探析某工程软土地质的灌注桩施工技术

1、探析某工程软土地质的灌注桩施工技术摘要：本文结合某工程进行分析阐述了软土地质的灌注桩施工技术，以供同类工程参考。关键词：软土地质；灌注桩；组合技术；清孔 软土地质条件下的钻孔灌注桩施工工艺相对比较成熟，多采用回转钻机、泥浆护壁成孔工艺进行施工。但对于软土层下卧有致密风化岩层的地质条件，若仍采用该工艺，因成孔周期长，在限定的工期内必须投入大量的成桩机械方能完成一定的工程量，造成施工场地拥挤，而且在成孔过程中软土层部位极易出现塌孔现象，成孔后，桩体扩径现象严重，桩底沉渣不易清除，这些不可控因素最终将影响到成桩质量。针对这种特殊的地质条件，必须寻找合理可行的成孔工艺，确保成桩质量的同时，满足工期的要

2、求，这里，我们介绍一种以超长钢护筒护壁、旋挖钻取土为主的组合施工技术，解决这种特殊地质条件下的成孔问题。1.工程概况某公寓项目。建筑结构形式采用剪力墙结构。基础采用桩筏形式，共504根（其中3根试桩已先期完成）800 mm工程桩，成孔深度23 m左右，设计采用钻孔灌注桩成桩工艺。2.工程特点、难点（1）本工程钻孔灌注桩深度范围的土层分布，自地表向下依次是素填土、粉土、粘土、全风化泥质砂岩、强风化泥质砂岩（含砾石）、中等风化泥质砂岩（含砾石），10 m左右范围内以素填土、粉土和粘土为主，该范围内的粉土平均厚度约3.7 m，透水性很强，极易导致桩塌孔现象发生，而粘土层含有砾石和强风花岩块。（2）1

3、0 m以下依次为全风化、强风化和中风化基岩，在这些岩层中含有大量砾石，最大直径达10 cm以上，含量30%50%，局部最大70%，这增加了工程桩成孔的难度，同时也加大了机械损耗。（3）软土层下的基岩面起伏较大，层面分布不均匀，这样使得桩机在钻进的过程中，钻头四周受力不均匀，不利于桩成孔过程中的垂直度控制。（4）本工程地下水位受河水影响，尤其是粉土层，透水性强，对成孔施工影响较大。3.组合技术成孔工艺原理本工法先采用机械手（通常用于打钢板桩）来沉设超长钢护筒（钢护筒长度根据易塌孔土层的厚度决定），以便挡住易塌孔的表杂填土、粉土、砂性土层。然后利用配摩阻式钻杆的旋挖钻干成孔取土，至粘性土层等较致密

4、的土层后，改用配可持续加压机锁式钻杆的旋挖钻取土成孔，此时，若遇地下水较多的地质状况，即采用泥浆护壁；若遇基本无地下水或很少的地质状况，则仍可以采用干成孔，无须泥浆护壁施工。成孔结束，浇筑完桩体混凝土后，仍采用机械手拔出超长钢护筒。4.施工要点4.1成孔钻机的选择由于本工程地质条件的特殊性，选择的钻机需要解决透水性强的粉土层易塌孔和强度较高的泥质砂岩层难以钻进的两个问题，尤其是泥质砂岩的钻进问题是本工程施工的关键。经过分析比较，放弃使用传统的回转钻机，选择了效率高且更适用的旋挖钻机进行成孔作业。4.2超长钢护筒的制作与沉设（1）本工程中透水性极强的粉土层位于地表以下28 m之间，为避免成孔过程

5、中的塌孔现象，我们采用7.5 m的超长钢护筒（通常的钢护筒长度仅1.5 m左右），挡住易塌孔的粉土层。（2）钢护筒采用壁厚不小于8mm的钢板螺旋焊管制作，内直径比桩直径大100 mm，且在上口开一个溢浆口。（3）采用机械手将钢护筒就位，调整好钢护筒位置和垂直度后，振动下沉，同时用两部经纬仪监测钢护筒垂直度。（4）在下沉过程中，根据实际情况，通过调整机械手夹持钢护筒来控制钢护筒的下沉过程中的垂直度（也可以采用双夹头的机械手更好地控制钢护筒垂直度）。（5）若遇到个别区域下沉困难时，不要强行下沉，可以采取先用旋挖钻挖去粉土层表层的素土，再下沉钢护筒的措施。（6）钢护筒下沉设完毕后，对护筒中心位置进行

