浅析深厚砂层中旋挖桩施工技术

1、浅析深厚砂层中旋挖桩施工技术摘要：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

2、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

3、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

4、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19.5520.75m，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

5、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2.33.7m厚，粉细砂、中粗砂约3.24.5m厚。支护桩设计桩径为1.20m， 桩间距1.40m，桩长21.524m，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：先埋设护筒，护筒高度2.0m，护筒直径1.30m。采用膨润

6、土在现场制造泥浆，泥浆相对密度1.15。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。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。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。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

7、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。普通的泥浆护壁措施，无法应对淤泥或砂层的坍孔问题。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

8、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

9、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

10、，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

11、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