上海市市政工程建设发展有限公司 上海市 200000
摘要：如今，社会对建筑工程的质量要求愈加严格，中国更加严格地把控钻孔灌注桩施工技术，特别是复杂环境下钻孔灌注桩的施工技术。因为在复杂环境下，会使得钻孔灌注桩的实际施工存在很大的困难，甚至可能会出现一些安全事故，这就使得现代建筑领域的建设与发展受到极大的影响。本文基于复杂环境，结合钻孔灌注桩的具体施工情况，针对一些常见的施工质量难题展开探讨，并且提出具备较强针对性的解决措施，使得复杂环境下的钻孔灌注施工质量与安全得到极大的保障，并且希望能够有效促进现代建筑行业的建设与发展。
关键词：市政工程；复杂地质；钻孔灌注桩；施工处理方法
一、工程概况
常州市轨道交通1号线配套工程—管线迁改（一）城北污水厂主干管线工程1标工程为常州市轨道交通1号线前期配套工程，将原晋陵路沿线污水主管管线进行迁改。建成投入运营后将为地铁施工提供条件；同时可将目前的城北污水厂污水处理规模提至15 万m3/d，大大提高常州市新北区在汛期的污水处理能力。
该工程位于常州市巫山路沿线及城北污水处理厂，施工内容包括大型土石方工程、顶管基坑支护及开挖工程、顶管施工、泵房基坑支护及开挖工程、泵房下部结构、部土建及泵站电气设备安装工程等部分。其中泵站基坑平面尺寸为33.85m×29.60m，开挖深度14.30m。
同时，为满足常州市新北区汛期调洪及污水排放的使用要求，本工程需在2014年4月底常州市汛期来临之前完成全部结构及电气设备安装及调试，具备通水运营条件，因此本工程工期十分紧张。
施工前，根据地质勘查报告显示，该泵站基坑开挖深度涉及到的土质包括杂填土、粘土、粉土及粉砂，地质情况复杂、土层变化较多，而且地下水含水位较高。同时根据业主单位组织的施工前交底，泵站基坑范围内有一座污水格栅池需拆除，该格栅池的东侧、南侧和北侧都有污水管道，同时分布着较多的电缆、控制线、水管等地下管线。复杂的施工环境给该工程泵站基坑施工质量控制带来很大难度，同时给基坑安全带来一定程度的隐患。
泵站基坑平面尺寸33.85m×29.60m，采用排桩+内支撑形式，外侧设置三轴搅拌桩悬挂式止水帷幕。基坑深度14m，沿基坑深度方向设置两道钢筋混凝土围檩支撑体系（如图6）。泵站基坑施工质量情况主要取决于基坑支护的施工质量，因此本工程基坑支护结构钻孔灌注桩的施工质量至关重要。
项目部经过调查研究，对地质报告、设计图纸进行反复研究，同时跟业主单位及城北污水处理厂内管理人员多次沟通，并多次组织召开专题会，讨论施工方法。项目部对影响泵站基坑施支护结构钻孔灌注桩的施工质量的因素进行了统计和分析，影响主要有以下情况：
第一、成孔施工质量
1、地下障碍物分布复杂，无法完全清除；
2、施工场地土质复杂，砂性土比例大（桩长27m，平均有18m长度处于粉砂土），影响成孔质量。
第二、桩位偏差
1、周围建筑物多，测量通视点布置有难度，导致测量放样误差偏大；
2、施工场地情况复杂，影响桩机移位精度。
第三、钢筋笼制作质量
1、施工人员技术水平影响钢筋笼的直径、圆度及点焊质量。
第四、钢筋笼对接质量
1、施工人员技术水平影响对接焊接质量；
2、现场偷工减料导致接头长度偏小。
第五、成桩质量
1、混凝土质量影响成桩质量；
2、施工人员操作水平影响混凝土浇灌质量。
