淺談旋挖鉆孔（濕式)灌注樁施工

王海曄1       宋學柱1         薛敏2

（1、陜西建工集團第六建筑工程有限公司   咸陽；2、興平市建設工程質量安全監督站   興平）

    旋挖鉆機因其施工速度快、成孔質量高、環境污染小、操作靈活方便、安全性能高及適用性強等諸多優勢,已成為工程界鉆孔灌注樁施工的主要成孔設備。旋挖鉆孔灌注樁目前廣泛應用于鐵路、公路橋梁、市政建設、高層建筑等地基基礎工程。旋挖鉆機二戰以前在美國問世，二戰之后在歐洲得到發展，80年代初我國開始從日本、美國引進其核心技術并進行消化吸收。其主要適于砂土、粘性土、粉質土等土層施工，在灌注樁、連續墻、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用。旋挖鉆孔灌注樁主要分為干式旋挖工法和靜態泥漿護壁的濕式旋挖工法。現我根據多年的現場施工管理經驗淺略的談一下靜態泥漿護壁的濕式旋挖工法施工中存在和應該注意的問題。

一、旋挖樁施工工藝

    施工工藝：樁基定位→埋設鋼護筒→泥漿制作→鉆機就位→鉆進取土→清渣→鋼筋籠制安→導管安裝插入→水下混凝土灌注→拔出護筒。

    1.樁基定位。

    根據施工給定的坐標點將軸線坐標控制點引到不受施工影響的固定位置，同時用全站儀或經緯儀測定軸線細部位置，按樁基施工平面尺寸確定各樁樁心及原始地面標高，并埋設鋼筋（長度25cm-30cm）,并撒石灰標識線；同時通知甲方現場人員、監理人員、相關工程技術人員進行樁位，原始地面標高的復核。

    2.埋設鋼護筒。

    護筒埋設應按原樁位中心位置標注“十”字型定位，在不影響護筒埋設的情況下，將控制定位點引出。護筒要埋正，埋設長度根據現場土質情況確定，并盡量深埋、牢埋，周邊填土藥分層夯實。護筒上沿應高出地面（約10cm），護筒口中心要盡量與樁基放線中心重合，偏差≦5cm，并在此復核樁基的坐標及原始地面標高。

    3.泥漿制作。

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

    4.鉆機就位。

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

    5.鉆進取土。

    旋挖機手根據具體土層土質情況，確定鉆機鉆進速度，保證成孔質量，防止施工中各種事故發生。

    6.清渣。

    在鉆孔達到設計要求（樁長、鑲巖深度、剛性角等），鉆機停止施工，通知相關人員進行樁孔驗收并準備進行鋼筋籠安裝就位，在驗收合格后，鋼筋籠安裝就為之前進行樁孔清理，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格應按設計圖紙設計要求進行加工，鋼筋焊接、綁扎符合施工規范要求。用吊車安放鋼筋籠時應對準孔位，按設計深度進行安裝，及時固定位置，并采取措施保證鋼筋的保護層厚度。

    8.導管安裝插入。

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

    9.水下混凝土灌注。

二、常見質量方面問題處理

    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確，應該改進測量方法，采用全站儀的極坐標方法測量，盡量避免用經緯儀進行測量；盡量避免夜間施工，即使無法畢業也應該加強夜間的照明度；嚴格控制司機的操作，盡量保持勻速向下進行切土，防止機械震動過于激烈；井口應該盡量使用鋼護筒保證周遍土層穩定。

