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摘要：随着我国建筑行业的不断发展，旋挖成桩的技术逐步成熟，但是在施工现场，经常因为地基条件复杂导致旋挖桩成桩质量不佳，主要以成都天府国际机场桩基施工为例，介绍复杂地基条件下的旋挖桩施工质量控制研究，并对各项质量控制措施进行可行性分析。
关键词：碎石桩 褥垫层 塌孔 低标号混凝土 高压旋喷
1 工程概况
成都天府国际机场T1航站楼桩基工程，工程桩采用干作业机械成孔灌注桩。桩基直径1.0m～2.0m，桩长4～24m。工程桩施工区域已经进行7～9m深、直径0.6m碎石桩+0.5m厚褥垫层（褥垫层、碎石桩桩顶标高在-5m左右）地基处理，褥垫层地下水丰富；同时地基处理区域存在大量淤泥土质。
2 旋挖桩施工质量控制研究背景
根据前期试桩及部分工程桩施工情况，在大面积碎石桩+褥垫层地基处理区域，工程桩与碎石桩存在相交、相切等情况，出现工程桩桩孔塌孔现象，影响桩身完整性；同时地基处理区域存在大量淤泥土质，旋挖成孔过程中出现缩孔和塌孔现象。主要原因有以下两点：
1）在土质较软的土层上，由于快速回填厚度很大的填土层，下部软弱土层中地下水无法及时排出，在填土的作用下，形成超孔隙水压力，在超孔隙水压力作用下，当旋挖桩在软弱土层中成孔时，土体将侧向挤出出现缩径，甚至塌孔情况。
2）在大面积碎石桩+褥垫层地基处理区域，后期施工的工程桩和支护桩与前期施工的碎石桩存在相交、相切等情况，部分桩还处于盲沟位置，极易出现塌孔现象。
现场施工过程中，部分工程桩旋挖成孔过程中孔壁粗糙，旋挖至一定深度时，出现淤泥土，桩孔出现缩径现象，继续旋挖钻进困难最终导致塌孔。除此之外，在旋挖过程中出现褥垫层坍塌引起塌孔的现象也比较普遍。
为解决以上地质条件导致塌孔、缩孔问题，保证桩孔完整性；尽量避免工程桩旋挖成孔及混凝土浇筑过程中碎石桩、孔壁不稳定土垮塌造成夹杂和桩底沉渣厚度过厚等质量病害。特对本工程复杂地基条件下的旋挖桩施工质量控制研究。
3 旋挖桩施工质量控制措施研究分析
本桩基工程施工区域处在大面积碎石桩+褥垫层进行地基处理的范围内，采用普通施工方法，成孔作业时塌孔风险增大。拟采用施工措施对比见表1。
表1 拟采用施工措施对比
综合对比以上措施，1～5措施存在工期较长、施工难度大、成本高等限制性因素，导致实施难度较大，本工程不予与考虑。其中6、7措施可行性较强，其中6措施，施工速度较快，解决本工程塌孔、缩孔效果较好，但其存在可能封闭地基处理时预留的碎石排水层和排水盲沟隐患，同时根据现场实际情况，可能不会出现全部旋挖成孔都出现塌孔或缩孔现象。若地基处理区域工程桩都进行旋喷加固，也存在大面积浪费加固现象。7措施可以有效治理塌孔，成本相对较低，但对于特别严重情况，可不能有效治理塌孔。
综合分析，桩基旋挖成孔若出现塌孔，采用低标号混凝土回填待达到一定强度后再从新旋挖成孔；对于特别严重情况回填低标号混凝土不能解决塌孔问题，则采用高压旋喷进行桩基周边土体加固。
4 旋挖桩塌孔处理
4.1 低标号混凝土回填
低标号混凝土回填基本施工流程：旋挖钻进→发现塌孔现象→旋挖钻进明显塌孔部位下1m→迅速清除已塌孔的泥土、石子→监理、甲方单位等见证及验收合格→灌注C15早强混凝土（孔底水较多，则采用水下混凝土灌注方法）→砼回填2天后钻机再钻进作业→旋挖终孔。
低标号混凝土回填技术措施：
（1）一般性塌孔。
1）旋挖钻机旋挖过程中发现塌孔现象；
2）继续旋挖直至明显塌孔下部1m，观察塌孔深度未继续扩大，停止钻进。
3）迅速清除已轻微塌孔的泥土、石子，及时采用灌注C15早强混凝土，回填至塌孔顶部0.5m；
4）待C15早强混凝土回填2天后钻机继续作业，此时混凝土已填充塌孔部分，旋挖机掏出其中间部分，剩余部分将形成混凝土护壁阻止塌孔的加剧。
（2）若塌孔特别严重，表现为塌孔泥土清理不净、桩孔进尺反弹现象
1）多次分层旋挖进行C15早强混凝土灌注、钻进，直至处理到塌孔底部。
2）每次灌注砼，都超灌0.5m，保证搭接部位稳定性。
（3）成孔后放入钢筋笼，在浇筑混凝土前出现大面积塌孔现象。
为确保桩身质量，将钢筋笼提起，由孔底部至塌孔上部0.5m范围内采用回灌C15早强混凝土，待C15早强混凝土回填2天后钻机继续作业。
（4）塌孔经过回填砼处理后，再开钻，回填塌孔区域还是继续坍塌。
孔内填土回填，静置到大面积无塌孔和塌孔问题通过回灌砼方法解决的工程桩施工完成后，再采用高压旋喷桩护壁措施进行土体加固后，再成孔。
4.2 高压旋喷
本工程喷射注浆采用单重管法，高压旋喷桩单桩设计直径0.8m。不同工程桩径高压旋喷桩加固布置见下图。高压旋喷桩中心点在工程桩圆周上，并且均匀排布。
图1 不同桩径高压旋喷桩加固布置图
高压旋喷施工参数详见表2。
表2 高压旋喷施工参数
高压旋喷加固后干作业成孔，成孔过程中无异常，无塌孔、缩孔现象。成孔质量良好，桩孔呈规则柱状。
5 结语
通过低标号混凝土回填和高压旋喷加固的有效配合，有效控制本工程复杂地基条件下的旋挖桩施工质量，解决旋挖桩成孔中出现的塌孔、缩孔问题。值得类似桩基工程施工的推广。
参考文献：
[1]GB50204-2015.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.
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[4]朱振生，沈扬，汪磊，丁选明，朱敏，朱颖浩.含软土夹层地基高压旋喷桩加固方法研究[J].科学技术与工程，2015，15（35）：64-69+86.
论文作者:吴雨奇,张启轩,陈波林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/22
标签：地基论文; 混凝土论文; 褥垫论文; 工程论文; 高压论文; 碎石论文; 缩孔论文; 《基层建设》2019年第18期论文;