作者：丁少華,，王竺，劉世華,，張旭峰

來源：《城市建設(shè)理論研究:電子版》, 2011(34)

1．前言

南寧市白沙亭江立交工程位于南寧盆地邕江Ⅱ級階地,，場區(qū)內(nèi)的巖土層主要為素填土、第四系河流沖積相的粘土,、砂土,、圓礫及第三系湖相沉積的泥巖。邕江Ⅱ級階地堆積物是具有規(guī)律的上細(xì)下粗二元結(jié)構(gòu),，上為粘土開始往下逐漸變?yōu)榉凵凹皥A礫層,。本工程所處地帶是邕江二級階地堆積物發(fā)育較厚的地帶，尤其圓礫層厚達(dá)9m,，階地堆積物總厚度達(dá)24m,。

由于本工程位于南寧市快速環(huán)道，交通壓力較大,，盡快完成本工程對緩和快速環(huán)道交通壓力,，保證快速環(huán)道車輛暢通具有重要意義。

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告揭露的施工現(xiàn)場地質(zhì)情況,，本工程采用了旋挖鉆機(jī)進(jìn)行樁基施工,，有效的加快了施工進(jìn)度，為下一步施工創(chuàng)造了良好條件,，在樁基施工過程中,，通過總結(jié)和積累、形成了超厚圓礫層旋挖鉆機(jī)鉆孔施工工法,。

2．工法特點(diǎn)

2.1.旋挖鉆機(jī)成孔速度快,，機(jī)動性強(qiáng)，移動方便,；

2.2.施工現(xiàn)場環(huán)保干凈,，對環(huán)境污染小,；

2.3.旋挖鉆機(jī)通過配備不同型式的鉆頭,，可適用大部分地質(zhì)土層，適用范圍廣泛,；

2.4.充盈系數(shù)較小,，可有效降低混凝土數(shù)量,，從而降低工程成本；

2.5.孔底沉渣厚度較小,，清孔方便,，對樁基施工質(zhì)量有保證；

3．適用范圍

本工法適用于公路,、鐵路,、市政橋梁及房建等工程的鉆孔灌注樁的施工。適用于土層,、砂層,、卵石粒徑小于100mm的圓礫層及巖層等。

4．工藝原理

旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔工藝旋挖成孔,，首先是通過鉆機(jī)自有的行走功能和桅桿變幅機(jī)構(gòu)使得鉆具能正確的就位到樁位,，利用桅桿導(dǎo)向下放鉆桿將底部帶有活門的桶式鉆頭置放到孔位，鉆機(jī)動力頭裝置為鉆桿提供扭矩,、加壓裝置通過加壓動力頭的方式將加壓力傳遞給鉆桿鉆頭,，鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土，并直接將其裝入鉆頭內(nèi),，然后再由鉆機(jī)提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土,，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取土,、卸土，直至鉆至設(shè)計(jì)深度,。在土層及砂層鉆孔時,，采用筒式鉆頭鉆進(jìn)，當(dāng)遇到卵石層筒式鉆頭鉆進(jìn)困難時,，通過采用增加鉆頭儲備,、增加泥漿濃度、螺旋鉆頭與筒式取芯鉆頭相配合的方法鉆孔,。

5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1.旋挖鉆進(jìn)施工工藝流程

5.2.操作要點(diǎn)

（1）測量放線

以業(yè)主提供的水準(zhǔn)點(diǎn)及測量控制網(wǎng)進(jìn)行引測,在軸線的延長線上做點(diǎn)建立控制網(wǎng),在樁基施工過程中,每天應(yīng)對現(xiàn)場測量控制點(diǎn)進(jìn)行校核,并作好有效保護(hù),。

（2）埋設(shè)護(hù)筒

埋設(shè)護(hù)筒時，護(hù)筒中心軸線對正測定的樁位中心,，嚴(yán)格保持護(hù)筒的垂直度,。護(hù)筒固定在正確位置后，用粘土分層回填夯實(shí),，以保證其垂直度及防止泥漿流失及護(hù)筒位移,。如果護(hù)筒底土層不是粘性土,應(yīng)挖深或換土,在坑底回填夯實(shí)300～500mm厚度的粘土后,再安放護(hù)筒,以免護(hù)筒底口處滲漏塌方。護(hù)筒上口應(yīng)綁扎木方或鋼管對稱吊緊,，防止下竄,。

（3）設(shè)備安裝

鉆機(jī)就位前,，須將路基墊平填實(shí)，鉆機(jī)按指定位置就位,，并須在技術(shù)人員指導(dǎo)下,，調(diào)整桅桿及鉆桿的角度。鉆機(jī)安裝就位之后,，應(yīng)精心調(diào)平,，確保施工中不發(fā)生傾斜、移位,。