    2.塌孔及處理方法

    由于旋挖鉆孔采用的是泥漿護壁，不存在泥漿循環，護壁較薄，加之泥漿比重不穩定，添加穩定液的塑料管口直接對著土層沖刷，地下水位較高，地下出現流沙、淤泥，土層質地不均勻，鉆孔過程中造成了護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，情況嚴重的可以直接造成廢孔，出現斷樁、廢樁等事故，造成了二次施工，增加施工成本。為了保證施工質量，降低施工成本，我們應該嚴格控制泥漿（穩定液）的重量配合比，確保計量準確，誤差在規定范圍內。改正添加穩定液的方法，使其管口直對護筒壁添加。嚴格控制司機的操作，盡量保持勻速向下進行切土，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規范操作，避免成孔的坍塌。同時應該因地制宜，有效針對不同的地質情況，制定相應的施工工藝，以確保鉆進成孔的順利進行，避免施工事故的發生。

    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定狀態，孔壁部分泥土落入孔內，泥漿質量不合格，泥漿比重、粘度或含砂率達不到技術要求，孔內泥漿面低于地下水位，使泥漿不能有效的護壁，孔內地下水滲入，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，當旋轉鉆進時，鉆頭和鉆桿形成一定的角度，使鉆頭的回轉直徑大于鉆頭直徑，成孔大于設計成孔直徑等原因造成超徑。從而造成樁基偏位、承臺偏位等質量問題。為保證工程工程質量，防止鉆孔超徑，在施工過程中嚴格控制泥漿質量，保持孔內泥漿面的高度，增加對孔壁的壓力。當地下水位較高的軟流塑和松散地區，首先保證泥漿的質量，使各項指標達到施工要求，使泥漿能充分護壁。為保持孔內泥漿面，在孔口做一圍堰與孔內泥漿相連，當提出鉆具時，圍堰內的泥漿補充到孔內，使孔內泥漿始終高于地下水位，且泥漿面越高，對孔壁的壓力越大，孔壁越穩定。控制鉆機鉆進速度，避免泥包鉆頭現象。控制進尺深度，在軟流塑地層，進尺要小于正常地層的進尺，避免或減少提鉆時活塞效應所產生的阻力。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，鋼筋籠較細長，鋼筋籠直接插到孔底巖石上，容易因自身重量大、細長失穩而產生鋼筋變形。同時有些工人為節約施工成本和時間，直接采用旋挖鉆機的副鋼絲繩進行鋼筋籠的吊裝，使鋼筋籠和鉆機臂產生碰撞而變形。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

    由于靜態泥漿護壁的濕式旋挖工法施工中采用的是泥漿護壁，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彎折，破壞鋼筋的結構，甚至導致鋼筋斷裂，致使鋼筋錨固長度不夠，影響工程質量。在施工過程中，為了避免這寫現象產生，應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管法澆注水下混凝土，施工難度遠遠大于普通混凝土澆注，為保證水下混凝土質量，必須從以下幾個方面采取措施：①嚴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計算導管的混凝土通過能力避免堵管現象發生。③準確計算首批澆注混凝土的數量，保證保證首批混凝土管腳堆高不少于0.5米，并保證導管管埋深不少于0.3米。④在混凝土連續澆注過程中始終保證導管埋深在1米以上，并保證混凝土柱底壓力大于導管外水壓力。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，影響進度，影響成樁質量，增加配套工序及費用。在施工過程中應該嚴格控制超徑，才能高質量、高效率、低成本的完成樁基施工。

    2.樁頂標高控制。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，應及時測量孔口標高，并嚴格按照規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，應根據工程地質報告制定詳細的施工措施。在施工過程，應該嚴格按照施工措施進行施工，避免因施工措施不當垮孔而使成本增加。

    4.靜態泥漿護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場泥濘，加之施工機械、人員反復移動，現場很容易產生大量淤泥。在出土過程中，造成出土量增加，施工現場維護難度增加，從而造成施工成本增加。因而在施工過程中，因嚴格控制泥漿制作、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，在現場產生淤泥，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，在提高工程質量，提高施工速度，節約施工成本方面效果良好。

參考文獻：

[1]《建筑地基基礎設計規范》GB5007-2002.

[2]《建筑地基處理計術規范》JGJ79-2002

[3]《建筑樁基計術規范》JGJ94-2008

[4]《地基處理手冊》（中國建筑工業出版社）

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)