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

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)動底門鑲嵌斗齒的鉆斗對施工巖石土層進行切削，然后再利用鉆機卷揚機將裝進鉆斗內(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，使用泥塑料排水板熱龍材質(zhì)漿護壁鉆進技術(shù)真空管式高溫爐進行操作，而居民樓地基沉降干式鉆進工藝適用于地質(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度，保證了可靠的換鉆頻率，從而有效增強了旋挖鉆孔的機械化程度。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)場環(huán)境污染。

1.2旋挖鉆孔灌注樁的技術(shù)特點

(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，有時可達(dá)15倍。

(3)有利于環(huán)境保護: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:旋挖鉆機成孔時，孔內(nèi)泥土以渣土的形式被鉆頭取上來，然后通過運輸車輛運送到指定地點，同時由于不需要循環(huán)泥漿，也就不會排放大量泥漿。

(5)有利于保證樁基質(zhì)量:首先，旋挖鉆機本身配置了較先進的監(jiān)測孔深、孔斜、對中等電子裝置。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，在孔壁不會形成過厚的泥皮。

(6)可節(jié)約工程造價20%～30%。

(7)后壓漿裝置及安裝操作簡單、實用，材料易得，價格低廉，技術(shù)工藝方便，壓漿成功率可達(dá)98%以上。

2、旋挖鉆進操作技術(shù)的操作要點

(1)鉆進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)時要及時更換。

(2)鉆進過程要多反轉(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。地層的變化決定進尺快慢，由硬到軟，加快鉆進速度;軟到硬，要減速慢進;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提高鉆進效率;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。

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

(5)提下鉆時要防止砸桿的情況發(fā)生(即提下鉆時鉆桿產(chǎn)生錯位)。原因是鉆桿連接部位的銅套磨損變形造成?？赡芤饎恿︻^失控，將鋼絲繩砸斷，造成事故影響鉆進效率。

(6)鋼絲繩斷裂，會造成嚴(yán)重后果。在施工時，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→場地平整→樁位放樣→鉆機就位→護筒埋放→泥漿制備→鉆孔施工→清孔→鉆至設(shè)計標(biāo)高→鋼筋籠吊裝→導(dǎo)管安裝→清孔→混凝土灌注→導(dǎo)管起卸→護筒提拔

3.2旋挖鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備

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

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)安裝多個后壓漿裝置，以樁端為第一個，沿樁身向上每隔6～12米安裝一個，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。縱向壓漿導(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。水泥選用強度等級為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){液進一步充填壓密。水泥漿液必須兩次攪拌，每次攪拌時間不少于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)壓稀釋漿時的壓力也應(yīng)加控制，因為壓注稀漿是為了使?jié){液沿樁周滲透距離更遠(yuǎn)，充填更充分，同時應(yīng)防止?jié){液隨意擴散。一般情況下控制在1.5Mpa左右。

(4)壓注稠漿時的壓力可適當(dāng)提高，因為壓注稠漿是為使?jié){液滲透進一步充分密實，因此在注稠漿時的壓力可控制在2.0Mpa左右。壓注清水和壓漿一般選用B地基加固專項施工方案W-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。恢復(fù)注漿時，宜從稀漿開始，若進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)逐級增加漿液稠度。在進行樁端后注漿的時候，如果成樁時間短，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，應(yīng)立即降低注漿壓力，再繼續(xù)灌注一段時間停止，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)錯誤或者是場地數(shù)據(jù)發(fā)生變化容易導(dǎo)致鉆機在一定程度上沉陷，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)計工藝和操作流程注意事項來進行，夯實場地地面，并對測量定位線進行認(rèn)真檢測;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)核鉆機樁位的方法來確定樁位的位置。

4.2護筒偏移的防治措施

在旋挖鉆孔灌注樁施工中導(dǎo)致護筒發(fā)生偏移跑位的原因有很多種，其中因護筒圍土封閉不密實、護筒水位差較大、鉆頭施工中的不合理碰撞以及護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，可以通過及時采取防護措施來進行防治：對護筒周圍的軟土進行再次夯實;換取護筒內(nèi)徑大于樁直徑約10cm左右的護筒;預(yù)防因鉆頭上下運動而對護筒產(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：多使用鋼護筒或者是泥漿護壁來預(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，并對其時間差和具體孔徑深度進行科學(xué)調(diào)節(jié)。

4.4樁孔傾斜的防治措施

施工中由于鉆機沒有按照科學(xué)合理的垂直度來進行或者是由于沒有對施工地質(zhì)軟硬程度進行科學(xué)測量，容易導(dǎo)致樁孔發(fā)生傾斜。其防治措施有：多次檢測并確定地質(zhì)的軟硬程度，并科學(xué)檢測其鉆桿的垂直度;多次使用素土對其進行夯實再進行旋挖鉆進操作;使用負(fù)壓鉆進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凉酀{的連續(xù)性;按照科學(xué)規(guī)定的配置比例進行混凝土的配置;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，進而有效減少其容易發(fā)生變形的時間;利用重新掃孔等措施對其進行隨機檢查;適時安裝鋼筋籠，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

通過試驗研究及工程實踐，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)濟效益非常顯著。在不斷的總結(jié)和完善后，隨著人們對該技術(shù)的進一步認(rèn)識和理解，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。