隨著我國(guó)巖土施工技術(shù)的飛速發(fā)展，在鉆孔灌注樁中，施工機(jī)械更新?lián)Q代比較快，近幾年旋挖鉆機(jī)的引進(jìn)及應(yīng)用，使鉆孔灌注樁的施工速度大大提高，施工成本大幅度節(jié)儉。本文介紹鉆孔灌注樁在緊鄰建筑物、交通要道以及地層中含有大量堅(jiān)硬巖石的情況下，采用旋挖施工機(jī)械和工藝，通過(guò)對(duì)鉆頭的選擇和對(duì)施工存在問(wèn)題的處理，從而達(dá)到加快工程施工進(jìn)度和節(jié)約成本的目的。

一、前言

我司施工的獵德西區(qū)綜合發(fā)展項(xiàng)目C區(qū)工程，基坑面積約40000㎡，開(kāi)挖深度18m，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式為止水帷幕+支護(hù)樁+預(yù)應(yīng)力錨索。支護(hù)樁采用￠1200@1400的鉆孔灌注樁，根據(jù)入巖深度要求，支護(hù)樁施工長(zhǎng)度約22m。在支護(hù)樁施工過(guò)程中，由于基坑周邊緊鄰建筑物及交通要道，且地下地質(zhì)從15米深左右開(kāi)始為中、微風(fēng)化巖層，在該種地質(zhì)情況下施工單位采用旋挖鉆機(jī)成孔，在施工中遇到了一些問(wèn)題，并采取了一些處理方法，現(xiàn)總結(jié)出旋挖鉆機(jī)在不同地質(zhì)條件下的成孔技術(shù)及重點(diǎn)控制的項(xiàng)目和一些特殊問(wèn)題的處理方法，供同行在今后相類似的工作中參考。

二、旋挖鉆機(jī)優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)介

旋挖機(jī)成孔首先是通過(guò)底部帶有活門(mén)的桶式鉆頭的回轉(zhuǎn)破碎巖土，并直接將其裝入鉆頭內(nèi)，然后再由鉆機(jī)提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取土/卸土，直至鉆至設(shè)計(jì)深度。對(duì)粘結(jié)性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝。而在松散易坍塌地層，則必須采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝。與傳統(tǒng)的沖擊鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)鉆機(jī)相比，旋挖鉆機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、能夠一機(jī)多用，實(shí)現(xiàn)多種鉆進(jìn)方式，在主機(jī)不變的情況下，旋挖鉆機(jī)可配合短螺旋鉆頭或鉆斗來(lái)進(jìn)行適應(yīng)不同地層要求的成孔。

2、設(shè)備性能先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低：旋挖鉆機(jī)為履帶式全液壓自行式鉆機(jī)，采用全套液壓系統(tǒng)，并配備先進(jìn)的電腦操作系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)可自行移動(dòng)，自立桅桿，移動(dòng)、對(duì)孔位方便、快捷。采用伸縮式鉆桿，節(jié)省了人力和加接鉆桿的時(shí)間，輔助時(shí)間少，時(shí)間利用率高。

3、鉆進(jìn)效率高：旋挖鉆機(jī)可根據(jù)地層情況配置不同的鉆頭，在粘性土層可使用長(zhǎng)鉆筒，加快鉆進(jìn)速度；對(duì)于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒，配置泥漿護(hù)壁，控制鉆速；對(duì)于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長(zhǎng)、短螺旋鉆頭進(jìn)行處理，松動(dòng)后再換上鉆筒繼續(xù)鉆進(jìn)。

4、成樁質(zhì)量好：旋挖鉆進(jìn)對(duì)地層擾動(dòng)小，孔壁泥皮薄，形成的孔壁為粗糙型，有利于增加樁側(cè)摩擦阻力，保證樁基設(shè)計(jì)承載力。孔底沉渣少，易于清孔，能提高樁端承載力。

