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　　摘要：在現(xiàn)代鐵路、公路、大型橋梁、房建等工程項目的建設中，旋挖鉆機已普遍應用于樁基礎施工，但是還是存在一定的問題。本文通過分析旋挖鉆機在砂層地段成孔過程中塌孔的原因，采取的解決措施，總結(jié)了砂層地段旋挖鉆機成孔工藝流程，并在實踐中取得了良好的效果。希望通過本文的分析，能供同行在相關方面做參考和借鑒。
　　關鍵詞：砂層；鉆孔樁施工；旋挖鉆；技術措施
　　一、工程概況及地質(zhì)特點
　　項目位于四川省內(nèi)江市隆昌縣境內(nèi)，是連接成渝客專某高鐵站到隆昌縣城的一條一級公路，總里程為11.164km（K0+000-K11+164）。全線共有大橋5座，中橋5座，樁基總數(shù)480根，全部為端承樁。 　　
　　由地勘報告中得知橋址地層為第四系全新統(tǒng)土層（Q4），有坡殘積層（Q4dl+el）、坡洪積層（Q4dl+pl）及中生界侏羅系沙溪廟組（J2s）紅層。由上至下為素填土、粉質(zhì)粘土、泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂巖等，有部分橋位樁基處在粉質(zhì)粘土和巖層之間夾有砂層，埋深4m～10m，厚度2～5m。各種地質(zhì)互層狀分布，變化很快，局部連續(xù)砂層厚度達到5m，施工中較難控制。
　　二、施工方案選擇
　　項目技術部門綜合分析樁基所處地段的實際情況，經(jīng)項目部研究，可供選擇的施工方案主要有以下幾項：
　　2.1沖擊鉆與鋼護筒結(jié)合
　　即在樁基處預先埋設鋼護筒，并且隨著鉆機的不斷深入，同時下沉鋼護筒。但是從專業(yè)技術的角度進行分析，沖擊鉆與鋼護筒結(jié)合施工方案可以有效控制坍孔、流砂等現(xiàn)象的出現(xiàn)，但是在具體操作中對于鋼護筒的垂直度較難控制，且工期相對較長，再次是施工費用相對較高，所以不宜采取?！　?br /> 　　2.2旋挖鉆與鋼護筒結(jié)合
　　部分工程技術人員提出了應用旋挖鉆加上巖層地段以上采用全鋼護筒護壁的施工方案，即通過巖層地段以上采用全鋼護筒護壁，在鋼護筒內(nèi)用旋挖鉆采用干挖法進行吸泥砂挖孔。雖然說此種方案是最為安全的，但是全鋼護筒護壁的施工流程較為繁瑣，而且施工費用也明顯超出預算，所以也不易使用。
　　2.3旋挖鉆與混凝土護壁結(jié)合
　　現(xiàn)場施工人員提出了先用旋挖鉆成比設計孔徑大20cm的孔徑，孔深鉆至比砂層地段深1m左右，然后迅速回填C20混凝土，采用混凝土護壁，最后在用旋挖鉆干挖成孔至設計孔徑與孔深?？紤]此種方案施工流程各方面需嚴格控制以及銜接，而且此種護壁方法對在砂層中應用極少，技術經(jīng)驗不夠成熟，還有就是所需費用相對較高，所以不宜采取?！　?br /> 　　2.4正循環(huán)旋挖成孔
　　在綜合分析工程項目實際地質(zhì)條件的基礎，并結(jié)合施工單位現(xiàn)有的工藝和技術水平，和設計單位、業(yè)主、監(jiān)理商量擬定了正循環(huán)旋挖成孔的施工方案，其具體操作流程主要包括：正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔、泥漿護壁、水下混凝土灌注成樁等施工技術措施。
　　三、 施工技術要點及工藝分析總結(jié)
　　在成渝客專隆昌縣快速通道項目的建設中，工程項目設計單位、業(yè)主、監(jiān)理單位及施工單位經(jīng)過慎重的考慮和分析，最終決定采取正循環(huán)旋挖鉆成孔的方法。 　　
　　3.1施工技術要點
　　1、采取撈砂式封底鉆斗：在使用旋挖鉆機在砂層中進行鉆進時，如果使用普通的鉆斗鉆進則容易出現(xiàn)“跑空”的現(xiàn)象，所以工程技術人員積極進行工藝和技術改造，最終決定采取操作流程簡便、技術要求相對較低的撈砂式封底鉆斗，同時在鉆頭上設置通氣孔，保證提鉆過程中鉆頭上下泥漿流動，防止出現(xiàn)提鉆過程中的真空現(xiàn)象。在旋挖鉆機啟動后，首先采用低速鉆進，并且保證主卷揚機的鋼絲繩承擔高于鉆斗、鉆桿重量之和的20%以上，一定要嚴格檢查鉆孔過程中是否存在孔位偏差的問題。
