制方法

    由于鉆具擾動施工地面表層使之趨于液化而失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，孔壁部分泥土落入孔內(nèi)，泥漿質(zhì)量不合格，泥漿比重、粘度或含砂率達(dá)不到技術(shù)要求，孔內(nèi)泥漿面低于地下水位，使泥漿不能有效的護(hù)壁，孔內(nèi)地下水滲入，造成造成地面表層土壤流陷，松散坍塌。以及鉆頭和鉆桿的連接卡方長時間的使用磨損，鉆桿的公方磨損變小，而鉆頭上的母方磨損變大，使連接間隙變大，當(dāng)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時，鉆頭和鉆桿形成一定的角度，使鉆頭的回轉(zhuǎn)直徑大于鉆頭直徑，成孔大于設(shè)計成孔直徑等原因造成超徑。從而造成樁基偏位、承臺偏位等質(zhì)量問題。為保證工程工程質(zhì)量，防止鉆孔超徑，在施工過程中嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量，保持孔內(nèi)泥漿面的高度，增加對孔壁的壓力。當(dāng)?shù)叵滤�位較高的軟流塑和松散地區(qū)，首先保證泥漿的質(zhì)量，使各項指標(biāo)達(dá)到施工要求，使泥漿能充分護(hù)壁。為保持孔內(nèi)泥漿面，在孔口做一圍堰與孔內(nèi)泥漿相連，當(dāng)提出鉆具時，圍堰內(nèi)的泥漿補充到孔內(nèi)，使孔內(nèi)泥漿始終高于地下水位，且泥漿面越高，對孔壁的壓力越大，孔壁越穩(wěn)定。控制鉆機鉆進(jìn)速度，避免泥包鉆頭現(xiàn)象。控制進(jìn)尺深度，在軟流塑地層，進(jìn)尺要小于正常地層的進(jìn)尺，避免或減少提鉆時活塞效應(yīng)所產(chǎn)生的阻力。保持鉆頭外表光滑，避免或減少糊鉆在軟流塑地層，每次提鉆時，鉆頭周圍經(jīng)常附著一些粘性土，要及時清除掉，減少鉆頭與周圍粘性土的粘連，以免造成糊鉆。減少鉆頭和鉆桿的連接間隙 要經(jīng)常檢查鉆頭和鉆桿的連接卡方，及時修補鉆頭磨損，減少連接間隙。

    4.鋼筋籠變形及處理方法

    由于旋挖鉆機基本上用與較深的樁基施工，鋼筋籠較細(xì)長，鋼筋籠直接插到孔底巖石上，容易因自身重量大、細(xì)長失穩(wěn)而產(chǎn)生鋼筋變形。同時有些工人為節(jié)約施工成本和時間，直接采用旋挖鉆機的副鋼絲繩進(jìn)行鋼筋籠的吊裝，使鋼筋籠和鉆機臂產(chǎn)生碰撞而變形。在施工時可以利用彬木桿和鋼絲繩將鋼筋籠加固，同時采用高于6米的吊車或施工塔吊垂直吊裝鋼筋籠，使鋼筋籠能夠直上、直下安裝，盡量避免鋼筋籠與樁孔壁碰撞而引起鋼筋籠變形。

    5.樁頂錨固鋼筋保護(hù)

    由于靜態(tài)泥漿護(hù)壁的濕式旋挖工法施工中采用的是泥漿護(hù)壁，挖出的泥土較為稀軟，流動性較大，且樁之間的間距較小，很容易將附近已經(jīng)澆注完畢的樁掩埋。在后期出土及旋挖機換位過程中將樁頂鋼筋反復(fù)彎折，破壞鋼筋的結(jié)構(gòu)，甚至導(dǎo)致鋼筋斷裂，致使鋼筋錨固長度不夠，影響工程質(zhì)量。在施工過程中，為了避免這寫現(xiàn)象產(chǎn)生，應(yīng)采用挖機配合旋挖機施工，及時清理旋挖機挖出的泥土，避免泥土掩埋鋼筋。同時預(yù)先確定樁基施工先后順序，盡量做到讓旋挖機向后退行換位施工。

    6.混凝土澆注質(zhì)量保證措施

    旋挖樁因其深度一般較大，其混凝土澆注一般采用導(dǎo)管法澆注水下混凝土，施工難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通混凝土澆注，為保證水下混凝土質(zhì)量，必須從以下幾個方面采取措施：①嚴(yán)格控制混凝土配合比，保證混凝土容重不少于2100kg/m3，保證保證混凝土和易性，降低滬寧圖的泌水率，保證混凝土流動性保持能力。②計算導(dǎo)管的混凝土通過能力避免堵管現(xiàn)象發(fā)生。③準(zhǔn)確計算首批澆注混凝土的數(shù)量，保證保證首批混凝土管腳堆高不少于0.5米，并保證導(dǎo)管管埋深不少于0.3米。④在混凝土連續(xù)澆注過程中始終保證導(dǎo)管埋深在1米以上，并保證混凝土柱底壓力大于導(dǎo)管外水壓力。⑤控制混凝土澆注速度，保持混凝土面上升速度。

三、常見施工成本問題控制措施

    1.旋挖樁成本增加最大的問題在于旋挖鉆樁孔超徑問題。鉆孔超徑直接增加混凝土的用量，土方外運量，泥漿制作等工作量，造成材料浪費，影響進(jìn)度，影響成樁質(zhì)量，增加配套工序及費用。在施工過程中應(yīng)該嚴(yán)格控制超徑，才能高質(zhì)量、高效率、低成本的完成樁基施工。

    2.樁頂標(biāo)高控制。在施工中，往往因旋挖機施工將原始地面破壞，在后期混凝土澆注時，很難把握樁頂高度，造成接樁、截樁增加施工成本。在施工中，待旋挖機鉆孔完成后，應(yīng)及時測量孔口標(biāo)高，并嚴(yán)格按照規(guī)范控制混凝土浮漿厚度，以控制樁的澆注深度，避免接樁、截樁及鋼筋、混凝土用量增加等因素造成的成本增加。

    3.垮孔引起的成本增加。在施工前，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)報告制定詳細(xì)的施工措施。在施工過程，應(yīng)該嚴(yán)格按照施工措施進(jìn)行施工，避免因施工措施不當(dāng)垮孔而使成本增加。

    4.靜態(tài)泥漿護(hù)壁的濕式旋挖工法施工在泥漿制作、運輸，鉆頭提放等過程中很容易造成施工現(xiàn)場泥濘，加之施工機械、人員反復(fù)移動，現(xiàn)場很容易產(chǎn)生大量淤泥。在出土過程中，造成出土量增加，施工現(xiàn)場維護(hù)難度增加，從而造成施工成本增加。因而在施工過程中，因嚴(yán)格控制泥漿制作、運輸過程，防止泥漿泄露，同時在施工樁孔四周合理范圍內(nèi)做好防排水措施，避免旋挖機鉆頭提放帶出的泥漿四處流淌，在現(xiàn)場產(chǎn)生淤泥，將少除土量及淤泥清運、清洗等費用。

    以上措施方法，在多年施工管理過程中積累，在提高工程質(zhì)量，提高施工速度，節(jié)約施工成本方面效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB5007-2002.

[2]《建筑地基處理計術(shù)規(guī)范》JGJ79-2002

[3]《建筑樁基計術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008

[4]《地基處理手冊》（中國建筑工業(yè)出版社）

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)