1、超深旋挖鉆孔入巖灌注樁施工質量控制要點內容摘要：旋挖鉆機成孔灌注樁工藝具有鉆孔速度快、入巖能力強、綜合成本低、安全性好、綠色環保等特點，本文結合工程實例，介紹了超深旋挖鉆孔入巖混凝土灌注樁施工質量和安全生產監理工作的方法和要點。1、近年來，隨著機械化程度的不斷提高，各行各業生產速度加快，產品質量不斷提高，建筑行業更是如此。隨著旋挖鉆機性能的整體提升，大功率、大扭矩的旋挖鉆機可成孔直徑2m以上的鉆孔樁。由于旋挖鉆具的不斷改進和完善，使得該設備具有對中、微風化花崗巖等硬質巖的超強入巖能力，正被廣泛應用于鉆孔樁基施工中，并以其鉆孔速度快、入巖能力強、綜合成本低、綠色環保等顯著特點，成為樁基施工中的主

2、力設備。本文通過具體工程實踐，介紹了超深旋挖機鉆孔入巖混凝土灌注樁施工質量控制要點。2、工程概況本工程項目占地面積5000多m2，建筑高度228m，地下室5層，地上50層；基坑開挖深度約2325m，坑中坑局部開挖深度約32m，基坑采用地下連續墻鋼筋混凝土內支撐支護。樁基礎設計為鉆孔灌注樁，抗拔樁樁徑為1200mm1800mm、抗壓樁樁徑為2000mm2600mm，抗壓樁設計有效樁長不小于6 m，樁端持力層為入中風化花崗巖不小于2000 mm，當中風化花崗巖層厚較小時，為入微風化花崗巖不少于500mm。由于旋挖鉆機施工作業面的需要，鉆孔樁必須布置在基坑開挖前的原地面進行施工，鉆孔深度不小于35m

3、。3、場地地層情況 根據地質勘察報告，場地自上而下為：（1）人工填土層(Qml)，屬雜填土，黃褐、褐紅、褐灰等色，主要由粘性土夾雜碎石、塊石、磚塊、混凝土塊等構成，呈松散狀態，層厚1.503.00m； （2）第四系沖洪積層（Qap+pl），粉質粘土層厚1.106.60m，粉細砂層厚1.203.40m，粗礫砂層厚0.803.40m；（3）第四系殘積層(Qel)，礫質粘性土系由花崗巖風化殘積而成，原巖結構清晰可辨、不均勻，含約2530%石英顆粒，局部夾強風化巖塊，稍濕，呈硬塑堅硬狀態，層厚2.2011.70m；（4）燕山晚期花崗巖(r53-1) 全風化花崗巖：褐黃、灰黃色，層厚1.7014.30m

4、；強風化花崗巖褐黃、灰褐色，風化裂隙極發育，不均勻殘留少量中風化巖塊，巖芯多呈砂礫狀及土夾碎塊狀，屬軟巖，層厚1.008.90m；中風化花崗巖，呈黃褐、灰白、肉紅色，部分礦物已風化變質，風化裂隙發育，裂隙面受鐵錳質浸染呈暗褐色，屬較硬巖，層厚0.807.90m；微風化花崗巖，呈黃褐、灰白、肉紅色，巖芯呈柱狀，屬堅硬巖。4、鉆孔混凝土灌注樁施工技術難點(1)樁徑大，大樁徑2600mm，鉆孔及入巖施工時須分級擴孔。(2)鉆孔與空孔深度大，實際鉆孔孔深至少為34.6 m，大鉆孔深度達42.9m；空孔深度范圍為23. 1m 31.1m，孔底沉渣厚度要求不大于50mm，控制難度大。(3)入巖深度大，塔樓

5、設計要求樁端入巖深度不小于2m，巖層堅硬，中風化花崗巖飽和單軸抗壓強度標準值28MPa，微風化花崗巖飽和單軸抗壓強度標準值62MPa。(4)樁頂標高低，低標高為-31.4m，現場控制難度大。(5)施工場地狹小，地連墻及工程樁鋼筋籠于施工場地內進行，無法整體放線，樁位測量定位控制困難。(6)樁基礎與基坑支護地下連續墻交叉作業，現場施工協調工作量大。5、超深旋挖鉆孔入巖混凝土灌注樁施工質量控制要點5.1嚴格審查施工方案，把好施工機械選擇關樁基直徑大、入巖深，巖層堅硬，中風化花崗巖飽和單軸抗壓強度標準值28MPa，微風化花崗巖飽和單軸抗壓強度標準值62MPa，進場的旋挖鉆機必須具備施工大樁徑、能入微

6、風化巖層的能力。施工方案選用三一重工SR360及以上型號旋挖鉆機，從目前國內外各種旋挖機型性能的進行綜合分析，基本具備本工程的需要。現場初期實際進場三一重工SR420型旋挖鉆機，該機動力頭配備有3組馬達、減速機，大提供420kN.m的超強輸出扭矩，大成樁直徑3000mm，大鉆孔深度為110m；具有“標準”、“低速大扭矩”、“高速小扭矩”三種鉆進模式，滿足各種工況條件下的施工要求。同時，該機首創自動脈沖加壓破巖技術，通過給巖層施加符合巖石破碎機理的周期脈沖壓力，大幅提高入巖效率，并終實現“自動入巖”，施工效果較好；后期進場一臺德國寶鵝BG30型旋挖鉆機，其性能接近SR360。5.2 加強現場測量