6、复核，检查是否满足要求。4.3旋挖钻成孔4.3.1摩阻式钻杆成孔对于表层的软土层，由于用钢护筒挡住了易塌孔的粉土层，且护筒下口插入粘土层，所以首先采用配备摩阻式钻杆的旋挖钻干成孔，钻头选用单开门旋挖钻斗，将钢护筒范围内的土取出。4.3.2机锁式钻杆成孔至护筒下口面以下的较致密土层时，换配备机锁式钻杆（该种钻杆可持续加压）的旋挖钻成孔，同时向孔内导入泥浆，进行护壁，防止风化岩层在旋挖钻上下取土作业过程中塌孔。施工至风化岩层后钻头由旋挖钻斗换成螺旋钻头，此时应控制旋挖钻的下钻速度，避免加压过大，造成钻头损坏，掉落构件在桩孔内，同时也为保护钻杆正常使用。4.3.3清除沉渣 成孔至设计标高后，移开钻机

7、，将该桩孔静置一段时间（时间长短可以通过测定桩底的泥浆比重来初步判断），主要是将悬浮在泥浆中的风化岩颗粒充分沉淀。然后用旋挖斗钻头将桩底沉渣清出桩孔。4.4下钢筋笼（1）钢筋笼采用分节下放，孔口搭接焊的方式下放。采用履带吊两点起吊，严格控制吊筋的长度，尤其是半笼桩。（2）吊放钢筋笼入孔时，应注意勿碰孔壁，防止坍壁和将泥土杂物带入孔内。（3）先将下段笼挂在孔口，随即吊高第二段进行焊接，逐段焊接逐段放下，吊入后校正位置使其垂直，避免钢筋笼出现扭转和变形，各节笼焊接连接以前，须校正上下节笼各相对应主筋位置，且上下笼保持垂直状态，焊接时两边对称施焊。（4）为保证钢筋笼的安放深度符合设计标高，安放前由施

8、工员再次测定钢护筒上口面标高。（5）为防止灌注混凝土时钢筋笼移位及上浮现象发生，钢筋笼下到设计位置后必须固定好，笼顶、底标高偏差在50 mm之间。（6）钢筋笼入孔遇阻时，不得强行下入，分析、查明原因并采取相应的措施进行处理。4.5下导管清孔（1）采用250 mm导管作为灌注水下混凝土之用。（2）下导管之前，计算并合理搭配，使导管长度满足灌注要求。（3）导管采用履带吊，两节作为一个单元在桩孔口逐节下放。（4）当钢筋笼安装完毕后，应尽快安放导管，进行清孔。（5）导管需丝口连接，并加垫密封圈，保证导管连接密封良好。（6）清孔结束后，进行孔底沉渣的测试，在满足沉渣厚度控制指标后，及时进行下道工序混凝土

9、灌注工作。4.6浇筑水下混凝土（1）浇灌前计算好一次浇筑所需混凝土用量（包括桩顶超灌部分），保证混凝土灌注连续紧凑地进行。（2）采用履带吊吊住混凝土浇筑料斗， 混凝土搅拌车直接将混凝土卸至料斗内方式进行。（3）最小初灌量根据桩径通过计算确定，必须保证第一次浇筑混凝土后，导管底端能埋入混凝土中大于0.81.3 m。（4）混凝土灌注过程中，导管应始终埋在混凝土中26 m。（5）导管应勤提勤拆，一次提管长度不得超过5 m，最佳提管长度为2.5 m，应经常测定混凝土面高度，以确定提管长度，切不可将导管提出混凝土面以上。（6）混凝土浇筑完毕应先进行捞渣，即检查混凝土完成面是否达到设计标高。4.7拔出超长钢护筒（1）混凝土浇筑完毕，拆除导管后，机械手立即就位，通过机械臂端部的振动，缓缓拔出钢护筒。（2）钢护筒每次使用完毕检查上口孔径偏差，及时进行维修矫正。5.结语由于采用了该组合施工技术，避免了软土层塌孔的出现，又发挥旋挖钻