摘要：旋挖桩施工技术作为高效、新型、环保的施工技术代表，正在逐渐被广泛的使用，尤其是在复杂地基工程中，其实际应用效果受到了普遍好评。本文分析了深厚淤泥或砂层对旋挖桩施工技术的影响，结合工程实例，对深厚淤泥或砂层中旋挖桩施工技术要点进行了论述。实践证明，该技术取得了良好的施工效果，保证了工程质量和进度。
关键词：挖桩；施工技术；要点；效果
引言
近年来，旋挖桩是在我国使用比较先进的桩基施工工艺，在很多施工建筑中都应用到了这一技术。由于旋挖桩施工技术成孔质量较理想、环保性能较优越、施工效率较高、施工成本较低等特点，得到了广大的好评与推广。此外，旋挖桩通常不会受到地质条件的限制，在流沙等很多复杂的地质条件下都可以适用。但在深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工时，极易出现坍孔现象，以致对旋挖桩的成孔、成桩质量和施工安全造成极大隐患。因此，必须针对特定的地质条件采取相应的施工措施，以继续发挥旋挖桩施工技术的优势，帮助工程施工的质量能得到进一步提高，从而创造出更多的利益。
1 深厚砂层对旋挖桩施工技术的影响
在深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工时，必须有针对性地采取如加大泥浆相对密度、放慢成孔速度，特别是降低提升速度或采用钢长护筒穿越淤泥或砂层等措施，以此保证旋挖桩机的正常施工。
在深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工时，对旋挖桩成孔质量有较大影响的因素主要有以下几个方面：
1.1 护壁泥浆质量
护壁泥浆的质量对于防止孔壁坍塌、确保钻孔成形效果有着重要影响。在淤泥或砂层中施工时，泥浆质量会因淤泥、砂的混入而降低。如果泥浆相对密度、黏度较低，钻孔的侧壁很容易被冲刷和出现坍孔事故。
1.2 钻具形式
施工中经常采用的是直筒钻斗，保径条厚度10mm左右，这种钻斗在施工过程中其侧壁与孔壁之间接触，地层会因负压和粘合作用受到较大的影响，并造成缩径或坍孔现象。
1.3 钻具一次进尺
在深厚淤泥或砂层中施工，钻斗的一次进尺和装载量不宜过大，在钻斗提升过程中，钻斗内的砂会漏出并混入泥浆中，从而影响泥浆质量、降低泥浆的护壁效果。
1.4 钻具提升速度
钻斗提升过程中，在钻斗的顶部和底部存在负压，这种压差与钻斗提升速度成正比，钻斗内的水流速度也会随着钻斗的提升速度而加快，从而对孔壁造成较大冲刷，穿越砂层时，会造成砂混入泥浆中，影响了泥浆的质量，同时也增加了孔底沉渣厚度。
2 深厚砂层中旋挖桩施工技术要点
2.1 工程实例概况
以某项目为例，本工程总建筑面积为31万m2，包括一栋220m超甲级写字楼和一栋160m公寓，地下室4层，基坑开挖深度19.55～20.75m，基坑面积2.1万m2，基坑周长623m，基坑支护设计采用“桩撑+桩锚”组合支护形式，设置三道内撑，基坑北侧的止水帷幕采用直径850mm的三轴搅拌桩，其他部位的止水帷幕采用直径550mm的双排单轴搅拌桩，并在桩间设置双管旋喷桩，本工程的基坑形状见图1。
图1 基坑形状图
根据地质勘察报告，本工程基坑支护桩所处的工程地质情况自上而下为：素填土、淤泥质土、粉细砂、中粗砂、粉质黏土、强风化泥岩、中风化泥岩、微风化泥岩等，还存在碎石层、混凝土硬层及孤石等不良地质情况。其中，淤泥质土约2.3～3.7m厚，粉细砂、中粗砂约3.2～4.5m厚。支护桩设计桩径为1.20m，桩间距1.40m，桩长21.5～24m，桩底基本处于中风化泥岩。支护桩的典型地质剖面见图2。
图2 典型地质剖面图
2.2 旋挖桩首次试桩情况
本工程基坑支护旋挖桩施工前按照设计要求进行试桩，试桩情况如下：
（1）先埋设护筒，护筒高度2.0m，护筒直径1.30m。
（2）采用膨润土在现场制造泥浆，泥浆相对密度1.15。
（3）严格控制钻进速度不大于10m/h，钻头提升速度不大于0.2m/s。
（4）严格执行二次清孔工艺，孔底泥浆相对密度不大于1.1，含砂率小于8%，泥浆黏度小于28s，孔底沉渣厚度小于150mm。
（5）导管直径280mm，管节长3.0m，严格控制导管在混凝土的埋深为2～6m，设计桩长21.5m，混凝土超出桩顶设计标高0.7m。
（6）灌注混凝土理论方量25.1m3，实际灌注混凝土方量37.5m3，超量12.4m3，混凝土充盈系数达1.49。
混凝土灌注记录显示，在标高6.50～-1.00m位置，混凝土上升高度与实际灌注的混凝土方量严重不符，根据地质剖面图，此段正好是淤泥或砂层，可以判断出旋挖桩穿过淤泥或砂层时，坍孔严重。
2.3 旋挖桩首次试桩小结
