旋挖鉆在復雜地質(zhì)中鉆孔灌注樁及后注漿施工技術(shù)

淺析旋挖鉆機SR280R在復雜地質(zhì)中鉆孔灌注樁施工技術(shù)【摘要】：本文結(jié)合xx鐵路一期二段1標工程橋梁樁基施工的特點，淺析旋挖鉆機SR280R在復雜地質(zhì)中成孔灌注樁施工技術(shù)?！娟P(guān)鍵詞】：旋挖鉆機SR280R復雜地質(zhì)后壓漿快速施工近年來，我國建設工程蓬勃發(fā)展，在鐵路樁基施工中大量采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。在所有樁基成樁類型中，沖擊鉆較為普遍，但其缺點較多，如泥漿池對環(huán)境的破壞、施工噪聲、耗電高，特別是對復雜地質(zhì)條件下的樁基施工，其樁身質(zhì)量難以保證。而旋挖鉆鉆孔灌注樁施工技術(shù)的廣泛應用，極大的促進了橋梁樁基施工技術(shù)發(fā)展。本文結(jié)合xx鐵路一期二段1標項目L大橋、Z大橋、韓崗1#，2#，3#公路橋樁基施工實例，淺析旋挖鉆機在復雜地質(zhì)條件下快速鉆孔灌注樁及后注漿施工技術(shù)。1工藝原理1.1旋挖成孔是通過鉆機自有的行走功能和桅桿變幅機構(gòu)使鉆具能正確就位，利用桅桿導向下放鉆桿并將底部帶有活門的桶式鉆頭放置到孔位，鉆機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壓力傳遞給鉆桿鉆頭內(nèi)，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，不斷地取土、卸土、直至鉆至設計深度。1.2灌注樁后注漿是在灌注樁成樁后一定時間內(nèi)，通過預設在樁身內(nèi)的注漿導管及與之相連的樁端、樁側(cè)注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側(cè)土體（包括沉渣、泥皮）得到加固。對樁底、樁側(cè)一定范圍的土體通過滲入（粗顆粒土）劈裂（細顆粒土）和壓密（非飽和松散軟土）注漿起道加固作用，從而增大樁端和樁側(cè)阻力，提高單樁承載力，減少沉降。2工藝特點2.1旋挖鉆機成孔效率高，帶有垂直度自動檢測調(diào)整、孔深數(shù)碼顯示等，整機操作一般采用液壓先導控制、負荷傳感，具有操作輕便、舒適、自動化程度高；成孔直徑可達1.5～4.0m，最大成孔深度為60m～90m,可以滿足各類大型樁基礎(chǔ)施工的要求。2.2作業(yè)時排出泥渣，泥漿只用于護壁，解決了泥漿排放二次公害的難點，符合綠色施工的要求。2.3開放式后注漿管閥制作安裝工藝簡便，易操作、功效高、成本低，是國家有關(guān)部門推廣的新技術(shù)之一。3工程概況xx鐵路一期二段1標工程橋梁基礎(chǔ)設計為樁基礎(chǔ)，8個橋共357根5500延米樁基，樁徑1.25m,其中L大橋、Z大橋、韓崗1#、2#、3#等公路橋地質(zhì)復雜，主要以卵石土、砂礫、砂巖、巖溶為主，其地下水位較高，施工場地狹窄、征地難度大等不利因素多，綜合考慮施工進度、安全環(huán)保、質(zhì)量及成本因素，最終確定采用SR280R旋挖鉆施工。L大橋4#、Z大橋5#樁基樁間距較小，卵石土含砂礫較多，宜塌孔，故采用旋挖鉆機成孔開放式后注漿工藝，每根樁樁端注漿量平均為1500kg，側(cè)樁為750kg，場地土層主要為粉質(zhì)粘土、卵石土、弱分化砂巖，個別樁位有巖溶存在。圖一：L大橋3#樁基地質(zhì)柱狀圖圖二：Z大橋5#樁基地質(zhì)柱狀圖。