（4）鉆孔

①一般地質(zhì)情況鉆進(jìn)：采用人工攪漿護(hù)壁,，泥漿池可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件進(jìn)行開挖。成孔是整個樁基施工工序的關(guān)鍵,，成孔的質(zhì)量控制好壞,，關(guān)系到整個樁基工程的工程質(zhì)量。保證成孔質(zhì)量一項(xiàng)重要措施是泥漿護(hù)壁,。泥漿配比如下：水：膨潤土：堿＝100：8：0.5～1.0（注：配比在施工時應(yīng)根據(jù)具體地層條件而定,，目的是增強(qiáng)泥漿的性能，降低孔底沉渣厚度,，達(dá)到設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)）,。在施工第一根樁時，要慢速運(yùn)轉(zhuǎn),，掌握地層對鉆機(jī)的影響情況,，以確定在該地層條件下的鉆進(jìn)參數(shù)。在鉆進(jìn)過程中,，不可進(jìn)尺太快,，由于采取泥漿護(hù)壁，因此,，要給一定的護(hù)壁時間,。在鉆進(jìn)過程中，一定要保持泥漿面,，不得低于護(hù)筒頂40cm,。在提鉆時，須及時向孔內(nèi)補(bǔ)漿,，以保證泥漿高度,。在鉆進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查鉆斗尺寸（可根據(jù)試鉆情況決定其大?。?。施工過程中如發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與原鉆探資料不符應(yīng)立即通知設(shè)計(jì)監(jiān)理等部門及時處理。

②圓礫層鉆進(jìn)：

處理方法：

·采用增加鉆頭儲備及，要求每臺鉆機(jī)按工作效率至少配備相同直徑的鉆頭2個,，或3個,，一個用于鉆進(jìn)時，其它備用鉆頭可以進(jìn)行整修,，不影響正常工作,。

·采用增加泥漿濃度，除采用膨脹土泥漿外,，儲備一定量的黃泥,，必要時加入泥漿內(nèi)，加大泥漿粘度,，加大泥漿池容積,，增加泥漿儲備，防止意外漏漿后,，沒有泥漿補(bǔ)充現(xiàn)象發(fā)生,；

·漂石粒徑較大時普通鉆頭更換為螺旋鉆頭，當(dāng)卵石層結(jié)合嚴(yán)密,，硬度大螺旋鉆頭無法鉆進(jìn)或鉆進(jìn)困難時,，采用筒式取芯鉆頭，先將卵石層松動后,，再用螺旋鉆頭鉆進(jìn),。

當(dāng)采用普通筒式鉆頭成孔中遇到漂石或粗圓礫土層密度較大時，換螺旋鉆頭會破碎部份扁平漂石,，破碎后在用普通鉆頭取出,，當(dāng)短螺旋鉆頭在施工中遇到了卡鉆現(xiàn)象時，采用筒式取芯鉆頭,，先將板結(jié)的粗圓礫土層松動孔壁四周,，再采用短螺旋鉆頭松動孔的芯部，最后采用筒式鉆頭取渣的鉆進(jìn)方法,。

（5）清孔

在鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度時，應(yīng)立即清孔,采用磨盤式撈渣鉆頭撈渣法,，可一次或多次進(jìn)行撈渣,。在清孔完成達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，將孔口處雜物清理干凈,，方可進(jìn)行下步工序,。

清孔注意事項(xiàng)：

①清孔排渣時，必須注意保持孔內(nèi)水頭,，防止塌孔,。

②清孔時應(yīng)隨時檢查孔口溢出的泥漿指標(biāo)應(yīng)滿足泥漿指標(biāo)的規(guī)定，灌注混凝土之前,，孔底沉渣厚度應(yīng)不大于設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,。

③不得用加深孔深的方法代替清孔的虛假行為,。

(6)制安鋼筋籠

①鋼筋施工：鋼筋籠的成型為防止鋼筋籠吊放時扭曲變形，按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谥鹘顑?nèi)側(cè)每隔2m加設(shè)一道直徑22mm的加強(qiáng)箍,，每道加強(qiáng)箍在箍內(nèi)設(shè)三角形加強(qiáng)支撐,，與主筋焊接牢固組成骨架。主筋在現(xiàn)場對焊連接,。大直徑螺旋形箍筋和加強(qiáng)箍的加工成形,，采取在常用彎曲機(jī)的頂盤上加一個同箍筋直徑的圓盤以插銷連接，在不改變傳動機(jī)構(gòu)的情況下進(jìn)行彎曲成型,，每根螺旋箍筋四圈,。根據(jù)鋼筋籠長度及施工條件，本工程樁基鋼筋籠擬采用整體吊裝,，鋼筋籠一次制作成型,，主筋采用套筒連接。螺旋箍筋每隔1~1.5箍與主筋按梅花形用電弧焊點(diǎn)焊固定,。在鋼筋籠四側(cè)主筋上每隔2m設(shè)置一個Ф16mm耳環(huán)作定位墊塊之用,，使保護(hù)層保持5cm，鋼筋籠外形尺寸要嚴(yán)格控制,。

