旋挖钻机在淤泥土层中桩基施工的应用

1、旋挖钻机在淤泥土层中桩基施工的应用摘要：本文以重庆长寿湖游客接待中心的桩基施工为例，介绍 了旋挖钻机针对遇淤泥地层中，采用振动桩锤配合下沉钢护筒形成 钢护壁的工法，辅助成孔的方式在桩基方式中的运用，改变了旋挖 钻机在该种地质条件下传统的做法，有效的实现的施工进度及经济 效益的双赢。本工法改变了习惯于在桩孔坍塌位置补灌砼然后重新 钻进的工艺，目前国内尚无相关资料对此方法介绍，经过本工程的 成功经验，算是一次有益的尝试。关键词：旋挖钻机 钢护筒 振动桩锤 淤泥地层一、工程概况重庆长寿游客接待中心位于长寿区长寿湖镇，功能为旅游的集 散地，为景区的门户，房屋为建筑面积为3115.89血，基底面积 16

2、34.89血,地下室面积为721.72血，地下室的地面标高为-7.00m, 地面建筑高度为15m，结构型式为三层框架结构，长寿湖游客接待 中心工程桩基共计78根，均为圆形桩基础，其中位于地下室的桩 基为39根。桩基直径分别为：p 100 cm、 120 cm、 150 cm、 180 cm四种规格。项目地点位于地势低洼处。二、地质情况根据工程地质报告以及开挖地下室时地质剖面的揭露，本工程 位于原水库位置，现状地貌为松散回填土，粒径最大约2m,地下水 位于-7.50m处，持力层深度为1m18.5m不等，最厚淤泥厚度有 10m左右，泥土的自立力较差，开挖过程桩壁土体易坍塌，项目地 点位于地势低洼处

3、，施工产生的废水不易排出。三、桩基成孔方案的选择目前在重庆地区桩基施工主要成孔方法有：1、人工开挖干作业 成孔灌注桩，2、反循环泥浆护壁冲击实心锤冲击成孔灌注桩，3、 旋挖钻机钻机成孔灌注桩。因本工程工期十分紧张，施工进度计划 的桩基施工时间只有25天，而且场地十分狭窄，而且周边的绿化 环境已经成型，无比较大的动力电源。因人工挖孔桩进度较慢，在淤泥土层及丰富地下水条件不能保 证成桩，而且如果所有桩基同时开孔施工，施工干扰多，安全风险 大，故排除；同时因反循环泥浆护壁冲击实心锤冲击成孔桩架的移 动较为困难，需要较大的泥浆池，环境影响大，同时要求用电负荷 大，现场不具备该工艺的实施条件。旋挖钻机钻

4、机成孔施工进度快， 不需要外电源，护壁可采其它措施稳定，对周边环境的影响较小， 同时也有利于保证工期。经对以上三种成孔方案比较，决定采用旋 挖钻机配合钢护筒成孔。四、旋挖钻机钻机成孔灌注桩方案1、施工机具因本工程的工期十分紧迫，根据工程现场的实际情况以及设计 图纸中桩基的布置，以及施工进度计划安排，拟定本工程采三台280 旋挖钻机进行，分别布置在：一台-7.00坑中，别两台布置于基坑 的两侧（见旋挖钻机布置图）；同时针对本工程淤泥土层特厚，不 易成孔的特点，采用各种桩径厚12mm钢护筒护壁两套，利用一台vm2-2500g型振动桩锤和70t汽车吊助沉及抽拔护筒。2、施工顺序及组织因地下室桩基数量

5、较多，而且受场地的限制，以地下室的桩基 为工期控制要点，即以1#旋挖钻机施工为主，其余的2#、3#根据 现场的实际情况进行开挖钻孔。另外在进入基坑布置出渣通道，以 及70t吊车的停机点位置。3、施工方法本方案在桩基开挖的过程中，对桩基孔壁的支护，不采用以一 定浓度的泥浆对孔壁进行支护，而是采用振动桩锤下沉一定厚度钢 护筒对桩孔进行支护，当桩基开挖完成后，及时利用钻筒清孔，在 浇筑砼的同抽拔出钢护筒。采用这种方式成孔优点在于：比购买一 套全护筒套管经济得多，在挖孔过程中的弃土及时清运出场，相对 来说污水也较少，故对周边的环境影较小，同时采用旋挖钻机成孔 的桩基施工进度也能得到保证。3.1测量定位