圖一圖二4工藝流程4.1旋挖鉆成孔灌注樁工藝流程圖圖三旋挖鉆成孔灌注樁工藝流程圖施工準備測量放線定樁位施工準備測量放線定樁位制備泥漿埋設護筒設備材料進場設備安裝就位是否合格鉆進成孔清孔吊放鋼筋籠下導管沉渣是否滿足要求測導管埋深水下混凝土灌注成樁后注漿制作鋼筋籠平臺是否合格鋼筋籠存放P≤1.15泥漿處理否否是是4.2后壓漿施工工藝流程注漿管制作注漿管隨鋼筋籠下放安置成樁7d后，壓漿機組就位攪拌水泥漿接壓漿管打開排氣閥并開泵排氣關(guān)閉排氣閥、壓漿壓漿至設計要求量靜置10min、卸壓、拆管漿管封堵成樁。5操作要點5.1成孔5.1.1布置樁位根據(jù)軸線布置工程樁位后，釘入短鋼筋或木樁系彩條標志，保證樁位準確，測設每個樁位的標高，以此為依據(jù)確定樁頂位置。樁位布置結(jié)束后必須經(jīng)過檢查復核，確認樁位準確無誤后方可進行成孔作業(yè)。5.1.2埋設鋼護筒埋設護筒時，根據(jù)樁位中心點，在大于護筒直徑80～100cm范圍，過中心點的正交十字線上埋設控制樁，然后挖出比護筒大20cm的孔，在坑底填筑20cm厚的粘土，夯實后將護筒用鋼絲繩對稱吊放進孔內(nèi)，找出護筒的中心（拉正交十字線），使護筒的中心與樁位中心重合，同時用水平尺（或吊線墜）校核護筒垂直后，在護筒周圍回填含水量適合的黏土，分層夯實，夯填時防止護筒的偏斜。5.1.3成孔利用旋挖鉆桿上的液壓馬達往下壓，并利用扭矩旋轉(zhuǎn)，使旋挖鉆頭擠壓并旋轉(zhuǎn)切入土體，使破碎的巖體直接裝入鉆頭內(nèi)，然后再由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復，不斷取土、卸土，直至鉆至設計深度，現(xiàn)場施工照片圖見四、五、六。圖四粉質(zhì)粘土層鉆孔取土樣和成孔照片圖五砂巖層鉆孔取巖心圖片圖六SR280R型旋挖鉆外觀及鉆孔數(shù)據(jù)采集5.1.3.1施工時注意事項：①鉆孔前，調(diào)平鉆機，保持鉆機垂直穩(wěn)固。開鉆前使鉆頭著地，進尺深度調(diào)整為零，②鉆機時原地順時針旋轉(zhuǎn)開孔，然后以鉆頭自重、鉆桿自重加液壓力作為鉆進壓力，初鉆壓力控制在90kp左右，鉆速先慢后快。③鉆進過程中要不斷補充泥漿，使孔內(nèi)始終保持高于地下水位1～1.5m，同時應根據(jù)土質(zhì)情況調(diào)整泥漿比重。5.1.4清孔5.1.4.1鉆機進尺距設計孔底標高10～30cm時，暫停鉆機進尺，靜置一段時間后再次鉆進，利用鉆機完成剩余進尺的同時撈起沉渣。若清孔后達不到設計要求，可采用反循環(huán)法進行二次清孔。5.1.4.2清孔標準，孔底50cm處泥漿的相對比重應控制在≦1.2g/cm3,沉渣厚度＜100mm。5.1.5成孔質(zhì)量檢驗鉆孔完成后用垂球法、圓環(huán)測孔法對樁孔深度、沉渣厚度及樁徑進行檢驗，滿足設計要求后方可進行下道工序施工。檢驗結(jié)束后，要盡快灌注混凝土。5.2鋼筋籠制作根據(jù)樁長鋼筋籠分段制作，主筋的焊接采用單面搭接焊。鋼筋籠制作時，加勁箍設在主筋外側(cè)，焊接口不得向內(nèi)伸露，以免妨礙導管活動的暢通性。每節(jié)鋼筋籠設2～3道，每道4個對稱布置，且偏差應在±10mm內(nèi)。5.3灌注混凝土5.3.1樁身混凝土塌落度宜為（180±20mm），用混凝土料斗和導管垂直灌入澆筑，澆筑時應連續(xù)進行，澆筑過程中要不間斷的上、下提放導管，混凝土通過導管自上而下頂壓和自重增強其密實性。拆導管前要測定樁孔混凝土高度，保證導管埋入混凝土中≥2m。混凝土灌注充盈系數(shù)≥1.0.5.3.2樁頂超管高度為0.5～0.8m，保證在剔除浮漿后，樁頂混凝土強度符合設計要求。5.4注漿管的制作注漿管采用直徑為20～30mm的鋼管制作，接頭采用絲扣連接，絲扣長度不小于1/2管箍長度，纏生料帶用管鉗擰緊。樁端壓漿底管距管口100～300mm范圍制作成壓漿噴頭（花管），在該部分采用鉆頭均勻鉆出間距3cm、直徑8cm的壓漿孔作為壓漿噴頭，用膠帶封嚴，底管口套上與管徑巷匹配的膠管，在管口處對折后用鐵絲在管口上方50mm處固定。