砂砾桩施工工法

1、沙漠地区旋挖钻孔灌注桩施工工法GGG（湘）C120101 前言沙漠地区基本地质上层是风积沙,厚度达几十米,往下是沙砾层等，桩基设计一般为摩擦桩.沙层的稳定性较差,土质粘结性差，钻孔过程中易塌孔，成孔后沉渣清理困难，因此桩基础施工的难度很大,施工质量难以保障。内蒙古鄂尔多斯市沿黄公路树独段沿线有多座桥梁在沙漠地区，设计桩长4082米，桩径1。22。0米。施工初期存在成孔过程中经常坍孔、沉渣过厚、清理困难等问题。鉴于上述情况，我们通过大量的现场试验，总结了一套沙漠地区旋挖钻孔灌注桩的施工工法。2 工法特点沙漠地区旋挖钻钻孔灌注桩施工工法具有以下特点：2。1 成孔速度快.成孔时间越长，塌孔风险越大.

2、采用旋挖钻钻进速度快,一般7080m深的孔只要15个小时左右即可成孔,这样不但可以缩短桩基施工时间,加快施工进度，而且大大降低了塌孔风险.2.2 表层风积沙水夯密实。沙漠风积沙表层松散、自身稳定性较差、土质粘结性差，不能有效地维持孔壁自身的稳定，钻孔时极易塌孔；而且泥浆在干燥、松散的沙层中流失速度快。因此在钻孔前应将桩位地基灌水夯实，至上部周围沙层紧密、沙层湿透为止，增加孔壁的稳定性,一般水夯持续2周左右.2。3 换填施工平台：直接在风积沙上埋护筒钻孔，护筒底部容易淘空，护筒下沉；如不处理施工场地，材料不易进场,设备难以稳定.因此桩基施工前应先换填处理施工场地形成稳固的施工平台.2.4 采用以

3、膨润土为主要材料的混合型泥浆，成孔后旋挖钻头直接掏渣清孔，一般不需要二次清孔.3 适用范围沙漠地区的风积沙地质钻孔灌注桩施工。4 工艺原理针对沙漠的特殊地质结构，采用水夯固结沙层，地表换填泥结砂砾形成稳定的平台，旋挖钻快速成孔减少孔壁暴露时间，混合型泥浆加强护壁等方法，以解决沙漠地区风积沙地质桩基施工中容易出现的塌孔、沉渣清理、泥浆外渗等问题，提高桩基成功率。5 施工工艺流程及操作要点5.1 场地平整用推土机(或装载机)将桩位周围沙丘整平。5。2 水夯处理风积沙灌水夯实可以使上部沙层紧密，增加孔壁的稳定性，并减少泥浆流失。施工时在桩位范围下挖3050cm深积水坑，灌水夯实,保证上层紧密,整个沙

4、层湿透，一般水夯2周左右.图1 水夯处理风积沙5.3桩基施工平台处理施工前应根据地面标高,在桩顶换填45米泥结砂砾层，用压路机分层压实，形成稳定的持力层,保证设备安全运行和材料进场。图2 换填施工平台5.4 埋设护筒 护筒用1cm厚钢板卷焊，直径比桩径大20cm，长度一般46米.护筒埋设采用挖埋法，周围用粘土掺少量膨润土回填紧密.5.5泥浆配制沙漠地层以风积沙为主，下层一般有粉（细）沙层、卵（砾）石层、粘土层,施工用钠质膨润土、烧碱、羧甲基纤维素配制混合型泥浆。在加膨润土粉前,先将烧碱（NaOH）溶解在小容器里再泼洒在泥浆池里搅匀，用PH试纸检验，将泥浆池的水酸碱度调至1011；再加膨润土，使

5、用比例为：水：膨润土=10:1（重量比）;然后加纤维素，掺量为膨润土的0。1%。按上述要求配置的泥浆，比重为1。05左右，粘度为2026Pas，胶体率可达到98%，泥皮厚2mm/30min.在有流沙层时，需加大泥浆比重，加大膨润土用量，使用比例为：水：膨润土=9：1，泥浆比重为1.051.06。按上述配比配制的泥浆，悬浮能力强，携砂效果好，稳定性强，钻完后粉细沙不易沉淀下来，这时泥浆相对比重达到1.101。25.调制泥浆设备有冲浆机、搅浆机,根据使用情况，搅浆机能使膨润土颗粒充分溶解，泥浆搅拌均匀,效果比冲浆机好。图3 搅浆机制泥浆本工法泥浆比重、粘度指标比规范略大,根据实际施工情况,通过填高

