钻孔新工艺在土建工程施工中浅深层淤泥处理中的应用

摘要：随着我国城市化进程不断的加快，土地资源的稀缺，各种功能更强、施工环境更复杂、建筑结构形式多变都给土建工程的地基处理工程带来更高的要求和挑战。文章分别就钻孔新工艺在土建工程施工中浅、深层淤泥处理中的应用进行了分析，以夯实淤泥地基的处理效果，确保整个土建工程施工的质量与安全。

关键词：钻孔新工艺；土建工程；浅层淤泥处理；深层淤泥处理

中图分类号：TU753文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）18

在土建工程施工中，地基处理尤为重要，而又难免会遇到一些软土地基，如果不对这些软土地基加以处理，那么整个土建工程就无法进行，基于此，笔者结合实际，谈谈钻孔新工艺在土建工程施工中浅深层淤泥处理中的应用。

1土建工程施工中浅深层淤泥的常见处理办法

1.1换土法

当淤土层厚度较簿时，采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理，鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。换土法要回填有较好压密特性土进行压实或夯实，形成良好的持力层，从而改变地基承载力特性，提高抗变形和稳定能力，施工时应注意坑边稳定，保证填料质量，填料应分层夯实。

1.2桩基法

当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，采用打桩办法进行加固处理。而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩，目前很少使用，一是水泥土搅拌桩水灰比、输浆量和搅拌次数等控制管理自动化系统未健全，设备陈旧，技术落后，存在搅拌均匀性差及成桩质量不稳定问题；二是砂石桩用以加固较深淤泥软土地基，由于存在工期长，工后变形大等问题，已不再用作对变形有要求的建筑地基处理。

2钻孔新工艺在土建工程施工中浅层淤泥处理中的应用

土建工程中的淤泥地质层能否得到有效的处理，不仅关系到整个工程能否顺利进行，更关系到人们生命财产的安全。浅层淤泥层大都临近于地面，大都是由于土建工程施工中首先开挖基槽再进行桩基施工，极易导致开挖面附近的2～5米出现的淤泥层，如果不加以处理，地面可能就会出现塌陷，从而使得施工机械设备安置不稳甚至无法安置，导致成孔出现倾斜甚至无法成孔。基于此，我们可以对上层60到100公分深的土层进行掺入石灰（15%）处理，待拌和均匀之后再进行回填，再用压路机进行碾压处理，并养护一周，以便形成持力层。在安置钻机时，应在其前后的支撑点分别铺垫钢板一块，再将枕木放在钢板之上，最后将钻机安置在枕木上，并对钻机调整至水平，就能投入钻孔施工之中使用。但在钻进过程中，应做好以下几方面的监测工作：一是每钻进一米就应对钢丝绳处于桩的中心位置与否进行监测，预防出现偏孔；二是加大对钻机着力点处发生沉降与否的监测力度，确保钻机始终处于水平状态；三是加大基坑附近的排水力度，修筑排水渠道，确保现场施工抛洒的泥浆和雨水得到及时有效地排除，从而预防灰土层因被浸泡而导致其承载力下降，影响施工安全。

3钻孔新工艺在土建工程施工中深层淤泥处理中的应用

当土建工程的桩基设计在旧河道或者淤泥回填区域时，通常会在深层出现淤泥，经过一次成孔，待锤头拔出之后，所成孔洞会迅速被淤泥填满，导致塌孔出现，有时在锤头拔出之前就被淤泥覆盖，导致难以成孔，即使所成孔洞没有被淤泥填满，也会在安放钢筋笼之后的二次清孔过程中极易导致塌孔的出现，从而掩埋钢筋笼，成为废孔、废桩，不仅不能确保工期和质量，也会导致成本的上升。因而作为土建施工企业应注重深层淤泥的处理，应用现代钻孔新工艺，确保桩基处理质量。基于此，笔者结合自身工作实践，提出以下几种深层淤泥处理办法。

3.1套管施工法

采用该方法时，应掌握以下几个要点：一是钻机的钻头应比设计的孔径大25±5公分，当钻头钻至淤泥层之后，利用振动锤把与内径与钻头直径相同且厚度为7.5±2.5毫米的钢套管击入孔内，从而形成护壁，以便于更好的施工；二是钢套管的长度必须超过淤泥层，笔者结合自身经验，最好是同时进入较好的土层两米为最佳，从而很好的防止因淤泥流入孔内导致塌孔的出现；三是把套管的上端固定在钻机的作业面上，并注意预防其脱落，再更换大于设计的钻头钻进成孔，并钻孔桩施工技术进行混凝土的灌注，等混凝土初凝即可将钢套管拔出。在这一过程中，需要注意以下几方面：一是套管的直径必须比设计的孔径大25±5公分，以防套管滑落掉入孔内和更换钻头钻进时出现套管卡住钻头的现象；二是还应设置十字交叉护桩四根，并对钢丝绳是否处于护桩中心的交叉点之上进行检查，才能保证钻头钻进的垂直无偏位；三是当钻头穿过套管部位时应缓慢进行，预防锤头与套筒发生碰撞，使得套筒上浮或下滑；四是精确把握拔出套筒的时间，不仅要确保桩基质量，又要确保套管能二次利用。综上所述，该方法具有较高的成桩效果，既不会扩孔，混凝土的充盈系数也相对较小。其缺点就是施工成本相对较高，施工难度系数高，工艺复杂，需要多方配合且较为困难，一旦套管把握时间不当，就会导致套管难以拔出甚至套管拔出之后导致混凝土面的下沉。

