某山地城市旱橋灌注樁共計40根，樁基直徑為1.8米，樁長18～35米不等。橋墩基礎(chǔ)均采用嵌巖樁基礎(chǔ)，樁基應(yīng)嵌入弱風(fēng)化巖面嵌巖深度大于3倍樁徑。地質(zhì)描述：最上層為8～25米的回填土，其下有5米的原狀土，再下為巖石。水文情況描述：地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水和基巖網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙水，地表無明顯水體補(bǔ)給，主要接受大氣降水補(bǔ)給。人工填土層厚度大，局部地段分布連續(xù)，賦水性差、透水性較好，場區(qū)地形為溝嶺相間地形，有利于地下水的排泄。場區(qū)基巖網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙水貧乏。
2、施工方案比選
?。?）由于該灌注樁位于原山溝位置，人工填土較厚，回填土開挖后自穩(wěn)定性不足，且樁較深，若采用人工挖孔樁施工，存在較大的安全風(fēng)險。
?。?）根據(jù)地質(zhì)水文資料，該項目回填土較厚，土層透水性好，無法采用泥漿護(hù)壁成孔，不適合濕作業(yè)機(jī)械成孔。
?。?）根據(jù)螺旋鉆機(jī)一般適用于小樁徑的鉆孔樁，因該項目樁徑達(dá)1800mm，故不適合螺旋鉆機(jī)成孔。
?。?）根據(jù)地質(zhì)水文情況，旋挖機(jī)是本工程最合適的成孔機(jī)械。其優(yōu)點(diǎn)為成孔速度快，開挖安全，適用于不含地下水的地層；其缺點(diǎn)為在回填土中易塌孔，巖石中鉆孔較慢。本工程采用徐工XRS680旋挖鉆機(jī)，該機(jī)最大鉆孔直徑2500mm，最大鉆深105m，最大扭矩390KN.m，最大鉆速7～18r/min，額定功率298Kw。
3、施工工藝及技術(shù)參數(shù)
3.1施工準(zhǔn)備
施工前應(yīng)平整場地，清除雜物，換除表層耕植軟土，保證鉆機(jī)底座填土密實(shí)，以免產(chǎn)生不均勻沉陷；同時做好作業(yè)場地排水工作，在施工范圍內(nèi)挖設(shè)好臨時排水溝，確保施工場地不積水。
3.2樁位放樣
正式鉆孔前根據(jù)設(shè)計圖紙和計算坐標(biāo)用全站儀精確放出墩臺樁基中心并記錄，自檢合格后，及時向監(jiān)理工程師報驗。
3.3埋設(shè)護(hù)筒
鉆孔前設(shè)置堅固、不漏水的鋼護(hù)筒，護(hù)筒高1.5m，1cm厚鋼板制作，直徑比設(shè)計樁徑大20cm，頂面高出施工平臺約30cm。挖埋護(hù)筒時坑底應(yīng)整平，然后通過定位的控制樁放樣，把孔位中心位置標(biāo)于坑底，再把護(hù)筒吊放進(jìn)坑內(nèi)，找出護(hù)筒的圓心位置，用十字線定在護(hù)筒頂部或底部，然后移動護(hù)筒使護(hù)筒中心與鉆孔中心位置重合，同時用水平尺或錘球檢查，使護(hù)筒豎直。此后即在護(hù)筒周圍對稱、均勻地回填粘土，并分層夯實(shí)，夯填時要防止護(hù)筒偏斜。
護(hù)筒頂面中心與設(shè)計樁位偏差不得大于5cm，傾斜度不得大于1%。
3.4鉆機(jī)成孔
旋挖鉆機(jī)的鉆進(jìn)工藝采用靜態(tài)干土直接取土工藝，是一種無沖洗介質(zhì)循環(huán)的鉆進(jìn)方法。旋挖鉆機(jī)工作時能原地做整體回轉(zhuǎn)運(yùn)動。旋挖鉆機(jī)鉆孔取土?xí)r，依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層，斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)時切下土塊向斗內(nèi)推進(jìn)而完成鉆取土；遇硬土?xí)r，自重力不足以使斗齒切入土層，此時可通過加壓油缸對鉆桿加壓，強(qiáng)行將斗齒切入土中，完成鉆孔取土。鉆斗內(nèi)裝滿土后，由起重機(jī)提升鉆桿及鉆斗至地面，拉動鉆斗上的開關(guān)即打開底門，鉆斗內(nèi)的土依靠自重作用自動排出，鉆桿向下放關(guān)好斗門，再回轉(zhuǎn)到孔內(nèi)進(jìn)行下一斗的挖掘。成孔應(yīng)連續(xù)進(jìn)行不得中斷。