围绕本工程泵站基坑钻孔灌注桩施工质量管理，QC小组对本工程泵站基坑围护结构钻孔灌注桩开始施工的前30根桩进行统计分析，通过查看施工记录、翻阅工程小结，发现钻孔灌注桩在成孔施工、桩位偏差、钢筋笼制作、钢筋笼对接和成桩施工等方面制约着钻孔灌注桩的施工质量。本工程钻孔灌注桩质量问题调查统计如下表2、表3：
项目部针对13个末端因素逐一进行现场调查及验证，根据其对课题影响程度，最终确定钻头选型不合理、钻进参数控制不合理、泥浆参数不合理3个末端因素为主要原因。
七、对策制定
针对以上找出的3个要因，项目部制定对策表如下：
D阶段（根据制定的对策进行实施）
八、对策实施
实施一：采用导向性和切削性较好的四翼刮刀式钻头
钻孔灌注桩成孔设备的选用对整个桩体的成败起着决定性作用，钻头的选择应考虑桩径及施工现场的土质情况。一个合适的钻头应该具备良好的导向性以确保成孔垂直度、良好的切削能力以确保钻进的连续性。
（1）特制Φ1200钻头，确保孔径
本工程钻孔灌注桩直径为1.20m，为确保桩径及后续的钢筋笼下放施工，钻头进行特殊加工，钻头导向圈外径为1.20m。并对钻头导向圈进行测量，控制导向圈的圆度，以确保导向性。
（2）特制85°夹角的锐角钻头，增大钻进速度
本工程钻孔灌注桩采用特制85°夹角的锐角钻头，有助于提高钻进速度。
（3）刮刀上镶嵌合金，增加切削性
普通钻头刮刀为钢制刮刀，刮刀磨损较快，且碰到地下障碍物时容易受损，降低切削土体能力。本工程采用的钻头，在刮刀上镶有合金，增大刮刀切削面刚度和硬度，从而增加切削土体的能力，可确保成孔钻进施工的连续性。
实施二：施工开始阶段进行试孔确定各钻进参数
本工程施工区域土质包含杂填土、素填土、粘土、粉质粘土、粉砂，土质较多。成孔施工过程中钻头穿越不同土质时需进行注意钻压、转速和冲洗泵量各钻进参数的调整，以使得各参数及之间的组合达到最佳，确保成孔质量。
（1）钻孔灌注桩成孔钻进参数定义
钻压：钻压应根据土体压入强度大小同步调整，钻压大，可增大钻进速度，转速和冲洗泵量需同步加大，但是钻压过大会出现钻杆摇摆幅度加大现象。
转速：转速增大可加快切削土体速度，从而增大钻进速度，但转速过大会带动孔内水流，影响孔壁稳定性。
冲洗泵量：泵量需与钻压成正比，确保排渣量，但泵量过大会造成压力损失大，深孔施工时会降低排渣能力；同时泵量过大会加快循环水流流速，影响孔壁稳定性。此外泵量增大对泥浆池容量要求高，因此要求场地有足够空间。
（2）分组试验，选择不同的钻进参数，对比查看成孔过程
试验分三组，分别选取一根桩进行成孔试验，三组钻进参数试验取值见下表。为排出其他因素影响，该三根桩均由同一施工班组进行；成孔过程中，三根桩地质情况相似，且未遇到障碍物。
在该参数范围内控制钻孔施工，本工程钻孔平均时间为：每根钻杆长度4.65m耗时1h，桩长27.6米，共6根钻杆，净耗时7 h。
实施三：降低泥浆含砂率，增大泥浆粘度
（1）设置二级沉淀池除砂
根据试验检测，成孔过程中，当孔深达到7米进入粉砂土层后，排出孔口的泥浆进行检测，泥浆比重平均达到1.35，而粘度平均16″，含砂率平均12%。而清孔时，对孔口排出的泥浆指标进行检测，泥浆比重平均1.2，粘度平均16″，含砂率平均10%。上述两次测得的泥浆指标均在相关规范规定的范围之外。
因此，为降低泥浆含砂率和密度，同时确保泥浆粘度及排渣能力，我们根据现场实际情况，在沉淀池与泥浆池之间增加了一个较小的沉淀池b，如图10、11。