5、環(huán)境污染小：旋挖鉆進(jìn)所用泥漿量?jī)H為正反循環(huán)鉆進(jìn)的1/10～1/20，因而施工現(xiàn)場(chǎng)較整潔，對(duì)環(huán)境造成的污染小，同時(shí)旋挖鉆進(jìn)振動(dòng)小，噪聲低。

但是，旋挖鉆機(jī)受地層地質(zhì)情況的制約較大，在硬巖層、較致密的卵礫石、孤石層時(shí)，鉆進(jìn)就變得比較困難，但可以針對(duì)硬巖層、粒徑超過(guò)100mm的卵石層、直徑大于200mm的漂石地層的配備筒式取芯鉆頭、沖抓錐鉆頭，以及螺旋鉆頭來(lái)克服由地層帶來(lái)的困難。

三、施工準(zhǔn)備

1、泥漿配置：旋挖鉆機(jī)對(duì)地層擾動(dòng)較小，通常情況下只用護(hù)壁穩(wěn)定液即可施工。在孔口一定距離內(nèi)挖設(shè)泥漿池及循環(huán)水溝，并采用清水加膨潤(rùn)土制備護(hù)壁穩(wěn)定液，加強(qiáng)試驗(yàn)，擇優(yōu)選擇配合比，加強(qiáng)質(zhì)量控制，泥漿比重控制在1.1～1.3。當(dāng)鉆入砂層等易塌地段時(shí)，可視情況往穩(wěn)定液內(nèi)加入粘土，增大泥漿稠度，提高泥漿護(hù)壁能力。

2、鉆頭儲(chǔ)備：根據(jù)施工需要，增加普通鉆頭和螺旋鉆頭的儲(chǔ)備。

四、主要技術(shù)措施

1、試樁：為確定旋挖鉆機(jī)及選用的鉆頭能否有效克服區(qū)段施工范圍內(nèi)的困難地層，在鉆孔灌注樁正式施工前，首先選一根樁做試驗(yàn)樁，試樁時(shí)詳細(xì)記錄好各地質(zhì)層的巖樣情況，并記錄好鉆機(jī)在不同地質(zhì)層的鉆進(jìn)速度和進(jìn)尺難易程度，在進(jìn)尺比較困難的地質(zhì)層可以考慮更換鉆頭。

2、軟地層施工技術(shù)：本工程在地下15m深度范圍內(nèi)為淤泥、砂層及軟土區(qū)域，鉆機(jī)只需配置一般的筒式鉆頭成孔即可，進(jìn)尺速度比較快，每小時(shí)可以進(jìn)尺15～20m，且鉆頭的磨損非常小，基本上不需要對(duì)鉆齒進(jìn)行維修和更換。但在軟底層區(qū)域，尤其是砂層部位，容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，此時(shí)需加深孔內(nèi)水位，加大泥漿的粘度，防止塌孔事故的發(fā)生。

3、硬地層施工技術(shù)：當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)中風(fēng)化巖層時(shí)，普通的筒式鉆頭進(jìn)尺速度邊的非常緩慢，每小時(shí)進(jìn)尺約1m左右，并且?guī)r層對(duì)鉆頭磨損較大，鉆頭鉆齒要經(jīng)常更換。此時(shí)普通的筒式鉆頭不再適用，需更換成螺旋鉆進(jìn)行鉆進(jìn)，將巖層破碎后，再采用普通的筒式鉆頭將碎石取出即可。針對(duì)此種現(xiàn)象，項(xiàng)目監(jiān)理部要求施工單位每臺(tái)鉆機(jī)按工作效率至少配備相同直徑的鉆頭2～3個(gè)，一個(gè)用于鉆進(jìn)時(shí)，其它備用鉆頭可以進(jìn)行整修，不影響正常工作。本基坑在東南角部位鉆進(jìn)到18米的位置時(shí)出現(xiàn)了礫巖，巖石強(qiáng)度非常高，螺旋鉆無(wú)法有效鉆入巖體，此時(shí)可采用球齒筒式取芯鉆頭，利用球形齒上的鎢鋼頭對(duì)巖體碾壓切割，有效切段分割巖土，直接將巖石取出。