7、放線的復核控制，多次定位復核由于施工場地狹小，地連墻及工程樁鋼筋籠制作均在施工場地內進行，無法整體放線，只能采用多次施放樁位的方法進行。根據定位軸線的坐標計算出每一根樁的坐標，待樁位工作面出現，即采用全站儀施放樁位點，再根據該樁位點埋設護筒。正式鉆孔前，在護筒頂面鋪放模板并采用全站儀進行二次定位，拉十字線引至護筒頂便完成定位，控制樁位偏差在規范允許范圍之內；同時測量護筒頂標高，為鋼筋籠定位提供依據。5.3 成孔過程中泥漿稠度、比重的控制本工程灌注樁鉆孔主要采取旋挖鉆機施工。鉆頭自身取土，不靠泥漿攜帶，取土界面與孔內泥漿互不摻混，泥漿僅起支撐固壁之用。固壁泥漿選用中粘度鈉基膨潤土，細度較高，細度

8、模數選擇220目，含砂率低，護壁效果好。配制泥漿具有能充分發酵、膠體率高、不分層等特點。優質鈉基膨潤土加分散劑Na2CO3及摻合料CMC、燒堿等用高速制漿機攪拌而成，配合比在試樁過程中由現場試驗確定。經試驗泥漿密度在1.08-1.15g/cm3時孔壁穩定性能夠得到保證。本工程泥漿性能控制指標：新鮮泥漿密度為1.08g/cm3，粘度控制在18s，循環泥漿密度為1.15g/cm3，粘度控制在22s；新制泥漿在膨化池內膨化24h后方可使用；燒堿、CMC摻加比例按膨潤土用量控制在0.2-0.4%。在澆筑混凝土時，應將樁孔內的泥漿回收，回收泥漿經沉淀凈化等處理后，變為合格漿液重復利用。在施工過程中，要對

9、泥漿性能定期檢測，包括流變特性、密度、含砂量、泥漿流失、過濾板厚度和pH值等，適當添加相應摻合料以調整泥漿性能適用于不同地層，除CMC、燒堿外，還包括添加高分子包被劑、降失水劑、防塌劑等。泥漿池內的泥漿通過內循環方式，使泥漿充分攪動循環發酵。在鉆機鉆進提拔鉆桿時及時補漿，保證孔內泥漿液面高度必須高于護筒底1m以上，避免引起護筒下孔壁的坍塌。為調整泥漿的PH值需適量加入燒堿，促進粘土的水化分散和增稠。為解決泥漿污染防治問題，可以通過加入一定比例的陶瓷熔塊改善泥漿性能，去除泥漿由于所添加的外加劑帶來的有害性。鉆頭磨巖過程中，鉆具周圍巖石被磨成粉細顆粒，鉆頭產生的熱能將粉細顆粒膠結在鉆具周圍，增大了

10、摩擦阻力，配制的高性能泥漿能夠有效降低鉆具產生熱能，對磨巖產生的巖屑懸浮置換效果好，減少機械磨損，提高鉆進效率。泥漿對槽壁產生靜水壓力，在槽內相當于液體支撐，高細度低含沙量泥漿能夠深入土壁形成一道低透水性的泥皮，可維護土壁的穩定性。5.4 終孔條件的控制與孔深驗收本工程塔樓抗壓樁均在施工前進行了超前鉆探，現場根據超前鉆巖層的深度、設計要求的入巖深度及護筒埋設的頂標高，計算終孔孔深。在鉆進過程中及時跟進旋挖鉆機進入持力層的深度，聯系地勘單位負責人判別巖樣及樁孔深度是否與超前鉆樣吻合，相吻合時按計算孔深進行終孔驗收。由于本工程樁徑較大，“一孔一鉆”不能完全反映持力層的情況，若與超前鉆資料差異較大時

11、，應以地勘單位現場負責人判定的持力層標高或實際取出巖樣的特性，確定終孔標準及深度，從而保證了樁端持力層驗收的可靠性。5.5 鋼筋籠與吊筋的質量控制及鋼筋籠就位標高控制驗收（1）鋼筋籠的鋼筋品種、規格、數量應符合設計要求，鋼筋籠直徑及其制作質量應符合施工規范規定，其長度應按對應的終孔孔深驗收。另外，在起吊鋼筋籠前應檢查吊點的牢固程度及鋼筋籠加勁箍的數量。大直徑樁鋼筋籠的加勁箍采用三角形加強處理，在吊裝時為防止大直徑鋼筋籠彎曲變形，現場采用工字鋼扁擔吊裝。（2）由于樁頂標高在-23.0-31.4m之間，空樁較深，鋼筋籠就位時必須按實際孔深、樁頂標高及護筒標高準確計算吊筋長度，以確保鋼筋籠就位標高符