沉淀池b的尺寸为长2m宽2m深1.5m，在靠近沉淀池a一侧，对池壁设置了1:2的坡度，斜坡高度1m，长度2m，坡面长度2.4m，泥浆从沉淀池a进入b时有助于密度较重的粉砂沉淀。
项目部制定的对策在流程中起到了关键性的作用，实现了设定的质量控制目标值，保障了钻孔灌注桩施工一次性合格率。同时节约了泵站施工工期，为泵站后续的结构施工、设备安装及调试节省了工期，从而有力的保障了泵站于5月份常州市汛期来临前具备调洪能力的重大节点要求。
2、经济效益
本次针对钻孔灌注桩成孔质量管理成果，在取得了良好实施效果的同时，也获得了较好的经济效益。
本工程两台钻机同时施工，每个班组共需14人，通过项目攻关，提高成孔一次性合格率，从而提高钻孔灌注桩一次性合格率，在整体工期上节约10d左右，而泵站施工进度处于本工程的主要线路。因此，直接节约人工费6.5万余元、机械台班费7.5万余元，水电费1万余元、管理费用2万余元。 同时钻孔灌注桩质量得到保证，可免除后期修补费用10.0万余元。
因此，通过技术控制，钻孔灌注桩一次性合格率提高可以给项目带来的直接经济效益约为27万元。
3、社会效益
通过项目部的技术攻关，该工程钻孔灌注桩的成桩质量得到了明显提高，确保了本工程泵站基坑安全，从而为后续施工提供了保障。本次项目部实现了预期的质量效果，也得到了业主单位和常州市质量监督管理部门的肯定，获得了较好的评价。
同时通过项目部的技术攻关，本工程泵站基坑围护结构工期比原计划节约了10天，为后续的泵站结构和电气设备安装等高要求工序抢出了宝贵的工期，从而进一步保障了泵站于5月初常州市汛期来临前实现整体完工并投入运营的重大节点要求，为常州市城市污水处理工作提供了强有力的保障。
通过创建技术型项经部，大家都以高度责任感投入到日常的工作中，在工作中建立沟通的机制，在不断的沟通和互相鼓励下，提高了员工队伍整体素质，如今项经部正逐渐走向成熟、并具备了很强的战斗力。
A阶段（巩固成果，总结交流）
十、巩固措施与标准化
在泵站基坑围护结构施工结束后，我们及时总结经验，在《基坑施工专项方案》和《钻孔灌注桩施工专项方案》的基础上，制定了《钻孔灌注桩施工作业指导书》和《钻孔灌注桩施工操作规程》，各种措施在施工中也得到了很好的验证。已经经公司科技部批准，推广到了其他相关工程中指导施工，也取得了一定成果。
十一、总结
本次复杂环境下钻孔桩施工质量取得了良好的效果、达到预期的目的，为基坑内的施工创造条件，大大减少基坑施工时对周边环境的影响，从而保证了基坑及周边环境的安全。
参考文献：
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[2]王有志，常晓莉，王效平.复杂地质条件下超长钻孔灌注桩施工风险分析[J].岩土力学，2016,(S2).
[3]李世京，刘小敏.《钻孔灌注桩施工技术》[M].北京:地质版社，2016.
[4]罗骥先.《桩基工程检测手册》[M].北京:人民交通出版补，2014.
作者简介：陈亮（1989-11-24），男，汉族，籍贯：上海市，当前职务：职员，学历：本科，研究方向：市政工程
论文作者:陈亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
标签：钻孔论文; 基坑论文; 泵站论文; 工程论文; 钻头论文; 泥浆论文; 常州市论文; 《基层建设》2018年第4期论文;