旋挖鉆機(jī)在軟弱地層的鉆孔樁施工

1、旋挖鉆機(jī)在軟弱地層的鉆孔樁施工【摘 要】旋挖鉆機(jī)施工是近年來發(fā)展最快的一種新型樁孔施工方法,它采用無套管鉆進(jìn)法成孔,利用鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn),以鉆斗自重并加液壓作為鉆進(jìn)壓力,使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土。本文對(duì)旋挖鉆機(jī)在軟弱地層的鉆孔樁施工工藝進(jìn)行了分析探討，以供參考?！娟P(guān)鍵詞】旋挖鉆機(jī)；軟弱地層；鉆孔樁施工1、引言旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)被譽(yù)為“綠色施工工藝”，旋挖鉆機(jī)是通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和靜態(tài)泥漿護(hù)壁，反復(fù)循環(huán)而成孔。旋挖鉆機(jī)一般適用于粘土、粉土、砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層，旋挖鉆機(jī)的鉆進(jìn)工藝有兩種：一是靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆斗取土，一是鉆斗直接取土（一般適用于地質(zhì)較

2、穩(wěn)定的地層）。其中在軟弱地層且地下水位較高時(shí)，旋挖鉆機(jī)施工必須使用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)，阻止樁基塌孔、灌注混凝土前進(jìn)行清孔，成功、高效地完成樁基鉆孔作業(yè)。2、施工工藝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)泥漿池（含回漿用的沉淀池及泥漿儲(chǔ)備池）一般為鉆孔容積的1.52.0倍，具備較好的防滲能力。在沉淀池的旁邊設(shè)置渣土區(qū)，沉渣采用反鏟清理后放在渣土區(qū)，保證泥漿的巡回空間和存儲(chǔ)空間。泥漿的成分包括高性能的細(xì)質(zhì)膨潤土、純堿、cmc纖維素和水，經(jīng)試驗(yàn)室做配合比試驗(yàn)來確定合理配合比，保證泥漿質(zhì)量。制備泥漿的方式有兩種，一是泥漿攪拌機(jī)拌制，一是用水力攪拌器。一般用拌漿機(jī)拌制使用膨潤土造漿的泥漿，優(yōu)質(zhì)泥漿能使鉆渣在泥漿里處于不分散的絮凝狀態(tài)而易

3、于清除，進(jìn)而保持泥漿的不分散低固相低比重低粘度的性能。其主要優(yōu)點(diǎn)是：提高鉆機(jī)鉆進(jìn)速度，使泥漿的比重下降到1.101.20；延長(zhǎng)機(jī)械壽命；孔徑順直:泥漿固相含量低,泥漿滲量少,有利于孔壁的穩(wěn)定,使孔壁順直；能有效防止孔漏及堵漏,泥漿比重低、低失水,在鉆孔過程中對(duì)有滲漏性的卵石層能充分發(fā)揮防漏堵漏作用。護(hù)壁泥漿再生處理：施工中采用重力沉降除渣法，即利用泥漿與土渣的相對(duì)密度差使土渣產(chǎn)生沉淀以排除土渣的方法?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置回收池用于回收泥漿使用，泥漿經(jīng)沉淀凈化后，輸送到儲(chǔ)漿池中，在儲(chǔ)漿池中進(jìn)一步處理（再加入適量的純堿和cmc改善泥漿性能），經(jīng)測(cè)試合格后可重復(fù)使用。2.2 埋設(shè)護(hù)筒樁基定位后，根據(jù)樁基中心點(diǎn)拉

4、十字線設(shè)置四個(gè)控制樁，以四個(gè)控制樁為基準(zhǔn)埋設(shè)鋼護(hù)筒，為了保護(hù)孔口，防止坍塌，護(hù)筒的四周必須密實(shí)、不滲水。護(hù)筒的埋設(shè)是旋挖鉆泥漿護(hù)壁作業(yè)中的關(guān)鍵。護(hù)筒選用壁厚至少為10mm的鋼板卷制而成，護(hù)筒內(nèi)徑為設(shè)計(jì)樁徑10cm，高度2.0m，上部開設(shè)一個(gè)溢漿孔，護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，由人工、機(jī)械配合完成，主要利用旋挖鉆機(jī)的鉆斗將其靜力壓入土中，其頂端應(yīng)高出地面20cm，并保持水平，埋設(shè)深度1.8m，護(hù)筒中心與樁基中心的偏差不得大于50mm。護(hù)筒埋設(shè)要保持垂直，傾斜率應(yīng)小于1.5。2.3 鉆孔定位在樁位復(fù)核正確，護(hù)筒埋設(shè)符合要求，護(hù)筒、地坪標(biāo)高已測(cè)定的基礎(chǔ)上，鉆機(jī)才能就位；鉆機(jī)定位要準(zhǔn)確、水平、垂直、穩(wěn)固，鉆機(jī)導(dǎo)桿中心

5、線、回旋盤中心線、護(hù)筒中心線應(yīng)保持在同一直線上。旋挖鉆機(jī)就位后，利用它的自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)整其垂直度。鉆機(jī)就位時(shí)，要機(jī)座平整，機(jī)塔垂直，鉆桿中心與護(hù)筒十字線中心對(duì)正，注入事先調(diào)制好的泥漿后，方可進(jìn)行鉆孔。2.4 鉆進(jìn)成孔施工之前，鉆機(jī)應(yīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)檢查，以防止鉆孔過程中或成孔時(shí)放生故障。第一根樁基施工時(shí)，要慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，掌握鉆機(jī)的運(yùn)行狀況和該地層對(duì)鉆機(jī)的影響情況，以確定在該地層條件下的鉆孔參數(shù)，如回次鉆程、施工時(shí)鉆斗升降的速度、鉆孔所必要的扭矩和壓力等。在鉆進(jìn)過程中，不可進(jìn)尺太快，并要保持泥漿面不得低于護(hù)筒頂50cm，在提鉆時(shí)，須及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿，以保證孔內(nèi)水頭。根據(jù)地質(zhì)情況可以調(diào)整鉆機(jī)進(jìn)尺速度：由硬地層進(jìn)入

