旋挖鉆機流砂層施工工法詳解

　　粉砂、細砂、礫砂層等地層受結構松散、地下水位高、抗剪強度較差的影響，工程施工中特別容易發(fā)生潛蝕，塌孔等現象，造成擴徑、超方、泥漿含砂量高、沉渣層過(guò)厚等施工質(zhì)量問(wèn)題，甚至會(huì )發(fā)生局部坍塌或樁孔整體坍塌，進(jìn)而埋鉆等嚴重后果。在該地層施工最安全的方法是采用全護筒，但由于代價(jià)昂貴，很難在國內使用。在目前國內現有條件下，只能通過(guò)有效使用泥漿護壁和改進(jìn)鉆進(jìn)操作方法等工藝手段，來(lái)防止事故發(fā)生，最大程度降低事故出現率，提高成孔合格率。

　　一、案例解析
　　某建筑公司在安徽省巢湖市和縣施工，現場(chǎng)使用的是旋挖鉆機成孔樁徑1.8m，成孔樁深48m。在地下20~35m處為粉細砂地層，周?chē)恿鞅姸?、地下水豐富，砂粒處于懸浮狀態(tài)而失去穩定，能隨滲流的水一起流動(dòng)，形成流砂現象。

　　二、問(wèn)題分析
　　現場(chǎng)觀(guān)察地質(zhì)條件，結合現場(chǎng)鉆取出的鉆渣，發(fā)現該工程鉆進(jìn)的難點(diǎn)主要有兩點(diǎn)：

　　(1)上部有8m厚的流塑狀淤泥質(zhì)粘土，中間是15m左右的流砂地層，下部是中風(fēng)化的砂巖，鉆進(jìn)中易出現塌孔、吸鉆，縮頸現象。需配置合理的泥漿，在鉆進(jìn)過(guò)程中起到較好的護壁作用;

　　(2)在鉆進(jìn)至流塑地層時(shí),需注意操作方式的調整，過(guò)多的擾動(dòng)很可能導致孔壁意外事故的發(fā)生。

　　三、解決措施
　　解決塌孔問(wèn)題主要在于防止初始塌孔的形成，防止發(fā)生連續塌孔的惡性循環(huán)，即：解決塌孔主要在于防，而不是在于救。

　　(1)合理調配泥漿，針對流塑地層的特點(diǎn)，需要配置高粘度，中等容重的泥漿進(jìn)行護壁。鑒于國內膨潤土質(zhì)量好壞不一、泥漿粘度要求較高等原因，泥漿的配比可按照如下方案：

　　水：膨潤土：CMC：純堿=1000:140:2.5:4，并加入少許粘土攪拌均勻后，控制泥漿容重在1.20左右，粘度不小于45s，PH〉8。尤其值得注意的是：在泥漿池中加入膨潤土、纖維素、純堿后需靜置一段時(shí)間(24小時(shí))，待膨潤土完全水合后，在泥漿池中倒入粘土，用長(cháng)臂小挖掘機充分攪拌。且在開(kāi)鉆前2小時(shí)用小挖掘機再次攪拌，開(kāi)鉆前檢測所配置的泥漿是否達到要求(挖掘機攪拌過(guò)程中應時(shí)刻注意測量泥漿各參數值，達到工程所需值后即可停止攪拌)，否則再向泥漿池中酌情添加原料;

　　(2)在鉆頭上設置通氣孔，保證提鉆過(guò)程中鉆頭上下泥漿流動(dòng)，防止出現提鉆過(guò)程中的真空現象;

　　(3)保持泥漿液面高出地下水水面2～3m，可以通過(guò)加高護筒或在孔周?chē)O置粘土壩來(lái)實(shí)現;

　　(4)調整操作方式：控制泥漿液面，并在鉆孔過(guò)程中始終保持距護筒上邊緣30～40cm。(特別在提鉆時(shí))。鉆至軟土及砂層時(shí)：軟土和砂土層為易塌孔地層，操作時(shí)要盡量注意減少對孔壁的沖刷和擾動(dòng)，操作方法嚴格遵循“三慢”原則：即提、放鉆及鉆進(jìn)轉速慢，通過(guò)嚴格控制鉆具的運動(dòng)速度，來(lái)減少泥漿對孔壁的擾動(dòng)，并為泥皮形成留足時(shí)間;地面觀(guān)察：時(shí)刻關(guān)注泥漿液面，當發(fā)現泥漿液面突然下降且大量泡沬涌出時(shí)，可判斷出現局部塌方，應立即停止鉆進(jìn)并保證在鉆斗斗底打開(kāi)的情況下，緩慢地提升鉆頭，防止因擾動(dòng)而引起二次塌方;局部塌方事故處理：當發(fā)現有局部塌方時(shí)，繼續向孔內注入泥漿同時(shí)提出鉆頭，用挖掘機向孔內傾倒足量粘土，然后下放鉆頭反轉壓實(shí)粘土，邊壓邊反轉，待穩定后再用前文所述方法鉆進(jìn)。

　　在操作的過(guò)程中要注意如下事項：在鉆進(jìn)過(guò)程中還應時(shí)刻注意泥漿液面，若發(fā)現有塌方跡象時(shí)應盡快采取相應措施;保持泥漿液面高度，勤加泥漿;在整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中，提、放鉆頭一定要非常緩慢;注意鉆機沉降情況，一旦發(fā)現異常立刻安排鉆機離場(chǎng)，現場(chǎng)人員及時(shí)撤離。

　　四、解決效果
　　通過(guò)以上改進(jìn)效果明顯：鉆進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有出現塌孔、吸鉆、埋鉆等不良現象。鉆進(jìn)效率較高，降低了施工成本，提高施工效益。

　　五、工法小結
　　流砂地層的鉆進(jìn)只要選擇的工法適當，穩定，高效的鉆進(jìn)是可以實(shí)現的，施工中需滿(mǎn)足三方面的要求：科學(xué)的泥漿配置，合理的鉆進(jìn)方式，充分的施工準備，流砂層鉆進(jìn)將不再是旋挖鉆機施工范圍擴大路上的絆腳石。

　　隨著(zhù)國內基礎建設熱潮的興起，大型工程項目陸續開(kāi)工建設，施工工藝不斷成熟，在這一背景下，工法技術(shù)的不斷研發(fā)、推廣，對于國內在高鐵，高速公路，快軌，特大橋梁等大型工程建設項目會(huì )有一個(gè)很好的推動(dòng)作用。