淺析后壓漿旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)

旋挖鉆孔技術(shù)與后壓漿技術(shù)屬于樁基工程的先進(jìn)技術(shù)，從不同的方面解決了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的不足與缺陷，但又都沒有從根本上全面解決這些問題。后壓漿旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)把這兩種技術(shù)結(jié)合起來，很好地解決了傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的不足。

1、旋挖鉆孔灌注樁的工作原理及應(yīng)用類型特點(diǎn)

1.1旋挖鉆孔灌注樁的工作原理

旋挖鉆孔灌注樁施工工藝是利用轉(zhuǎn)動(dòng)底門鑲嵌斗齒的鉆斗對(duì)施工巖石土層進(jìn)行切削，然后再利用鉆機(jī)卷揚(yáng)機(jī)將裝進(jìn)鉆斗內(nèi)部的巖石碎土提出來。其中必須在出現(xiàn)土層容易松散坍塌之時(shí)，使用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)技術(shù)進(jìn)行操作，而干式鉆進(jìn)工藝適用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造較為牢固的巖石土層。旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)憑借其較高的成孔工作效率以及準(zhǔn)確可靠的施工技術(shù)在極大程度上提高了工程施工進(jìn)度，保證了可靠的換鉆頻率，從而有效增強(qiáng)了旋挖鉆孔的機(jī)械化程度。此外，采用旋挖鉆孔還可以在鉆孔內(nèi)有效形成螺旋線，能夠有效減少孔壁泥皮的產(chǎn)生，并且還可以通過這種水中鉆孔作業(yè)的形式有效減少鉆孔孔壁內(nèi)部的渣滓，減少不必要的噪聲污染和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染。

1.2旋挖鉆孔灌注樁的技術(shù)特點(diǎn)

(1)后壓漿旋挖鉆孔灌注樁具有較高的承載力和較小的沉降量，且承載力均勻，離散性小。與傳統(tǒng)鉆孔灌注樁相比，可提高承載力50%～100%。

(2)施工效率高，節(jié)約工期。比傳統(tǒng)灌注樁工藝提高施工效率5～10倍，有時(shí)可達(dá)15倍。

(3)有利于環(huán)境保護(hù):后壓漿旋挖鉆孔灌注樁不需要循環(huán)泥漿，鉆孔過程僅采用制備的穩(wěn)定液，其作用起穩(wěn)定孔壁和平衡鉆孔內(nèi)外水壓力差的作用，與傳統(tǒng)鉆孔灌注樁相比，泥漿的使用和排放量大大減少，避免了傳統(tǒng)鉆孔帶來的泥漿污染問題，因此有“綠色施工工藝”之美稱。

(4)節(jié)約土地資源和水資源:旋挖鉆機(jī)成孔時(shí)，孔內(nèi)泥土以渣土的形式被鉆頭取上來，然后通過運(yùn)輸車輛運(yùn)送到指定地點(diǎn)，同時(shí)由于不需要循環(huán)泥漿，也就不會(huì)排放大量泥漿。

(5)有利于保證樁基質(zhì)量:首先，旋挖鉆機(jī)本身配置了較先進(jìn)的監(jiān)測(cè)孔深、孔斜、對(duì)中等電子裝置。其次，旋挖鉆孔是通過筒式鉆斗多次的上下往返完成成孔作業(yè)，使得孔壁更加粗糙，孔型更加完整，特別是使用預(yù)先配置的優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定液，在孔壁不會(huì)形成過厚的泥皮。

(6)可節(jié)約工程造價(jià)20%～30%。

(7)后壓漿裝置及安裝操作簡(jiǎn)單、實(shí)用，材料易得，價(jià)格低廉，技術(shù)工藝方便，壓漿成功率可達(dá)98%以上。

2、旋挖鉆進(jìn)操作技術(shù)的操作要點(diǎn)

(1)鉆進(jìn)前檢查鉆頭保徑裝置、鉆頭直徑、鉆頭磨損情況，鉆頭磨損超標(biāo)時(shí)要及時(shí)更換。

(2)鉆進(jìn)過程要多反轉(zhuǎn)鉆斗，這樣可以將鉆頭底門關(guān)上。否則造成孔底殘留巖屑，影響施工效率。

(3)鉆斗底部切削齒的形狀、規(guī)格和角度由地層決定。地層的變化決定進(jìn)尺快慢，由硬到軟，加快鉆進(jìn)速度;軟到硬，要減速慢進(jìn);在易縮徑的地層，應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑;硬塑地層用快速鉆進(jìn)提高鉆進(jìn)效率;砂性地層膠結(jié)性差，孔壁易坍塌，多采用優(yōu)質(zhì)泥漿慢速鉆進(jìn)。

(4)加壓不能過猛，應(yīng)采用間斷式加壓能減少鉆桿和動(dòng)力頭的扭矩，防止提鉆時(shí)鉆頭底門關(guān)不上。

(5)提下鉆時(shí)要防止砸桿的情況發(fā)生(即提下鉆時(shí)鉆桿產(chǎn)生錯(cuò)位)。原因是鉆桿連接部位的銅套磨損變形造成�？赡芤�起動(dòng)力頭失控，將鋼絲繩砸斷，造成事故影響鉆進(jìn)效率。

