引言

隨着我國基本建設尤其是城市建設的迅速發展，高層、超高層建築樁基應用廣泛，旋挖鑽機成孔灌注樁以其安全、環保、快速、高效的特點倍受青睞。但新設備、新技術的推廣都伴隨着改進與完善的過程，施工單位在引進旋挖鑽機並投入使用后，塌孔現象成為旋挖鑽機成孔工序中最大的障礙。通過技術攻關及工程實踐，人工澆築形成護壁法、混凝土回填護壁法逐步成為抑制塌孔的首選。

1 適用範圍

通過抑制旋挖鑽機成孔塌孔方法的應用實例，證明其適用於旋挖鑽機成孔施工中因卵石、流沙、涌水產生的嚴重塌孔處理，比較泥漿護壁、回填粘性土、預注漿等處理方案更具有針對性、可行性。

2 工藝原理

該方法的工藝原理為針對旋挖鑽機成孔因卵石、流沙、涌水產生的嚴重塌孔，採取混凝土回填形成護壁、人工澆築形成護壁抑制塌孔。塌孔部位在淺部，可先採用人工挖孔澆築混凝土護壁，然後進行旋挖鑽機成孔；塌孔部位在深部，則可採用旋挖機迅速清理輕微塌孔泥沙，及時澆築低標號混凝土填充，48小時后再用旋挖機成孔。

2.1 人工澆築形成護壁法

根據《地勘報告》和已施工樁孔地質情況，分析因卵石、流沙、涌水引起的塌孔的部位，若塌孔部位位於樁孔淺部，先採用人工挖孔作業，挖至塌孔部位底部，隨着人工挖孔澆築混凝土護壁，混凝土護壁達到強度后，對塌孔部位土體起到支護作用，然後再採用旋挖鑽機作業挖至設計孔深。

2.2 混凝土回填形成護壁法

旋挖鑽機成孔遇卵石、流沙、涌水引起塌孔，且塌孔部位位於樁孔中、底部，先採用旋挖鑽機挖至塌孔部位，迅速清除已輕微塌孔的泥沙，及時採用水下灌注c15混凝土，回填至塌孔頂部，待48小時后鑽機繼續作業，此時混凝土已填充塌孔部分，旋挖機掏出其中間部分，剩餘部分將形成混凝土護壁阻止塌孔的加劇。若塌孔較為嚴重，表現為塌孔泥沙清理不凈、樁孔進尺反彈現象；則需要分層進行c15混凝土灌注、鑽進，直至處理到塌孔底部。 

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

3.1.1 人工澆注形成護壁法

放線定樁位及高程——挖第一節樁孔土方——支模澆灌第一節混凝土護壁——在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線——安裝起吊架、通風、照明設施等——第二節樁身挖土——清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑——拆上節模板、支第二節模板、澆灌第二節混凝土護壁——重複人工挖孔工序至塌孔部位底部——拆除護壁模板、起吊架、通風、照明設施——旋挖鑽機就位——旋挖鑽機鑽進至設計孔深。