鉆孔過程中根據(jù)地質(zhì)情況控制進(jìn)尺速度：由硬地層鉆到軟地層時，可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度；當(dāng)軟地層變?yōu)橛驳貙訒r，要減速慢進(jìn)；在易縮徑的地層中，應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑；對硬塑層采用快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，以提高鉆進(jìn)效率；砂層則采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度；如在實(shí)際施工過程中出現(xiàn)卵石層，則采取以下措施：對于粒徑較小的卵石層采用斗式鉆頭慢速鉆進(jìn)，粒徑較大的卵石層采用錐形螺旋鉆頭鉆進(jìn)后更換斗式鉆頭清渣，如此往復(fù)，直至穿過卵石層。鉆渣要及時運(yùn)出工地，配備一臺挖機(jī)三臺自卸車極時對棄土進(jìn)行清運(yùn)。棄運(yùn)到甲方指定的地點(diǎn)，以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的要求。
在土層中成孔時，采用一般錐形桶斗齒取土，穿透土層后，更換帶挖掘機(jī)斗齒的鉆頭掘進(jìn)，一直致達(dá)到設(shè)計要求的深度方可終孔。
成孔時要依據(jù)土層情況，控制進(jìn)尺速度，為確?？椎拇怪倍确显O(shè)計要求，須保持樁機(jī)平整、加強(qiáng)檢查、勤檢勤糾。
3.5成孔、成孔檢查
?。?）成孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，對孔深、孔徑、孔壁垂直度、沉淀厚度等進(jìn)行檢查，檢測前準(zhǔn)備好檢測工具，測繩等；
?。?）沉淀厚度必須進(jìn)行檢查，檢測前準(zhǔn)備好檢測工具，測繩、檢孔工具等；
3.6巖芯取樣
根據(jù)地勘報告計算的預(yù)挖深度結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，待深度達(dá)到中風(fēng)化層以后，用筒鉆鉆進(jìn)，將孔底中風(fēng)化層巖石取出，送檢合格后，根據(jù)施工圖紙向下鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計嵌巖深度要求，復(fù)核深度后，即可終孔。
3.7清孔
鉆孔達(dá)到要求深度后，用檢孔器進(jìn)行檢孔?？讖?、孔垂直度、孔深檢查合格后，立即填寫終孔檢查證，并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認(rèn)可，方可進(jìn)行孔底清理，否則重新進(jìn)行掃孔。
清孔采用清孔鉆頭，鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后，停止進(jìn)尺，將鉆頭提出，采用清孔鉆頭對孔底進(jìn)行多次清孔，測量孔底沉碴厚度符合技術(shù)規(guī)范要求及設(shè)計要求，即停止清孔作業(yè)，放入經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后的鋼筋籠。
4、塌孔和掉鉆處理
4.1塌孔
由于回填土土層厚，壓實(shí)度不高，成孔后土壓力大，鋼護(hù)筒以下部分容易塌孔。如遇嚴(yán)重塌孔，采用C20混凝土回填至塌孔位置以上1米位置，待砼初凝后，再行鉆進(jìn)；如塌孔發(fā)生在鋼筋籠安裝已下沉至孔內(nèi)，應(yīng)及時將其提起，將孔內(nèi)塌陷的沉渣清理干凈后再安放鋼筋籠。
4.2掉鉆
掉鉆的原因很多，有孔壁大面積塌方而造成埋鉆；孔壁易縮徑而造成卡鉆；鉆筒外壁與孔壁間無間隙，如鉆進(jìn)過深，則易造成卡鉆；孔底取芯時容易發(fā)生掉鉆。
處理卡埋鉆的方法主要有：
?。?）直接起吊法，即用吊車或液壓頂升機(jī)直接向上施力起吊。
?。?）鉆頭周圍疏通法，即用反循環(huán)或水下4切割等方法，清理鉆筒四周沉渣，然后再起吊。
?。?）高壓噴射法，即在原鉆孔兩側(cè)對稱打2個小孔（小孔中心距鉆頭邊緣0.5m左右）然后下入噴管對準(zhǔn)被卡的鉆頭高壓噴射，直至兩孔噴穿，使原孔內(nèi)沉渣落入小孔內(nèi)，即可回轉(zhuǎn)提升被卡鉆頭。
?。?）護(hù)壁開挖法，即卡鉆位置不深時，用護(hù)筒、水泥等物品護(hù)壁，人工直接開挖清理沉渣。
本工程在孔底取芯時發(fā)生掉鉆事故，若不取出鉆斗，鉆斗銹蝕后樁底將發(fā)生較大沉降，對梁的受力非常不利。由于回填土較厚，鉆斗卡在中風(fēng)化巖石內(nèi)，一般方法均難以取出。若不能及時取出，有可能塌孔將其掩埋。經(jīng)認(rèn)真研究，決定采用人工下井套住鉆斗，然后采用吊車將鉆斗吊起。為確保人員安全，先檢查孔內(nèi)有無有毒氣體，然后通風(fēng)換氣，下放鋼筋籠，將人員放入防護(hù)筒內(nèi)放入孔底套住鉆斗。經(jīng)實(shí)踐，該方法安全可靠，非常實(shí)用。
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