　　2、嚴格控制泥漿比重：在旋挖鉆鉆進的過程中，嚴格控制粘土與泥漿的比重在1.4-1.6之間。在對終孔進行嚴格的施工質(zhì)量檢驗后，應及時進行首次清孔作業(yè)。在清孔作業(yè)過程中，一定要嚴格控制泥漿的相關工藝和技術指標，并且防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。因此，在首次清孔作業(yè)時要將泥漿比重嚴格控制在1.20-1.30之間。對于部分PH值較低的泥漿，可以添加適量的純堿，常規(guī)摻入量為膨潤土的0.3%-0.5%即可，將其PH值提升至8-10，以達到加速砂層水化作用的效果，進一步提高泥漿的穩(wěn)定性及膠體率。
　　3、及時組織二次清孔或重新調(diào)制泥漿，以達到加強護壁穩(wěn)定性的效果：在完成鋼筋籠安裝后，技術部門應使用專業(yè)的儀器對成孔深度、泥漿性能進行測量。通過本次砂層鉆孔樁施工中總結(jié)的經(jīng)驗，總結(jié)出下列幾項可行的技術措施：
　　1）在進行混凝土灌注前，孔內(nèi)泥漿的比重控制在1.15-1.25之間最為合理；
　　2）泥漿的含砂率應控制在≤10%；
　　3）泥漿的拌制時間應≥10min；
　　4）新拌制的漿應在泥漿池中水化分解24h以上方可使用；
　　5）混凝土灌注過程中，必須嚴格觀察和記錄護筒內(nèi)的水位變化情況，如有意外需及時進行處理。
　　3.2施工工藝分析與總結(jié)
　　1、問題：出現(xiàn)終孔驗收合格后，安裝鋼筋籠、導管后（這個過程的時間不超過1 小時），檢測沉渣厚度超標。
　　原因分析：
　　出現(xiàn)這種情況的原因是泥漿性能差，比重均小于1.1。現(xiàn)場施工人員認為旋挖鉆機成孔，旋挖斗將鉆渣全部提出，不像旋轉(zhuǎn)鉆機或沖擊機鉆依靠泥漿排渣，所以泥漿中含渣量小，在保證孔壁穩(wěn)定的情況下泥漿比重可調(diào)的相對小一些，這樣也容易滿足清孔驗收指標的要求。但是在穿越砂層時，還是有相當數(shù)量的沙子混入泥漿中，其含量超過泥漿本身的浮渣能力。在終孔后，安裝鋼筋籠和導管過程中，泥漿處于靜止狀態(tài)。由于泥漿比重較小，浮渣能力弱，沉渣迅速沉淀到孔底，導致沉渣厚度超標。
　　解決措施：
　　1）適當增大鉆孔時的泥漿比重，增強泥漿本身的浮渣能力；
　　2）終孔時孔底預留30 暫時不挖，待孔靜置2 至3 小時，沉渣沉淀后隨同底部預留的30一同挖出，達到第一次清孔的目的；
　　3）導管二次清孔或旋挖鉆機二次清孔（需提出導管和鋼筋籠）。 　　
　　2、問題：終孔后持續(xù)塌孔，甚至塌至地表，造成成孔徹底失敗，不得不回填。
　　原因分析：
　　砂層較厚4～5m、且是粗砂，透水性強。旋挖鉆機鉆進速度快，筒形鉆頭的活塞作用使孔壁不能形成護壁泥皮。護壁泥漿比重小，與砂層中水的壓力差不足以維持孔壁的穩(wěn)定。
　　解決措施：
　　1）增大泥漿比重，參考規(guī)范，取上限指標。
　　2）在砂層鉆進時，放慢鉆進速度，提、放鉆頭時放慢速度。
　　3、問題：有些孔在導管二次清孔時，在砂層或砂礫層部位出現(xiàn)塌孔。
　　原因分析：
　　1）終孔后，由于種種原因未能及時灌注砼，靜置時間長（一般超過24小時），砂層位置變松散；
　　2）清孔時降低泥漿比重至1.05～1.1 之間（清孔驗收指標），孔內(nèi)泥漿比重不足以維持砂層處孔壁的穩(wěn)定，泥漿循環(huán)沖刷孔壁。
　　解決措施：
　　1）優(yōu)化現(xiàn)場管理，各工序之間盡量連續(xù)施工；
　　2）砂層較厚時，鉆進時選用較大的泥漿比重，清孔時泥漿比重不宜低于1.15～1.3；
　　3、減少導管清孔時間，將孔底沉渣翻動懸浮后，快速灌注封底砼。如孔底沉渣厚度滿足要求，可直接灌注砼。
　　四、施工技術管理中應注意的事項
　　1、嚴格執(zhí)行技術交底制度，對現(xiàn)場技術、管理人員、施工班組作業(yè)人員進行崗前培訓，做到人人心中有數(shù)。
　　2、加大現(xiàn)場的檢查力度，規(guī)范施工中的技術操作流程。
　　3、在砂層鉆孔樁施工中，應根據(jù)不同的地層，適當增加或減少護筒長度，確保護筒伸入穩(wěn)定土層不小于50cm。
　　4、增加泥漿檢測的頻率，及時進行調(diào)漿、補漿，確保鉆進過程中泥漿比重始終保持在1.4～1.6之間。
　　5、設置泥漿制備池、循環(huán)池及清孔池，提高清孔質(zhì)量，提高泥漿的周轉(zhuǎn)效率，進一步節(jié)約施工成本。

　　參考文獻：
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