(6)鋼絲繩斷裂，會(huì)造成嚴(yán)重后果。在施工時(shí)，要常檢查鋼絲繩是否有磨損等失效情況。

3、旋挖鉆孔灌注樁施工的工藝流程

3.1旋挖鉆孔灌注樁施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→場(chǎng)地平整→樁位放樣→鉆機(jī)就位→護(hù)筒埋放→泥漿制備→鉆孔施工→清孔→鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高→鋼筋籠吊裝→導(dǎo)管安裝→清孔→混凝土灌注→導(dǎo)管起卸→護(hù)筒提拔

3.2旋挖鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理布置施工場(chǎng)地，先平整場(chǎng)地、清除雜物、換除軟土、夯打密實(shí)。在進(jìn)行場(chǎng)地整平后，組織有資格的測(cè)量放樣人員，將所有樁位放出，釘好十字保護(hù)樁，做好測(cè)量復(fù)核，并記錄放樣數(shù)據(jù)備案;規(guī)劃行車路線時(shí)，使便道與鉆孔位置保持一定的距離，以免影響孔壁穩(wěn)定;鉆孔機(jī)的安放位置應(yīng)考慮鉆孔施工中孔口出土清運(yùn)的方便。

3.3后壓漿裝置及安裝

本技術(shù)的后壓漿裝置，由縱向壓漿導(dǎo)管和環(huán)向出漿軟管組成，縱向壓漿導(dǎo)管由外徑 20-33.5mm的普通鋼管制作，主要作用是將漿液從地面壓入環(huán)向出漿軟管，縱向壓漿導(dǎo)管通至地面，一般高出地面20cm。環(huán)向出漿軟管由優(yōu)質(zhì)PVC管和保護(hù)裝置組成，在PVC管上向樁身外側(cè)每間隔3～5cm設(shè)置一出漿孔(對(duì)位于樁端的環(huán)向出漿軟管還應(yīng)順樁端方向設(shè)置出漿孔)，出漿孔由膠帶封纏后，外套橡膠套作為保護(hù)裝置。環(huán)向出漿軟管與縱向壓漿導(dǎo)管通過三通連接組成閉合的，可向樁身周圍出漿的后壓漿裝置。每根樁應(yīng)安裝多個(gè)后壓漿裝置，以樁端為第一個(gè)，沿樁身向上每隔6～12米安裝一個(gè)，最頂端的后壓漿裝置距樁頂不超過15米。環(huán)向出漿軟管的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)鋼筋籠的外徑確定，其形成閉合環(huán)的內(nèi)徑應(yīng)與鋼筋籠外徑相等�？v向壓漿導(dǎo)管順鋼筋籠方向與鋼筋籠綁扎一起，環(huán)向出漿軟管環(huán)繞鋼筋籠與鋼筋綁扎一起。

3.4漿液配比及制備

漿液一般選用水泥漿，必要時(shí)可摻加適量的減水劑和膨脹劑，以改善漿液性能，提高注漿效率。水泥選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5Mpa和32.5MPa的普通硅酸鹽水泥。漿液濃度選用兩種，即水灰比分別為0.6和0.8，選用稀漿是為了使?jié){液充分的滲透，注漿效果達(dá)到預(yù)期目的，稠漿是為了使?jié){液進(jìn)一步充填壓密。水泥漿液必須兩次攪拌，每次攪拌時(shí)間不少于10分鐘，攪拌采用自制的攪拌筒。第一次攪拌完成后放入另一個(gè)攪拌筒。兩次攪拌的目的是為了使?jié){液的和易性更加良好，有利于壓漿的效果。

3.5壓漿壓力的控制

壓漿壓力包括開塞壓力、壓注清水壓力、壓注稀漿壓力和壓注稠漿時(shí)的壓力。(1)開塞壓力是為了開通后壓漿裝置與樁周土的連通，因此開塞壓力無需控制。(2)在注清水時(shí)的壓力應(yīng)加以控制。防止清水在過高壓力下向樁周土滲透，一般情況下應(yīng)控制在 1.0Mpa左右。

(3)壓稀釋漿時(shí)的壓力也應(yīng)加控制，因?yàn)閴鹤⑾�漿是為了使?jié){液沿樁周滲透距離更遠(yuǎn)，充填更充分，同時(shí)應(yīng)防止?jié){液隨意擴(kuò)散。一般情況下控制在1.5Mpa左右。

(4)壓注稠漿時(shí)的壓力可適當(dāng)提高，因?yàn)閴鹤⒊頋{是為使?jié){液滲透進(jìn)一步充分密實(shí)，因此在注稠漿時(shí)的壓力可控制在2.0Mpa左右。壓注清水和壓漿一般選用BW-150型或BW-250型壓漿泵即可。

