淤泥地质条件下钻孔灌注桩施工技术

发表时间：2018-07-13T10:35:04.970Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第7期 作者： 陈扬群

[导读] 钻孔灌注桩施工技术具有承载能力高、适用范围广等优点，在淤泥地质条件的施工中得到广泛的应用

陈扬群

广东精宏建设有限公司 广东新兴 527400

摘要：钻孔灌注桩施工技术具有承载能力高、适用范围广等优点，在淤泥地质条件的施工中得到广泛的应用。本文结合某淤泥地质条件下的工程实例，对该工程的钻孔灌注桩施工技术进行了详细的介绍，以期能为类似工程的施工提供参考。关键词：淤泥地质；钻孔灌注桩；施工技术 随着我国国民经济的快速发展以及城市建设的不断推进，钻孔灌注桩施工技术作为一种施工工艺成熟、承载力大、施工快、造价低的施工技术，在我国基础领域中得到广泛的应用。在钻孔灌注桩施工中，常常会遇到淤泥地质条件，如何有效进行施工，保证钻孔灌注桩的施工质量是当前常见的一个问题。对此，本文进行了相关介绍。 1.工程概况及工程地质条件 1.1工程总体概况

某工程基坑长200m，宽51m，开挖深度为16～18m，局部可达20m，基坑采用330根直径为1000mm的钻孔灌注桩+锚索支护形式;设计桩长为8～33m。钻孔灌注桩外侧设置直径为800mm的三轴搅拌桩作止水帷幕，绕基坑一周成闭合状态。 1.2工程地质条件

本工程场地地质由三套地层组成，按钻探揭露的先后顺序如表1所示。

地下岩层结构分布不均且复杂，结构破坏，水位高低不一，但基岩裂隙发育，水力联系较明显。根据现场抽水试验，上层人工填土和粗砂的渗透系数k=12～25m/d，属强透水性，下层全～强风化岩体的渗透系数k=3.75～9.05，属中等透水性。 2.施工过程中的塌孔现象及分析 2.1塌孔现象

根据工程地质条件和现场施工场地条件，本工程采用旋挖钻孔灌注桩作为基坑的支护体系，然而由于工程位于河道中，周边有池塘和其他水系，地下土质松软不稳定，且结构复杂不均匀，基岩裂隙发育，含水量较大以及某些不可预知的地下结构变化，导致在施工过程

中，遭遇297，298，299号3根桩在成孔过程中出现塌孔现象。如图1所示，3个桩设计桩长为33m，护筒高度为地面以下6m，旋挖钻钻孔过程中，当开始钻取护筒底部以下的土体时，桩孔开始出现土体坍塌现象。

2.2塌孔因素分析

工程出现塌孔事故时，立即停止施工，观察塌孔特征，并结合地质条件、施工方法和其他实际情况，分析总结可能导致塌孔的原因有以下几点。

(1)工程采用旋挖钻成孔，因而没有形成泥浆护壁，孔壁支撑压力强度不够，导致塌孔。

(2)旋挖钻钻进速度过快，振动土体，使原本松软的土体承载力变小，随着挖进深度越来越大，导致下层土体无法承载上方土层，导致坍塌。

(3)一次钻进深度过大，下好护筒后没有将护筒周围的土体夯实，随着旋挖钻上下提升钻头，导致空洞周边土体更加松动，导致坍塌。

(4)施工正直雨季，周边水洗较发育，三根桩的成桩位置正位于两条河道的交汇处，且恰好遇到开闸放水时期，导致三根桩地下土质被水冲刷较严重，导致无法成孔。

(5)地下岩层裂隙发育，含水量较大，结构复杂不均匀，大部分破坏，3根桩成桩范围内的地质条件可能存在突变，不同于勘测到的一般地质情况，致使297号、298号、299号3根灌注桩无法成孔。 3.塌孔问题的解决措施 3.1实验性解决措施比较分析

本工程出现塌孔事故时，立即停止施工，观察塌孔特征，并根据地质条件的分析和施工经验的总结，先后分别采用了低速旋挖钻进、换填山皮石、加大护筒深度、泥浆护壁和旋喷桩加固地基多种解决措施，均未完全成功。各种实验性解决措施的情况如表3、图2所示。

通过上述试验性解决措施的实施以及成孔效果的分析得出，该成桩范围内无法成孔的根本原因为地下土质结构突变，不同于勘测到的一般地质情况，相较正常的满足成孔条件的土质，该范围内的土质过于松软，承载力过小。通过对4种试验性解决措施的成孔效果以及成本、工期和现场实际条件的对比分析，得出高压旋喷搅拌桩加固地基法是最为有效且能够根本地解决塌孔问题的可行性方案措施。

在实际实施过程中，由于旋喷桩加固地基法依然存在灌注桩成孔的质量缺陷，存在缩孔和底部轻微塌孔的现象，因此，对不同配合比的旋喷水泥和下层土体混合物的强度进行实验性分析，最终确定合适的配合比进行该成桩范围内的地基加固施工。