底管在樁底部長出鋼筋籠5cm,上部高出樁頂混凝土面50cm。樁側(cè)注漿管底部連接三通上端，下端對開口連接100mm長短管，用軟管套在短管上形成環(huán)狀5.5注漿管的布置5.5.1樁端后注漿管布置根據(jù)樁的直徑確定，直徑≤1200mm的樁，沿鋼筋籠圓周外側(cè)對稱設置2根，1200mm≤直徑≤2500mm的樁對稱布置3根。5.5.2樁側(cè)后注漿管布置樁長＞15m對承載力增幅要求較高的，采用樁端、樁側(cè)復式注漿。樁底5～15m以上，樁頂8m以下，每隔6～12m設置1道。在鋼筋籠吊裝安裝過程中要注意對注漿管的保護，鋼筋籠不得扭曲，以免造成注漿管在絲扣連接處松動。5.6后注漿施工順序壓漿時最好采用整個承臺群樁一次性壓漿，壓漿先施工周圍樁位再施工中間樁，壓漿時采用2根樁循環(huán)壓漿，即先壓第1根樁的A管，壓漿量約占總量的70%，壓完后再壓另一根樁的A管，然后一次為第1根樁的B管和第2根樁的B管，這樣就能保證同時一根樁2根管壓漿時間間隔30～60min以上，給水泥漿一個在土層中擴散的時間。壓漿時應做好施工記錄，記錄的內(nèi)容應包括施工時間、壓漿開始及結(jié)束時間、壓漿數(shù)量以及出現(xiàn)異常情況和處理措施等。單根注漿時，飽和土宜先側(cè)樁后樁端，非飽和土宜先樁端后樁側(cè)，多斷面樁應先上后下。5.7注漿質(zhì)量控制5.7.1確保注漿管制作和安裝質(zhì)量。注漿采用普通焊接鋼管，上、下帶絲扣連接，確保注漿管上、下連接嚴密，以防巖土體、地下水滲入管內(nèi)堵塞管路。5.7.2注漿作業(yè)宜于成樁2d后開始，不宜遲于30d后，注漿作業(yè)與成孔作業(yè)點的距離宜≥8～10m，樁側(cè)、樁端注漿時間宜≥2h。5.7.3設計注漿量為樁端1500kg，樁側(cè)750kg,保證注漿量不小于設計值。5.7.4注漿壓力為樁側(cè)4MP，樁端6MP，為滿足下列條件之一時可終止注漿：①注漿量和注漿壓力均達到設計要求；②注漿總量達到設計值的75%，且注漿壓力超過設計值。5.7.5當注漿壓力長時間低于正常值或地面出現(xiàn)冒漿或周圍樁孔串漿，應改為間歇注漿，間歇時間宜為30～60min。5.7.6合理調(diào)控漿液濃度。制備漿液用的水泥采用強度等級為42.5MP的硅酸鹽水泥，泥漿應通過14mm*14mm～18mm*18mm篩子過濾，以免摻入水泥袋屑或其他雜物。素水泥漿的水灰比控制在0.6.6主要事項6.1樁位、孔口標高試測后需復核確認無誤方可交給工班組，測繩要定期用鋼尺校驗。6.2混凝土灌注時，要防止導管碰掛鋼筋籠導致鋼筋籠上浮，導管埋在混凝土內(nèi)不可太深，宜保持在8～10m。6.3灌注導管使用后要及時用水清洗，管壁、接頭絲扣要經(jīng)常檢查，消除砂眼、接口變形等隱患，破損的膠墊要及時更換。6.4注漿壓力≤4MP。注漿量達不到設計要求時穩(wěn)壓靜置10min后采用間斷注漿。樁側(cè)注漿未達到設計值，可按不足量的1.2倍由樁端補入。6.5為防止壓漿時水泥漿液從鄰近薄弱地點冒出，壓漿的樁應在混凝土灌注完成2～7d后，并且該樁周圍至少8m范圍內(nèi)沒有鉆機鉆孔作業(yè)，該范圍內(nèi)的樁混凝土灌注完成也應在3d以上。7結(jié)束語旋挖鉆機成孔施工速度快、效率高。一般情況下直徑1250mm樁每天鉆孔180～240m。開放式后注漿管閥制作安裝簡便易操作，一般項目4人即可完成。開放式注漿花管與膠囊注漿閥相比每根樁（直徑800mm）可降低成本130元。旋挖鉆機成孔解決了泥漿排放二次公害的問題。施工噪聲小，符合綠色施工要求。該工程采用旋挖鉆機成孔開放式后注漿工藝，工期縮短，安全完成