②鋼筋籠在吊裝前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備,，吊裝過程中嚴(yán)禁高起高落，要保持骨架成垂直狀態(tài),，以防彎曲,、扭曲變形。

③采取適當(dāng)?shù)拇胧?，將骨架的頂部加以固定,，一般用二根角鋼將骨架焊在機(jī)架上，防止混凝土灌注過程中鋼筋籠上浮,。

（7） 灌注水下砼

采用導(dǎo)管灌注水下砼作業(yè),。

① 安放導(dǎo)管

a、導(dǎo)管吊裝前做好試拼工作,，要求設(shè)計(jì)接口連接嚴(yán)密,、牢固、不漏水,，并做好水密及拉力試驗(yàn),；

b、吊裝時,，導(dǎo)管應(yīng)位于樁位中央,，并在灌注凝土前進(jìn)行升降試驗(yàn)；

c、整個吊裝過程中應(yīng)豎直不傾斜,，防止和井孔（或鋼筋籠）碰撞受損坍塌,；

d、導(dǎo)管底口至孔底的距離20－40cm,，避免導(dǎo)管底口被沉淀物堵塞造成卡管事故,；

e、導(dǎo)管放下時,，應(yīng)逐節(jié)復(fù)查接頭螺栓不得松動,，對現(xiàn)場接頭要做到把管口污物清除，橡皮圈墊正,，螺栓擰牢,；

f、導(dǎo)管放下受阻時,，只能采取徐起徐落和正反旋轉(zhuǎn)來加以排除,，不得用高起猛落的方法。

② 混凝土澆筑

·原材料及配合比：施工前,，根據(jù)要求做好試驗(yàn),，并經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后方可在施工中使用?；炷涟韬臀飸?yīng)有良好的和易性和流動性,。

·混凝土攪拌：混凝土采用商品混凝土，選擇信譽(yù)好,、離施工現(xiàn)場近的商品混凝土公司,。攪拌時，要求混凝土公司嚴(yán)格按配合比稱量砂,、石,，混凝土攪拌過程中及時測試坍落度，混凝土坍落度控制在18～20cm,。

·澆筑采用導(dǎo)管法,，導(dǎo)管下至距孔底30cm 處，導(dǎo)管直徑為25cm,，導(dǎo)管接頭連接處須加密封圈并上緊絲扣,。

·導(dǎo)管隔水塞采用水泥塞，塞上釘有膠皮墊,，采用剪球法施工，球的直徑比導(dǎo)管內(nèi)徑小2～3cm,，并在其外部加0.3m砂漿以利塞體順利排出導(dǎo)管外,。

·導(dǎo)管頂部應(yīng)設(shè)置漏斗和儲槽以及配置灌注支架，漏斗和儲料槽的容量應(yīng)滿足初次埋置深度1.0m左右和填充導(dǎo)管底部的需要，對直徑d=1.5m的樁,，所需的儲備量為3.0m 3,。對直徑1.8m的樁，所需儲備量為4.0 m 3,。

·按規(guī)范要求制作試塊,，每根樁做三組試塊，工地試驗(yàn)室清水養(yǎng)護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),，28天后進(jìn)行測試,。

·灌注開始后，應(yīng)緊湊連續(xù)地進(jìn)行,，嚴(yán)禁中途停工,，在灌注過程中應(yīng)注意觀測管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位、砼面升降情況,，以正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除,，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提升超出砼面，導(dǎo)管埋深度制在2～6m,。

·拆除導(dǎo)管動作要求,，時間不宜超過15min，要防止螺栓,、橡皮墊和工具等掉入孔中,，并注意安全，已拆的管節(jié)要立即清洗干凈,，堆放整齊,。

·為防止混凝土的上升頂托鋼筋骨架，當(dāng)混凝土面接近鋼筋骨架底時,，應(yīng)適當(dāng)?shù)乇３州^深埋管并放慢灌注速度,，以減少砼沖擊力，當(dāng)混凝土進(jìn)入骨架一定深度后,，使鋼筋骨架在導(dǎo)管下面有一定的埋深,。

6.應(yīng)用實(shí)例

南寧市白沙亭江立交工程位于南寧盆地邕江Ⅱ級階地，場區(qū)內(nèi)的巖土層主要為素填土,、第四系河流沖積相的粘土,、砂土、圓礫及第三系湖相沉積的泥巖,。邕江Ⅱ級階地堆積物是具有規(guī)律的上細(xì)下粗二元結(jié)構(gòu),，上為粘土開始往下逐漸變?yōu)榉凵凹皥A礫層。本工程所處地帶是邕江二級階地堆積物發(fā)育較厚的地帶,，尤其圓礫層厚達(dá)9m,，階地堆積物總厚度達(dá)24m,。工程所有樁基均采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔灌注樁的施工，較好滿足了市政橋梁工程質(zhì)量要求高,、施工場地小,、安全文明施工標(biāo)準(zhǔn)高及工期緊的要求。