3.2高压旋喷泥浆配合比试验方法及参数确定

在正式施工前，首先进行泥浆配合比实验。试验采用100mm×100mm×100mm试块，水泥浆按照室内配方配置，水灰比分别采用0.8，0.9，1.03种配比，所用泥土从现场取样，在与施工同等环境的条件下养护3d。根据试块大小和现场实际灌注桩与场地的比例关系，取与灌注桩等比例缩小的圆管插入3个试块中，观测试块的成孔效果和成孔质量。 试验结果如表4所示。

经试验确定，水灰比1.0，每米桩用PO425普通硅酸盐水泥280kg(试验检测结果表明，水泥用量260kg/m就能满足设计要求)，空气压力0.7MPa，注浆泵压力20～22MPa，喷浆量80～120L/min，钻杆提升速度25～30cm/min，转速25r/min，喷嘴采用2mm×20mm。 3.3高压旋喷法成孔施工要点 3.3.1施工工艺流程

勘测地下泥潭面积—计算旋喷桩覆盖数量—施工放线(高压旋喷桩桩点定位)—高压旋喷桩机械定位、调平对中—引孔钻孔—钻进到地下岩层以下5m—喷浆、提升—成桩—排污、清洁机具—基础强度检测—符合要求，进入下一步施工;施工放线(灌注桩桩点定位)—埋设护筒—旋挖钻机定位、调平对中—旋挖钻孔—提升钻头排渣—旋挖钻进—重复作业到设计孔深—成孔—一次清孔—终孔验收—安装钢筋笼—安装导管—二次清孔—灌注混凝土—桩身检测。 3.3.2施工机具的选择

成桩范围内地下为淤泥潭，土质软弱无承载力，故高压旋喷桩采用单管法即可。待高压旋喷桩施工完成，且基础强度满足钻孔灌注

桩施工条件之后，采用常规方法开始进行钻孔灌注桩的施工作业。本工程所采用的的高压旋喷桩和钻孔灌注桩的施工机械设备详如表5和表6所示。

3.3.3施工技术要求

对297，298，299号桩所在范围地表施做高压旋喷桩，施工范围经勘测为3根桩所在范围左右各3m，前后各2m，旋喷桩直径为800mm，钻孔中心间距为800mm×800mm，呈梅花形布置，成孔深度为15～23m，直至入岩以下5m。根据现场实际情况要求，确定高压旋喷桩数量为54根，如图3所示。

图3旋喷桩布点位布置

经过高压旋喷桩加固的基础虽已达到了设计强度，但出于支护结构的稳定性和安全性考虑，对297，298，2993根灌注桩做加深处理，由设计值33m改为38m，加大入岩深度，以确保桩身承压后的稳固性。3.3.4施工加固顺序

施工过程中，采用2台机器相向对打作业方法，对泥潭深度较大部位先行旋喷，横轴方向按A，B，C，D，E的顺序采用隔排跳打旋喷方法，纵轴方向按1，2，3，4，5，6，7的顺序隔桩跳打，以避免基坑泥层连续搅动而失稳，同时促使成排的旋喷区域更快形成固结体，以起到止水作用，增强基础承载力。如图4所示。

3.3.5钻孔灌注桩成孔

高压旋喷桩施工完成，并且通过检测地基达到成孔强度后，开始旋挖钻引孔施工。在成孔施工中，需注意以下几点，如表7所示。 表7灌注桩成孔注意事项 1 钻头磨损情况必须控制在标准范围内，保证成孔直径满足设计要求 2 控制钻头钻进速度，适当增加扫孔次数，防止缩径 3 随时观察主机所在地面与支撑地面处的变化情况，发现沉降现象及时停止处理，并将套管口保险钩挂牢 4 由于地基为淤泥和水泥的混合物，其沉降程度和稳定度都有欠缺，故而必须采用水头形成泥浆护壁 5 旋挖钻头底部面缓，钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以要加 强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀，还要控制终孔前两钻斗的旋挖量 3.4成孔质量检测 成孔后，经过严格的检测实验确定成孔质量，其中包括检测钻孔灌注桩的垂直度、孔径、孔深、孔位、孔型以及孔低沉渣等内容，各项检测结果均满足要求后立即填写终孔检查证，尽快进行钻机移位。从终孔到混凝土灌注，间隔时间应控制在1.5～3h内，最长不得超过4h。 4.结语 综上所述，遇到淤泥地质条件进行钻孔灌注施工时，会对钻孔灌注桩的施工带来影响及挑战，对此，必须要结合工程地质的实际情况，选择合理的施工技术进行施工，确保成孔质量，提高工程的经济效益和社会效益。本文介绍了某淤泥地质条件下钻孔灌注桩的施工技术，对类似工程的施工具有一定的参考价值。 参考文献 [1]段志军.厚淤泥地质条件下钻孔灌注桩施工难点技术分析[J].建筑安全,2017,32(08):43-45. [2]丁文圩.特殊地质条件下钻孔灌注桩施工工艺对比研究与应用[J].工程质量,2016,34(03):90-92+96. [3]夏恩伟.复杂地质条件下钻孔灌注桩施工技术[J].港口科技,2016(01):17-20.