3.2注浆施工法

在深层淤泥地层中的桩基施工，主要是在不扩孔的前提下钻进成孔，因而也可以采取注浆施工法进行深层淤泥的处理，主要是先加固地层，再对加固地层进行钻进成孔，该施工方法主要是注入水泥砂浆而不是水泥浆，如果注入水泥浆不仅成本高，而由于水泥浆的强度大，一旦注入难以钻进成孔。在注入水泥砂浆之前，应通过实验确定其配合比，并确保其设计的配合比满足以下两个条件：一是由于砂浆的强度大，在钻进过程中较为困难，其设计的配合比必须有助于钻进，二是如果砂浆强度过低又难以用于护壁，因而设计的配合比的砂浆强度必须达到良好的护壁效果。当应用常规的钻孔桩施工技术进行钻孔时，应采用气密性达标的高压注浆管，并将其安装在桩基的中心点，将下端安置在少许的淤泥层之下，当连接好注浆管之后，采用高压注浆机把水泥砂浆灌注到淤泥层之中，按照设计的孔径的1.5倍对水泥砂浆的注入量进行计算，在注入过程中必须缓慢地提升注浆管，从而确保淤泥层中砂浆柱体的形成。通常情况下，应确保砂浆面层高过淤泥面层的两米左右，砂浆成型之后的48小时开始钻进，钻孔之后根据常规的钻孔桩工艺施工。此外，注浆之前还应结合淤泥性质进行1～2根的试桩，并对砂浆的注入量和配合比进行测量核定。又因为淤泥具有较大的流动性，尤其是深层掺入的水泥量也会增大，因而应采取分层的注浆方式，结合试桩实际确定提升注浆管的速度，既不能多注而浪费，也不能因少注而导致断层的形成，与此同时，还应结合试桩实际确定钻进时间，一旦钻进过早，此时的砂浆还没有凝固，因而难以达到护壁效果，钻进太迟，由于砂浆固结不利于钻进。在深层淤泥处理中采用注浆施工法具有施工成本低、施工工艺简单易操作，缺点就是配合比与注入量难以控制，且施工工期长，甚至出现扩孔现象。

3.3片石回填冲击施工法

在深层淤泥处理过程中应用这一方法主要是为了达到更好的护壁效果，从而确保整个钻进施工的质量。其机理就是利用规格不一的片石与片石之间产生的咬合摩擦力与自然堆积而成的椎体，从而达到理想的护壁效果，有效预防和阻止淤泥的流动和孔壁的坍塌。因此，采用这一施工方法是，首先应采用常规的钻孔工艺钻进至淤泥层的上表面，把不规则的片石回填在所钻孔洞之中，但必须严格控制其级配，通常片石的级配应在5～25公分之间为最佳，这是因为低于5公分的片石的咬合摩擦力很小，会随着泥浆泵的转动回流到泥浆池之中，非但达不到良好的护壁效果，还会磨损泥浆泵，而大于25公分的片石，则会在孔壁塌陷时将钻头卡住，又由于其质量和体积较大，难以形成侧向受力护壁，很大一部分都会被钻头击碎，也随着泥浆泵的循环转动而排出。当片石比淤泥层面高两米左右时再进行钻进，并以泥浆液面作为标准，当发生泥浆液面下沉，则表示已经出现塌孔，此时就应进行片石回填，同样比淤泥层面高两米再进行钻进，也可以以钻头的提升难易度作为标准，当钻头难以拔出时，同样表示已经出现塌孔，因而应迅速将钻头拔出，并回填片石继续反复的冲击。在不断的反复的冲击与回填过程中，利用规格不一的片石与片石之间产生的咬合摩擦力，使整个淤泥层的内部形成稳定的椎体。在冲击钻进施工过程中，每钻进50～100公分左右时，应对整个已经钻进的淤泥层内进行多次反复地提升钻头，预防上面的片石出现塌孔而掩埋钻头。每次回填的片石应比淤泥层面高两米并重新钻进冲击，才能更好的加固片石形成的椎体。为更好的提升钻进效果，还可以采用钻机下小柱体且为空心的钻头进行钻进，这是由于小柱体能为片石提供良好的横向侧冲力，把片石挤压至孔壁，从而降低片石被击碎的可能性。

4结语

总之，在土建工程施工中深层淤泥处理中应用钻孔新工艺具有十分重要的意义，不仅能有效提升土建工程软土基的处理质量，也能为企业创造更多的经济效益。因而作为土建施工企业应在应用钻孔新工艺的同时不断提升企业的核心竞争力。

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作者简介：朱江（1970-），江苏涟水人，江苏沛县大屯煤电公司建安公司工程师，研究方向：土建及土建造价。

（责任编辑：周加转）