[关键词]新近深厚填土、CFG桩、成孔、成桩、质量
1、引言
长螺旋钻机通常用于天然地基加固的CFG桩钻孔及素混凝土桩体压灌，钻进能力有限，可进入强风化岩层，无法穿透中风化岩层及回填层中的孤石；旋挖钻机成孔快速、灵活，成孔工效高、破岩能力强，但在尚未沉降固结且富水的新近深厚回填土层常遇孔壁坍塌、缩径等成孔难题。对于设计要求嵌入中风化岩层的CFG桩，在上述地质条件下如采用单一机械成孔、成桩均难保证桩体成型质量，通过应用实践双机组合成孔及压灌成桩可解决相关施工问题，且压灌成桩工艺对桩周土的渗透、挤密作用，提高了桩周土的侧摩阻力，CFG桩周摩阻力可得到充分发挥。
2、工程实践
某项目部分CFG桩位于新近深厚填土场地，设计采用C15素混凝土桩体，要求嵌入中风化岩层一定深度，成桩场地回填深度大、工后沉降期短且场平处理的碎石盲沟、碎石桩及塑料排水板等尚在排水固结，成孔将穿过深厚填土层、场平原地基处理层、强风化及中风化岩层，经旋挖成孔工艺试桩，钻孔形成的临空面成为富水土层的泄水通道，出现孔内涌水、孔壁坍塌、缩颈、沉渣过厚等施工难题，成桩孔形差、采用导管法浇筑的桩体质量无保证。针对该场地成孔地质特性，采用旋挖钻机引孔至设计桩底标高后回填素土，长螺旋钻机钻进通过螺旋叶片带出回填素土，二次成孔后一次性压灌成桩，双机械组合成孔工艺的应用既克服了旋挖钻机成孔难的问题，又解决了长螺旋不能入岩的问题，连续压灌工艺可保证桩体的密实完整，充分发挥了单一机械的成孔优势，组合机械成孔、成桩的施工质量经低应变检测、钻芯取样、单桩承载力验证桩体完整、密实，桩体成型质量好。
3、施工质量控制重点
⑴旋挖钻机引孔
旋挖钻机引孔的目的在于利用其适应性强、扭矩大、钻进强、成孔快的优点，置换新近深厚回填土层中不适宜长螺旋钻机钻孔的岩层、孤石，为二次成孔创造条件。旋挖钻机开孔需采用钢护筒进行精准定位及锁孔，钻进中根据穿越的土层特性控制好旋挖进尺速度，通过钻机控制盘对垂直度进行监控；钻进过程中无需过分考虑坍孔问题，坍孔异常严重的采用钢护筒跟进护壁或低标号混凝土回灌后钻进等辅助成孔措施，进入中风化岩层钻至设计桩底标高后提钻，采用素土回填封孔。因还需采用长螺旋二次成孔，旋挖钻引孔须重点控制成孔中心线及桩孔垂直度，通过地勘报告、钻取岩样、钻机振动及进尺速度差异、成孔桩长等对入岩进行综合判定，回填素土不得含大粒径石块。
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⑵长螺旋钻机二次成孔及压灌
长螺旋钻机在施钻前需在钻杆或钻架上标记控制钻孔深度的标尺，就位须平稳、准确并校正钻杆位置和垂直度，钻头必须与第一次旋挖引孔的桩中心线完全重合，确保钻机始终按旋挖引孔的中心线钻进。在成孔过程中，长螺旋钻机完全在引孔回填的素土中钻进且无成孔障碍，严禁钻具开口钻进，每进尺一段检查、纠正倾斜或位移，钻进中一般不得反转和提升钻杆，尽量一次性成孔。在测量复核同时满足设计桩底标高及引孔桩长前提下，以钻机动力头晃动和电流值突变增大作为停钻终孔和复核地质参考，确保桩底无虚土，二次成孔完成。
成桩质量难点在于如何控制松散、富水等新近回填土层地质条件下的桩体压灌质量，施工须重点控制混凝土离析、提钻速度、泵料与压灌的连续性，特别是低标号混凝土在富水土层中遇水易离析，带来桩体胶结性及密实性较差、桩体松散及夹泥等系列成桩质量问题。对此，针对该不利成桩地质条件，可提高混凝土强度等级，按水下混凝土工作性能要求优化、调整施工配合比设计，混凝土需具有良好的流动性及可泵性，通过混凝土自密实性、高压泵料及压灌工艺的多重作用，解决低标号混凝土在有水条件下成桩易离析问题，确保成桩的整体密实性和完整性。压灌成桩：首灌前检查泵压管的密闭性及润管，确认泵送管路送料顺畅；压灌过程中提钻速度与与泵送速度相适应，严禁先提钻后泵料，当钻机中空钻杆充满混凝土且在钻杆顶部的冒浆口开始冒浆时泵机停泵，缓慢提钻待混凝土已经下落成桩后再开泵送料，钻头底端出料口始终不得高于孔内混凝土面，边泵压、边提钻，直至压灌成桩；新近回填土层中成桩压灌过程应重点控制提钻速度、泵送压力，通过开泵、停泵及每一提钻高度的泵压次数控制，做到泵压、提钻环节衔接紧密、连续稳定，提钻严禁钻头出料口拔出混凝土面，始终保持足够的泵压，使旋挖引孔中坍孔造成的桩身扩径混凝土密实并形成有益扩径，严防泵压、提钻施工脱节及提钻过快而造成桩身混凝土夹泥、脱空、松散、断桩等质量问题，确保CFG桩一次连续压灌成型并具有足够的充盈系数；压灌完成后，对实际浇筑量与设计理论量进行对比分析，如混凝土超方过多，须考虑松散回填土层成桩的串孔问题。
4、结束语
新近深厚填土场地工后沉降期短，特别是场平处理采用的碎石盲沟、碎石桩及塑料排水板等尚在排水固结，且局部回填料中含大粒径孤石、回填层尚未沉降稳定，该地质特性为CFG不利成桩条件，采用旋挖钻机引孔、长螺旋钻机二次成孔及压灌成桩的双机组合工艺可充分克服单一机械的局限性、发挥机械组合的施工优势，既解决了不良地质的成孔困难、又通过压灌工艺保证了CFG桩体的密实完整，无需采用额外的成孔护壁措施，较常用的回灌低标号混凝土、全钢护筒跟进等辅助成孔措施工期及经济效益明显，旋挖钻连续引孔、长螺旋批量压灌的双机组合亦可形成大面积复合地基CFG桩施工的高效作业，施工可操作性强、成孔高效、施工连续、质量稳定，经工程实践及桩基低应变、钻芯、单桩承载力综合检测，沉渣厚度控制良好、桩体完整密实、单桩承载力满足设计要求，桩底与基底结合紧密，施工质量优良，对类似场地的CFG桩施工质量控制具有指导意义。
参考文献
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作者简介：周磊，男，1977年4月生，本科，高级工程师，13983266215，E-mail：512788449@qq.com，研究方向：道桥施工技术，工作单位：重庆市建筑科学研究院。
论文作者:周磊
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷24期
论文发表时间:2020/4/26
标签：钻机论文; 混凝土论文; 螺旋论文; 地基论文; 密实论文; 组合论文; 岩层论文; 《建筑实践》2019年38卷24期论文;