旋挖桩在淤泥砂层交替夹层地域的施工方法应用

柯华胜

摘 要：汕头市澄海区地处粤东地区，潮汕平原韩江出海口，大部分为三角洲冲积平原，该区域主要以淤泥、淤泥质土及砂层或交替夹层为主，工程上采用旋挖桩需重点防范塌孔及缩径现象。

关键词：建筑工程 旋挖桩 淤泥砂层 交替夹层 施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0055-02

1 工程实际情况

澄海猛狮国际广场工程，地处汕头市澄海区，位于宜嘉名都住宅小区东侧，324国道西侧，广益路北侧，卜蜂莲花超市南侧。5栋90米到120米的塔楼，该基坑南北约195米宽，东西约560米长，占地约10.9万平方米，5栋塔楼基坑开挖13到18.5米的深坑。此工程中5块基坑工程围护结构采用大直径钻孔灌注桩加三轴水泥搅拌桩止水帷幕的方法进行施工，基坑整体设置二道水平支撑，项目桩基础及基坑支护工期短，桩数量大，桩位布置密集，周边环境复杂，场地有限。如何选择合适桩型及合理安排施工是决定项目顺利推进的关键工作。

2 施工方法特点

旋挖桩施工进度较快，适宜绝大多数地质，场地要求较低，且桩身完整性好，抗剪抗弯能力强，可满足各种抗震设防烈度，沉降量小，抗拔能力强等，近几年开始在珠三角等经济发达地区推广应用，效果显著。旋挖桩端承摩擦桩，单桩承载力高，大桩径可有效降低桩位密集程度，特别适用于周边建筑密度较高的区域，如城市CBD（中央商务区），随着城市化进程的不断发展，粤东地区第三产业比重不断提升，越来越多城市综合体孕育而生，在城市中央施工高层甚至超高层建筑成为常态，因此，旋挖桩挤土效应低，不影响周边建筑的优点确立了其良好的发展前景。此前在粤东地区尚未有工程实例，实际施工经验空白。本方法着重为解决旋挖桩在部分地域施工时易发生的塌孔及缩径问题，针对此类地域，改良及优化施工技术，从而促进旋挖桩在淤泥砂层交替夹层地域得到广泛推广及应用。

3 适用范围

适用于淤泥砂层交替夹层地域、厚砂层或厚淤泥地域的桩基础工程及基坑支护工程（围护桩及支撑桩）。亦可对其他容易发生塌孔及缩径的土层地区提供一定的参考性。

4 工艺原理

旋挖桩是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎土层（岩层），钻进中直接将其装入钻头内，然后再由旋挖桩机提升装置将钻头提出，卸土，再钻进，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。钻进过程中需根据土层情况制作长护筒（长度依据土层状况而定），同时应配置适宜的泥浆，以起护壁、冷却及润滑机具的效果，同时，针对不同土层，还应采取变速钻进及提钻速度，从而保证桩身完整性及桩径尺寸。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工设备

主要机械：旋挖桩机、挖掘机、汽车吊；

配套设备：泥浆泵、钢护筒、导管、塑料软管、电焊机、全站仪、水准仪等。

5.2 施工准备

设置泥浆池，调配好泥浆，对场地内局部软弱土层进行换填以满足旋挖桩机作业要求。

5.3 施工流程

（1）桩位放样。

依据设计图纸，使用全站仪测出桩位坐标（标高待护筒埋入后再进行测量），钉入细钢筋做好桩心标记，并以此点位圆心，半径1.5 m垂直引出另外两点作控制点，以确保埋设护筒位置准确。

（2）桩机就位。

桩机行进时需有专人于前方引导，且应收臂行进以防桩机倾覆，就位后升臂，钻头钻心对准桩心进行钻进，无需泥浆护壁，钻进深度2～3 m即停。

（3）埋设护筒。

场地（平均标高-1 m）浅部标高-3 m～-7 m范围内为松散饱和砂层，旋挖钻进时极易造成塌孔，根据本工程实际情况，特别制作6 m长护筒，使护筒底穿过该砂层。埋设护筒时，利用桩心外的两点控制点，慢慢将护筒压入土层中，压入时应注意保持护筒垂直，埋设成功后测量护筒顶标高，以便成孔后计算混凝土用量。

（4）泥浆护壁。

泥浆的主要作用在于平衡地层土压力，保护孔壁，防止塌孔，冷却及润滑钻具。饱和松散砂层颗粒间缺乏胶结力，钻进时井壁容易产生塌孔，泥浆能增加井壁颗粒间的胶结力，部分粘性较大的泥浆渗入井壁地层，也提高了井壁的稳定性。调制泥浆时，不宜过浓，过浓易产生较厚沉渣，也不宜过稀，过稀粘力有限，泥浆比宜控制在1.15～1.20，且应加入适当纤维素、烧碱等添加剂，提升泥浆粘结力，降低失水率防止浆液离析，提高泥浆循环使用率。

（5）成孔淸孔、测量孔深、成孔验收。

旋挖钻进至持力层后应放缓速率，以防穿破持力层（此类地质区域持力层多为中砂层），可采用慢速旋挖结合泵送泥浆清除孔底沉渣，测量孔深，成孔验收。

（6）钢筋笼制作、分节钢筋笼焊接整合、放置钢筋笼。

钢筋笼制作应提前进行，依据项目桩数桩径特点，成批制作，成孔后根据实际孔深焊接整合成笼，垂直下放，下放后应防止钢筋笼上浮，保证锚固钢筋标高。成孔后宜在30～60 min内完成下放钢筋笼工序，从而降低塌孔可能性及减少孔底沉渣量。

（7）安装导管。

安装导管前应充分湿润导管，分节下放、安装，导管底端距离孔底约为500 mm，导管顶端安装漏斗。

（8）砼浇筑、拆卸导管。

根据孔底标高、设计桩顶标高、护筒面标高、桩径等数据计算混凝土方量（理论方量*充盈系数），水下灌注桩宜采用较大塌落度（商品混凝土到场时塌落度需达到18～20 cm），以便混凝土能迅速顺利进入导管，从而保证桩身质量。第一次浇筑时应满盛后方可拔出漏斗塞，使第一斗混凝土迅速下落至孔底，既保证混凝土迅速填满孔底，亦可将剩余的沉渣、砂浆冲至混凝土面。浇筑砼时，慢慢将泥浆泵送回泥浆池，循环利用，且应注意复插导管，以起振捣密实作用，但应注意不可将导管底端拔出混凝土面，防止断桩或桩身夹渣。浇筑完成后测量混凝土面标高（因水下测量存在一定误差， 混凝土面可能存在强度较弱的砂浆层及碎石层，实际标高宜控制高出设计标高1～1.5 m），满足要求后方可拆卸导管。

（9）拔出护筒、成桩。

待混凝土初凝后可拔出护筒，成桩。

6 结语

通过工程应用实践证明，我们制定的工程桩、围护桩及支撑桩的施工方法是科学可行，先进合理的，成功控制了旋挖桩在此地域容易发生塌孔及缩径的现象，有效保证了施工质量，同时解决了该项目施工工期短，周边环境复杂，工程量大等一系列问题，节省了施工成本，为潮汕平原在旋挖桩施工领域的推广迈出了坚实的第一步，为项目的桩基施工提供了可靠的经验参考。旋挖桩在本地区的成功应用，在汕头市尚属首创，填补了粤东地区在该领域的空白，有效解决了旋挖桩在淤泥、砂层及交替夹层区域易发生塌孔及缩径的难题，为其在该区域的广泛推广积累了可靠的工程经验。

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