3.6注漿的控制

注漿過程中，應(yīng)盡量避免被迫中斷注漿。注漿中斷后應(yīng)立即查明原因，采取有效措施排除故障，盡快恢復(fù)注漿�；謴�(fù)注漿時(shí)，宜從稀漿開始，若進(jìn)漿量與中斷前的稠度接近，則盡可能恢復(fù)到中斷前的稠度，否則應(yīng)逐級(jí)增加漿液稠度。在進(jìn)行樁端后注漿的時(shí)候，如果成樁時(shí)間短，注漿壓力過大，就有可能造成樁體上抬。如果樁本身比較短，還有可能造成地面隆起。當(dāng)注漿過程中發(fā)現(xiàn)樁體有明顯上抬現(xiàn)象或地面有隆起時(shí)，應(yīng)立即降低注漿壓力，再繼續(xù)灌注一段時(shí)間停止，采取間歇性注漿。

4、旋挖鉆孔灌注樁施工防治措施

4.1樁位偏移防治措施

旋挖施工中由于放線數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或者是場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化容易導(dǎo)致鉆機(jī)在一定程度上沉陷，從而導(dǎo)致樁位發(fā)生偏移，防治措施有以下幾種：嚴(yán)格按照科學(xué)規(guī)定的施工設(shè)計(jì)工藝和操作流程注意事項(xiàng)來進(jìn)行，夯實(shí)場(chǎng)地地面，并對(duì)測(cè)量定位線進(jìn)行認(rèn)真檢測(cè);可以采用鋼釘打孔澆灌白灰粉的方法來準(zhǔn)確確定樁位位置;通過多次復(fù)核鉆機(jī)樁位的方法來確定樁位的位置。

4.2護(hù)筒偏移的防治措施

在旋挖鉆孔灌注樁施工中導(dǎo)致護(hù)筒發(fā)生偏移跑位的原因有很多種，其中因護(hù)筒圍土封閉不密實(shí)、護(hù)筒水位差較大、鉆頭施工中的不合理碰撞以及護(hù)筒直徑過大等因素而造成的影響占據(jù)關(guān)鍵性地位，為此，可以通過及時(shí)采取防護(hù)措施來進(jìn)行防治：對(duì)護(hù)筒周圍的軟土進(jìn)行再次夯實(shí);換取護(hù)筒內(nèi)徑大于樁直徑約10cm左右的護(hù)筒;預(yù)防因鉆頭上下運(yùn)動(dòng)而對(duì)護(hù)筒產(chǎn)生的不必要碰撞。

4.3塌孔的防治措施

由于施工土層地基不穩(wěn)或者是鋼筋籠吊裝導(dǎo)致的一系列不規(guī)范成孔操作是導(dǎo)致出現(xiàn)塌孔的最主要因素，防治措施有：多使用鋼護(hù)筒或者是泥漿護(hù)壁來預(yù)防其塌孔;保持鉆桿速度的均勻性和平穩(wěn)性;確保鋼筋籠的孔徑大小和具體垂直度，并對(duì)其時(shí)間差和具體孔徑深度進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)。

4.4樁孔傾斜的防治措施

施工中由于鉆機(jī)沒有按照科學(xué)合理的垂直度來進(jìn)行或者是由于沒有對(duì)施工地質(zhì)軟硬程度進(jìn)行科學(xué)測(cè)量，容易導(dǎo)致樁孔發(fā)生傾斜。其防治措施有：多次檢測(cè)并確定地質(zhì)的軟硬程度，并科學(xué)檢測(cè)其鉆桿的垂直度;多次使用素土對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)再進(jìn)行旋挖鉆進(jìn)操作;使用負(fù)壓鉆進(jìn)法來確保樁孔的垂直度。

4.5斷樁的防治措施

由于施工過程中出現(xiàn)混凝土供應(yīng)不足或者是混凝土拌制料內(nèi)出現(xiàn)了大量雜質(zhì)物體容易導(dǎo)致出現(xiàn)斷樁現(xiàn)狀，其防治措施有：嚴(yán)格確�；炷�土灌漿的連續(xù)性;按照科學(xué)規(guī)定的配置比例進(jìn)行混凝土的配置;嚴(yán)防過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

4.6縮頸的防治措施

由于水量控制不當(dāng)或者是施工過程中水量過大容易導(dǎo)致孔壁變形產(chǎn)生縮頸。防治措施有：提升鉆孔成形的速度，進(jìn)而有效減少其容易發(fā)生變形的時(shí)間;利用重新掃孔等措施對(duì)其進(jìn)行隨機(jī)檢查;適時(shí)安裝鋼筋籠，以提高鉆孔質(zhì)量和成效。

4.7超徑的防治措施

由于施工地層地質(zhì)泥漿的控制度沒有按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，或者是由于回轉(zhuǎn)鉆頭的直徑過大容易導(dǎo)致發(fā)生超徑現(xiàn)象，防治措施有：增強(qiáng)鉆孔內(nèi)的泥漿面高度，提高孔壁的壓力。

結(jié)束語

通過試驗(yàn)研究及工程實(shí)踐，證明了后壓漿技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用是可行的，并且效果非常明顯，經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。在不斷的總結(jié)和完善后，隨著人們對(duì)該技術(shù)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解，后壓漿技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用將不斷規(guī)范化。后壓漿技術(shù)在建筑行業(yè)的推廣是必要的，也是必然的。