12、合設計要求。首先將鋼筋籠準確地吊放于孔口，再根據實際孔深、樁頂標高、有效樁長制作吊環、吊筋，并在孔口與鋼筋籠主筋進行現場焊接，兩根吊筋應對稱布置在鋼筋籠加筋箍的中心線上。（3）鋼筋籠入孔后，根據吊筋與護筒之間的距離及開孔時護筒上的十字定位線，檢查其是否處在樁孔中心；鋼筋籠入孔就位后，檢查吊筋吊環位置是否與護筒頂標高一致，如吊筋長度超出護筒面較多，則表明鋼筋籠未到位，應立即吊出鋼筋籠，查明原因并糾正后重新就位；鋼筋籠正常就位后應穿放定位鋼管進行固定，以防止鋼筋籠標高發生變化。5.6 孔底沉渣的檢查驗收鉆孔鉆至設計標高經現場驗收并確認終孔深度后，及時進行鋼筋籠吊裝就位。同時，應及時安裝灌漿導管。澆

13、筑混凝土前尚應復測孔深，當與終孔驗收深度一致或少于50mm時，方可澆筑混凝土；如若終孔后不能及時吊裝鋼筋籠就位，則應在下次吊裝前必須重新清孔。清孔時，應將旋挖鉆機鉆頭提離孔底10500px空轉，保持泥漿正常循環進行一次清孔換漿，再次吊裝鋼筋籠就位；在鋼筋籠和灌注導管下入孔底后灌注混凝土前，應進行孔底沉渣檢查，若沉渣厚度超過規范要求的50mm厚時，必須利用灌漿導管采用氣舉反循環清孔工藝進行二次清孔；因塔樓樁徑較大，在二次清孔時采用12m³以上的空壓機，氣體管道應深入孔深的三分之二左右，以確保樁孔孔壁的穩定并使孔底沉渣被完全清除；在進行第二次反循環清孔的過程中，導管應由吊機吊起從樁孔中心

14、向周邊適當緩慢提升移動，清孔時應隨時用測繩測量孔深變化和基底沉渣厚度，檢查循環吸出泥漿含沙量，直至吸出的泥漿濃度、含沙量與孔內泥漿一致時，測量基底沉渣滿足設計規范要求后應立即關閉空壓機，防止因過度清孔導致塌孔現象，當清孔泥漿比重小于1.10g/cm3，含沙量小于4%，孔底沉碴厚度小于50mm時，達到設計和規范要求，立即組織澆筑混凝土。5.7 水下混凝土澆筑的質量與鋼筋籠上浮的控制混凝土澆筑采用水下直升導管法，下放導管前應在孔口設置澆筑平臺并固定導管料斗，以保證在澆筑過程中施工人員的安全；導管應順樁孔中心而下，避免掛住鋼筋籠。混凝土澆筑前應根據不同樁徑、樁長等，計算出混凝土的初灌量，分別采用不同

15、的灌注斗進行初灌。初灌量保證埋管高度 1.0m，選定300mm 灌注導管，保證初灌量達到封底埋管的要求。混凝土灌注前，要對各作業環節認真檢查，制定有效的預防措施；嚴格遵守操作規程；根據清孔情況和澆筑過程及時聯系混凝土攪拌站保證灌注作業連續緊湊；每車混凝土到場后，應注意檢查其塌落度、和易性。另外，由于空孔深度較大，下料速度應適當控制，否則易造成鋼筋籠上浮；另外，要加強施工現場管理，防止違規操作。導管提升應勻速平穩，控制灌注時間在適當的范圍內；如遇突發事件導致澆筑停滯時間較長時，應不斷提升導管防止出現卡管、堵管現象；灌注混凝土時，項目部應安排專人負責樁頂混凝土標高和超灌注高度的控制。6、施工安全本

16、工程現場旋挖鉆機布置的數量較多，施工前應做好旋挖鉆機成孔樁工藝的三級教育和安全技術交底。施工單位應合理布置每臺旋挖鉆機與灌注樁的作業范圍，盡量使旋挖鉆機對樁孔的覆蓋達到大化。明確各臺旋挖鉆機的行走路線，合理布設泥漿池、循環溝。旋挖鉆機行走時應安排專人指揮，應注意不要在坡地上改變行駛方向；旋挖鉆機施工作業面應鋪設磚渣、碎石墊層，并鋪墊14mm以上鋼板，確保場地平整，以保證在入巖作業時較大的震動不致造成孔壁坍塌。同時在樁口埋入 3000mm的加長護筒，以加強孔壁的整體穩定性；在鉆孔入巖的過程中，為減少鉆機對孔壁的影響，提高機械效率并延長機械使用壽命，現場采用分級鉆、擴孔施工工藝，取得了良好的效果。現場人員必須佩戴安全帽及穿戴其他勞保用品，旋挖鉆司機及輔助機械的操作人員必須經過培訓，須持證上崗，熟悉設備所有的安全標志、警示牌的作用和內容，熟悉使用說明書，掌握設備的性能及操作規程，并遵照執行；工前必須認真檢查設備，定期對機械進行檢查維修保養，做好施工前的各項準