3.1.2 混凝土回填形成護壁法

旋挖鑽機就位——鑽頭對準樁位中心——鑽孔——埋設鋼護筒——旋挖鑽機鑽至易塌孔部位底部——安裝導管、漏斗——水下澆注c15混凝土——旋挖鑽機繼續鑽進至設計孔深。

3.2 操作要點

3.2.1 人工澆築形成護壁法

根據《地勘報告》和已施工樁孔地質情況，分析因卵石、流沙、涌水引起的塌孔的部位。

挖出的土石要及時運離孔口2m以外，機動車通行要離孔口3m以外，不得對井壁的安全構成影響。

向孔內運送鋼筋、模板、砼以及其它工具時，一定要綁紮牢固、可靠，並與孔內人員提前呼應。

孔內照明必須採用變壓器將220v降至36v以下的安全電壓，電氣必須嚴格接地、接零和使用漏電保護器。各孔用電必須分閘，嚴禁一閘多用。孔上電纜必須架空2m以上。

孔口設多層板製作的蓋板，並設專人看護，在吊出土方后和施工間歇時蓋板蓋嚴孔口。

3.2.2 混凝土回填形成護壁法

鑽機就位時，必須保持平穩，不發生傾斜、位移，為準確控制鑽孔深度，要在機架上或機管上作出控制的標尺，以便在施工中進行觀測、記錄。

護筒位置要埋設正確和穩定，護筒與孔壁之間要用粘土填實，護筒中心與樁孔中心線偏差不大於50mm。

鑽進速度要根據土層情況、孔深、鑽機負荷以及成孔質量等具體情況確定，尤其是鑽至水位以下，要“輕壓、輕鑽、慢上下”，防止動作劇烈引起水流，衝擊卵石、流沙等土質造成嚴重塌孔。 事先量測塌孔底部標高，按照導管底部距孔底≤600mm計算所需導管長度，在挖機轉場后立即下入導管，接好漏斗，進行c15混凝土澆築。

c15混凝土適合混凝土泵車泵送澆築，適宜坍落度為160～190mm。 澆築必須一次完成，高度控制在肉眼觀察塌孔上口線位置，若塌孔位置匿於水面以下，高度應控制在原水面位置。

4 質量控制

4.1 保證齡期、提高護壁質量

混凝土回填形成護壁法、人工澆築形成護壁法均採用混凝土澆築形成護壁，澆筑後混凝土必須達到一定強度才允許拆模或進行下道工序；倘若早拆、強拆，混凝土護壁會因鬆軟、強度低而塌陷，勢必造成返工；因此針對護壁混凝土強度要求，人工澆築形成護壁法中採用硫鋁酸鹽快硬水泥，養護至少12h以上再拆模，混凝土回填形成護壁法中c15混凝土必須自然養護48h以上，再進行旋挖機鑽進。

4.2 防止孔斜、保證樁孔垂直度

孔斜產生的原因是鑽進鬆散地層中遇到較大圓滑孤石或探頭石，將鑽具擠離孔軸線，鑽具由軟地層進入硬地層或粒徑差別太大的砂礫層，鑽頭所受阻力不均，導致鑽具傾斜，造成孔斜。或者鑽機位置發生串動，或底座產生局部下沉使鑽孔傾斜。預防的措施是：放慢鑽進速度，加固鑽機底座，提高地耐力，採用導向性好，桅杆剛性強的旋挖鑽機進行施工。

4.3質量檢測手段

①樁位偏移用直尺進行測量。

②樁的成孔深度用測繩測量。

③樁的垂直度用檢孔器測量。

④泥漿比重用比重計測定，泥漿稠度用漏斗粘度計測定，含砂量用含砂計量器測定，沉渣厚度用測繩來相對測定。

⑤樁身完整性和樁基砼質量採用探測器超聲波檢測。

5 安全測試

5.1強安全生產教育和安全交底工作，進入工地必須戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防護手套。

5.2 鑽機鑽進時，孔口人員應集中精力，鑽具需要立懸或擺放時，必須牢固墊穩，操縱崗位不得離人。

5.3 在危及人身安全設備旁設立醒目警示標誌，嚴禁人員靠近跨越。

5.4 非電工不準隨意拆卸或修理電器設備，對過路電纜應深埋或架空。

5.5 搬運鑽桿或抬導管應由專人統一指揮。

5.6 成孔后的孔口要設蓋，成樁后的負孔要及時回填，防止人、物掉入孔中。

6 環保原理

因旋挖鑽機屬低噪音、無振動環保型鑽機，在鑽進過程中噪音在65分貝以內；採用針對性處理，混凝土護壁施工，避免了泥漿製備、排放污染；如果挖掘的原始土含水率太大或呈流塑狀態，如果再配有現場流塑土減水固化處理裝置，對挖上來的流塑土進行減水固化處理后變成干土，然後通過自卸車進行裝運，滿足了城市環保要求。

7 結論

採用抑制旋挖鑽機成孔塌孔方法具有施工功效高、質量可靠、成孔速度快、成孔率高、適應性強、廢漿少、低噪音、污染小等特點。克服了旋挖鑽機成孔時塌孔、泥漿排放、工期長等缺點，極大地提高了施工質量。