五、施工中常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施

1、卡埋鉆具

卡埋鉆具是旋挖鉆進(jìn)施工中最容易發(fā)生的、也是危害較大的事故，因此在施工過(guò)程中一定要采取積極主動(dòng)的措施加以預(yù)防，一旦出現(xiàn)事故，要采取有效措施及時(shí)處理。發(fā)生的主要原因及預(yù)防措施有：

○1較疏松的砂卵層或流砂層，孔壁易發(fā)生大面積塌方而造成埋鉆。在鉆至此地層時(shí)，應(yīng)提前制定對(duì)策，調(diào)整好泥漿比重。

○2粘泥層一次進(jìn)尺太深孔壁易縮徑而造成卡鉆。在這類地層鉆進(jìn)要控制一次進(jìn)尺量，如在15m以下深度鉆進(jìn)時(shí)，一次鉆進(jìn)深度更好不超過(guò)40cm。

○3因機(jī)械事故而使鉆頭在孔底停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致鉆頭筒壁四周沉渣太多或孔壁縮徑而造成卡埋鉆。因此，平時(shí)要注意鉆機(jī)本身的及時(shí)保養(yǎng)和維修，同時(shí)要調(diào)整好泥漿性能，使孔底在一定時(shí)間內(nèi)少沉渣。

2、塌孔

主要是因?yàn)殂@進(jìn)過(guò)程中不使用泥漿，或使用很少的泥漿，護(hù)壁效果差所致。為防止鉆孔坍塌，鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)保持孔內(nèi)水位適當(dāng)高出地下水位，控制好泥漿比重，同時(shí)注意控制鉆斗的升降速度。

3、漏漿

漏漿事故主要與地下水位和泥漿的性能有關(guān)，如發(fā)生大裂隙漏漿，應(yīng)采用回填的辦法處理；漏漿不太嚴(yán)重則應(yīng)調(diào)整泥漿性能，形成的泥皮應(yīng)有足夠的韌性；可在泥漿中滲入適量的水泥，攪拌均勻后使用。

4、不進(jìn)尺

主要原因：鉆頭被粘土糊滿打滑或鉆進(jìn)過(guò)程中遇到漂石、堅(jiān)硬的卵石層、基巖等。

防治措施：當(dāng)出現(xiàn)打滑時(shí)，調(diào)整斗齒的角度為60°，可往孔內(nèi)投入石塊、換螺旋鉆頭或截齒鉆頭等辦法來(lái)處理。如遇到漂石、堅(jiān)硬的卵石層、基巖等情況時(shí)，更換或改造鉆頭，重新安排刀具角度、形狀、排列方向或改用全截齒旋挖鉆斗。

5、掉鉆頭、鉆頭底板

鉆桿與鉆頭的連接不結(jié)實(shí)或者鉆頭地方接頭與鉆頭體焊接不牢、穿銷強(qiáng)度不夠等都可能造成鉆頭脫落。鉆頭底板的連接軸強(qiáng)度不夠、連接鉆頭底板的螺栓剪切破壞、鉆頭底板連接軸與軸套焊接不牢等都可能造成鉆頭底板脫落。施工過(guò)程中要注意對(duì)這些部位的檢查。如果造成鉆頭脫落，可用筒式鉆進(jìn)行打撈

總結(jié)

旋挖鉆進(jìn)技術(shù)及設(shè)備在樁基施工中具有一系列無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在施工前要調(diào)查了解施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，認(rèn)真熟悉地質(zhì)勘察報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)施工過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生的一些問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行分析處理，做到科學(xué)組織，精心施工，嚴(yán)格管理，充分利用旋挖鉆機(jī)在樁基施工中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高施工質(zhì)量、降低施工成本，不斷推進(jìn)旋挖鉆機(jī)施工技術(shù)的發(fā)展。