6、施工平台抬高灌注高度后，不会影响混凝土的顺利灌注.在试验阶段时，成孔阶段泥浆比重控制在规范（1。031。1）范围内,泥浆携带的粉沙下沉缓慢,清孔阶段时间长，需要二次清孔。泥浆护壁效果不好，孔壁稳定性差，成孔、灌注阶段易塌孔，特别是二次清孔时无论用正、反循环、气举反循环清孔，都容易造成塌孔。按上述工法施工,成孔后泥浆稳定性好，30小时内沉渣厚度为1520cm，一般不会超过30cm,能满足摩擦桩的沉渣厚度要求，一般不需要二次清孔。图4 试验室泥浆试验图5 试验室泥浆试验5。5钻进根据孔径、孔深，选用相应型号的旋挖钻机；钻孔时控制好钻杆垂直度；在不同的地质调整旋挖钻机钻杆的进尺速度、拔杆速度.控制钻

7、进速度，风积沙区钻进1820转/min，黏土层速度可以适当快些，达到24转/min,钻头经过卵（砾）层时要放慢速度,尽量减少对孔壁的扰动。拔杆时初期速度适当放慢,让下面及时回浆,减少钻头下负压。钻孔时根据孔内水头下降情况，及时补浆,保持孔内水头高度。 图6 旋挖钻成孔5.6 清孔成孔后静置30分钟,使大颗粒钻渣沉淀下来，用旋挖钻机掏渣清孔.一般用此方法清孔后，30小时内沉渣厚度能保持在30cm以下,不需二次清孔。5。7 吊放钢筋笼 为了加快下钢筋笼的速度，减少孔壁暴露时间，降低塌孔风险，钢筋笼主筋建议使用直螺纹套筒连接。钢筋笼应居中轻放,减少对孔壁的破坏.5.8 混凝土灌注采用导管法灌注混凝土

8、,浇筑时灌注高度应高出桩顶4米以上，保证导管内混凝土压力，并控制好灌注速度。图7 施工作业程序图8 钻孔灌注桩施工工艺流程图6 材料与设备6。1 项目上使用的主要机械设备（表1）序号机械设备规格型号数量备注1旋挖钻SYR250、NR22064台根据桩径选用2制浆机2台3洒水车东风2台4挖机Pc2002台5压路机18t 1台6装载机ZL504台7推土机D851台8自卸汽车15吨6台9汽车吊25吨4台10混凝土罐车10m36台11砼拌和楼HZS50型2座6。2 项目上使用的主要材料钠质膨润土、烧碱、羧甲基纤维素、机井水、彩条布、成品钢筋笼、C25砼.7 质量控制7.1 换填厚度45米,平台灌水夯实

9、时间持续2周以上。7.2 平台高度高出桩顶4米以上。7.3 泥浆应严格按照设计配合比配制，以保证酸碱度、比重、粘度等指标满足要求.7。5 施工过程中及时补充泥浆，保持孔内水头高度，防止孔内压力小于孔外压力而塌孔.7.6 施工应连续,减少停顿时间。停顿时间过长，孔壁结构破坏，易造成坍孔、沉渣过厚.7。7 吊放钢筋笼时注意居中,速度平缓，尽量减少对孔壁的破坏。灌注时控制好砼的和易性，及时拔导管,导管埋深控制在26米,尽量不超过6米,以减少混凝土顶升的阻力。混合型泥浆比重大时,翻浆困难,因此在混凝土灌注后期应提高混凝土的下落高度。8 安全措施8.1 场地清理范围比正常宽，以施工期间流沙不影响平台施工为准。8.2 严格用电管理，施工电线、电缆架空，以防被流沙淹没、漏电.8。3 大风、沙尘暴天气不得吊放钢筋笼。8。4 沙尘天气工人上岗应戴口罩和护目镜，不中断正常施工。8.5 泥浆池周围注意防护。9 环保措施9.1 平台土、钻渣集中运到弃土场。9。2 泥浆循环利用，施工完后让其自然蒸发干，余料集中处理.9.3 施工完后包装袋、彩条布、剩余造浆材料，及时清理、回收处理。9。4 施工机械注意保养,维修时将油料、废水收集集中处理。9。5 工地经常洒水