（1）混凝土灌注量超方严重，说明采用普通的旋挖桩施工工艺不能适应现场情况。
（2）普通的泥浆护壁措施，无法应对淤泥或砂层的坍孔问题。
（3）采取防止孔壁坍塌措施，钢长护筒是一个重要方法。
2.4 旋挖桩二次试桩情况
采用11.5m超长钢护筒，护筒内径1.25m、壁厚10mm，保证钢护筒底面穿过砂层底面1.0m，先旋挖引孔，然后采用振动桩锤辅助下沉钢护筒。
二次试桩完成后，灌注混凝土理论方量为25.1m3，实际灌注混凝土方量为28.6m3，超量3.5m3，混凝土充盈系数达1.14。
采用超长钢护筒后，淤泥或砂层的坍孔问题得到解决，混凝土超灌量得到有效地控制，说明在深厚淤泥或砂层中进行旋挖桩施工，超长钢护筒是一种有效的方法。
2.5 深厚淤泥或砂层中旋挖桩施工技术要点
2.5.1 施工准备
施工前根据地质勘察报告，必要时针对具体部位进行超前钻探，根据现场地质情况选用合适的钻机型号及钻头，特别是对存在孤石、混凝土硬层等地质情况，选择钻机型号及钻头非常重要。
另外，选择优质的膨润土制造泥浆，控制好泥浆相对密度、粘度，合理设置泥浆池的位置，对于保证泥浆护壁作用和正常施工有着重要影响。
2.5.2 钢护筒压入及拔出
选用的钢护筒深度应超过淤泥层及砂层底面1.0m以上，以保证钢护筒的护壁效果。采用振动锤下沉钢护筒时，速度要慢，以此保证钢护筒的垂直度及不对附近已经施工完毕的支护桩、止水帷幕造成不良影响。对于存在孤石、混凝土硬层等地质情况，可先用旋挖机进行引孔，待引孔穿越孤石、混凝土硬层后再下沉钢护筒。
支护桩混凝土灌注完毕后，应及时拔出钢护筒。在拔出钢护筒过程中也应严格控制拔出速度，防止断桩事故的发生。
2.5.3 控制清孔质量
在终孔后检查孔深前，采用旋挖钻机专用的清孔钻具进行清孔。混凝土灌注导管安装完成后进行二次清孔，二次清孔可采用气举反循环技术，此法清孔质量高、速度快，且有利于清除较大的颗粒沉渣，以保证沉渣厚度符合设计要求。
2.5.4 施工组织管理
对于存在深厚砂层、淤泥层的地质情况，成孔、清孔、下钢筋笼、灌注混凝土等工序之间的时间衔接非常重要，因此，加强施工现场组织管理，保证各个工序在时间上的顺利衔接，这对于减少沉渣厚度，减少坍孔、缩颈风险有着重要影响。
2.6 现场实施效果
实践证明，采用长钢护筒，对于旋挖桩的外形成型质量较好，基坑土方开挖后，支护桩的桩壁平整，桩身完整性良好，且对止水帷幕未造成影响，本工程基坑支护未出现漏水情况。本工程基坑支护现场实施效果见图3。
图3 基坑支护现场实施效果图
3 注意事项
（1）旋挖桩施工前，应先仔细阅读地纸质勘察报告，并按照规定进行试桩，准确记录成孔和混凝土灌注情况，充分掌握工程地质情况和现场实际情况。
（2）对于存在深厚淤泥或砂层的地质情况，采用钢长护筒，能有效解决坍孔现象，但必须保证钢长护筒穿过淤泥或砂层，同时，应保证钢护筒的壁厚，以提高钢护筒的刚度。
（3）钢长护筒采用振动锤下沉时，要注意不能强振，以免影响旁边已经成型的旋挖桩及止水搅拌桩。
（4）对于浅层（4.0m以内）遇到硬层，如孤石等，超长钢护筒无法压入情况，可采用挖机将其挖除，回填后重新引孔埋设钢护筒。
（5）对于深层（4.0m以上）遇到硬层，如孤石等，超长钢护筒无法压入情况，可采用大功率旋挖桩机钻冲硬层引孔后埋设钢护筒。
（6）加强现场施工组织管理，特别是保证雨季泥浆池的设置、施工道路畅通，对于保证旋挖桩正常施工有着重要影响。
4 结语
综上所述，旋挖桩施工技术作为建筑工程施工的一种常见形式，由于其施工较方便、易操作，设备投入量不是很大，再加上，较快的钻孔速度，还有产生的噪音较低，比较节能，污染也较小，因此得到了广泛的应用。因此，对于旋挖机的工作流程，就要求相关工作人员的态度要认真负责，掌握一定的技术，需要进一步加强管理，促使桩的质量进一步提高。只有切实地提高旋挖桩施工技术水平和确保项目工程施工质量，才能为企业最终实现经济效益和社会效益提供可靠保障。
参考文献：
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[2] 翁榕.深厚砂层中旋挖桩施工技术探讨[J].江西建材.2015
[3] 徐杰.试论建筑工程旋挖钻孔桩施工技术的探讨[J].建筑?建材?装饰.2015
论文作者:雷友仁
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第36期
论文发表时间:2017/3/29
标签：淤泥论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 基坑论文; 施工技术论文; 地质论文; 深厚论文; 《北方建筑》2016年12月第36期论文;