6、軟地層時(shí)，可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度，由軟地層進(jìn)入硬地層時(shí)，要減慢鉆進(jìn)速度；在易縮孔的地層中，應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑；對(duì)于硬塑層，可以適當(dāng)加快進(jìn)尺速度，提高施工效率；遇到砂層時(shí)，則采用慢速鉆進(jìn)，并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度，防止孔壁大面積坍塌。鉆至地層分界處時(shí)，提前控制鉆程，確保一個(gè)鉆程穿過地層分界處。鉆進(jìn)施工時(shí)，鉆斗下部安裝比鉆筒外徑略大的外切鉆頭，使鉆斗和孔壁之間留有空隙，防止提升鉆頭時(shí)孔底產(chǎn)生負(fù)壓，造成孔壁坍塌。鉆孔過程中如果遇到堅(jiān)硬巖石夾層，換用多刃切削時(shí)鉆頭或錐螺旋式鉆頭鉆進(jìn)，通過該夾層后，再使用鉆斗取渣，繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆孔過程中，如果發(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)理單位等部門

7、，能夠及時(shí)處理。若孔內(nèi)漏漿嚴(yán)重，有大量氣泡上升、孔變淺、埋鉆等情況，應(yīng)及時(shí)將鉆桿提出，填入粘土，埋住塌孔部位，然后慢速攪漿鉆進(jìn)。鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，經(jīng)常檢查調(diào)整鉆桿的垂直度及它于護(hù)筒的相對(duì)位置，以保證孔壁的垂直度和樁基位置；經(jīng)常檢查刀刃的磨損情況，保證鉆斗外徑與孔壁之間的距離，防止鉆斗斗身損傷，同時(shí)防止鉆斗升降、旋轉(zhuǎn)時(shí)刮傷孔壁。鉆孔過程中，盡量保證土渣充滿整個(gè)鉆斗，一是減少泥漿的無形損失，二是提高清除土渣的效率。鉆斗在孔內(nèi)的升降速度必須得以控制，不能隨意加快或減慢鉆斗的升降速度，防止因泥漿液對(duì)孔壁的沖刷及負(fù)壓而導(dǎo)致孔壁坍塌。鉆進(jìn)過程中還應(yīng)根據(jù)地層、孔深的變化，合理選擇鉆進(jìn)參數(shù)，及時(shí)調(diào)整泥漿，保證成

8、孔質(zhì)量。鉆進(jìn)施工時(shí)，利用高效機(jī)械及時(shí)將鉆渣清運(yùn)，保證場(chǎng)地的干凈整潔，有利于下一工序施工。鉆孔在接近設(shè)計(jì)孔底時(shí)，適當(dāng)控制鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度及鉆程，防止超鉆過多。同時(shí)注意保持孔內(nèi)泥漿液的漿面高程，確保成孔的質(zhì)量。成孔中，按照試鉆樁確定的參數(shù)進(jìn)行施工，設(shè)置專職記錄員記錄成孔過程中的參數(shù)，如：加鉆桿、鉆進(jìn)深度、地質(zhì)特征、機(jī)械設(shè)備損壞、障礙物等的情況。記錄必須認(rèn)真、及時(shí)、準(zhǔn)確、清晰，以便指導(dǎo)后序的施工。2.5 清孔鉆孔至設(shè)計(jì)高程后要進(jìn)行清孔。清孔的目的是將孔底的鉆渣及其沉淀物清除干凈，盡量減少孔底的沉渣厚度，保證混凝土的順利灌注和樁基的有效承載力。清孔分為兩步：（1）下鋼筋籠前清孔。在準(zhǔn)備下鋼筋籠之前，進(jìn)行

9、第一次清孔，此時(shí)用密封性能好、帶擋板的鉆斗清除孔底沉渣，保證在下鋼筋籠這一工序中孔底不會(huì)出現(xiàn)大量沉渣。（2）灌注混凝土前清孔。在鋼筋籠及導(dǎo)管安裝完畢后，樁基底部將會(huì)有少量沉渣和泥漿液沉淀物（灌注混凝土前必須確認(rèn)沉渣厚度，如果二次清孔仍無法使孔底沉渣至設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，須提出鋼筋籠及導(dǎo)管，用鉆機(jī)重新徹底清孔，然后進(jìn)行下道工序施工），利用泥漿泵將孔內(nèi)泥漿與泥漿池內(nèi)的新鮮泥漿進(jìn)行循環(huán)，并適當(dāng)換漿，達(dá)到二次清孔的目的。3、結(jié)束語綜上所述，在軟弱地層采用旋挖鉆機(jī)泥漿護(hù)壁鉆孔樁施工有以下幾個(gè)方面的優(yōu)越性：（1）成孔效率高。旋挖鉆機(jī)具有良好的機(jī)動(dòng)性能、直接鉆取原狀土層等優(yōu)勢(shì)，提高了工作效率。（2）成孔質(zhì)量好。旋挖鉆機(jī)的鉆斗對(duì)孔壁擾動(dòng)小、孔底沉渣少、泥皮薄