6、及埋设定位护筒根据桩位在平整好的场地进行测量精确定位，桩基定位后，根 据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩，以四个控制桩为基准埋设定 位钢护筒，为了保护孔口防止坍塌，形成孔内水头和定位导向，护 筒的埋设是旋挖作业中的关键。护筒选用10mm厚钢板卷制而成， 护筒内径为设计桩径+20+40cm，高度2.0m，护筒埋设时顶端高出 地面0.3m，由人工、机械配合完成，主要利用钻机旋挖斗将其静力 压入土中，其顶端应高出地面20cm，并保持水平，埋设深度1.8m， 护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面位置允许偏差为5cm,倾 斜度的偏差不大于1%。3.2钻孔先采用比设计桩径大8cm的钻孔筒（钻筒通过四周加齿改

7、装） 预钻进，如遇孔内泥壁坍塌，采用快速钻进，以切除孔内周边8cm 范围内的孤石，一直到到桩基的基岩顶，以方便钢护筒的下沉，这 时如遇孔内壁坍塌，就不需处理了；如遇孔内掏渣出现大范围的坍 塌，则采用将钻筒顶的顶盖打开，钻筒采用空心筒，在钻进的过程 中只起切除周边孤石的目的，不进行掏渣。在实践过程中，整个15m 左右的土层采该方式，时间仅需30min60min,故该方法是比较行 之有效的。利用旋挖钻机附臂吊钩吊起定制加工好的钢护筒，钢护筒直径 比桩直径大5cm,钢护筒的壁厚12mm，钢护筒节段长度为2m、4m、 8m，在筒外周边设置连接装置，以有便于筒的接长（也可采用焊接）， 利用埋设桩圈的护筒

8、的卡子，使护筒在垂直状态下就位，在下第一 节段护筒，必须控制好筒的垂直度，待筒在自重状态下不能下沉时， 采用70t汽车吊吊起振动桩锤，将振动桩锤的夹具夹紧护筒壁，观 测筒壁的垂直度，必要是进行纠偏，先开振动桩锤的低速档进行缓 慢助沉，直至将护筒打至基岩顶。（见右侧振动桩锤沉桩图）待护筒下沉至基岩面时，重新换上正常桩径的钻头，准确就位 后，选择好合适的油压、钻进速度进行钻孔，当钻至基岩时，为避 免桩孔倾斜，适当放慢钻进速度，在基岩的接触面上下反复升降钻 杆，以保证桩孔的垂直度，待进入基岩1m左右时，钻杆就能很稳 定保持在桩轴线上，再正常钻至桩底。3.3清孔因采用钢护筒护壁，桩壁较为稳定，如地下水

9、流不大，利用旋 挖钻机的钻筒，将基底的沉渣清出，如有少量积水则通过水泵将桩 底的积水排净，如地下水较大，可采用吸泥水泵将孔底的沉渣吸出， 同时换注清水，以保持桩内水头压力，按相应的规定检测泥浆指标。3.4浇筑砼及抽拔钢护筒因采用本方法成孔的桩，孔内沉渣少，加之有稳定的钢护筒护 壁，可采用将桩孔的水用水泵抽干，进行干作业浇筑，也按水下砼 的方式埋设导管进行浇筑；在浇筑时采用汽车吊振动桩锤，夹紧钢 护筒壁，根据桩内砼的浇筑计算量与实际砼量计算出，砼液面高度 与钢护筒度的高差，同时开动振动桩锤，利用振动力进行抽拔钢护 筒，在抽拔时必须保证护筒底与砼液面的高差大于1m。结语：采用本工法使旋挖钻机成孔除适用于常规作业成孔外， 还适用于松散土层、回填土、淤泥土砂土、粉土等不良土层；克服 了过去以在塌孔位置补灌砼然后重新钻