冲积盆地软土地基大直径深桩基施工关键技术

贺佰冻

摘要：大直径深桩基施工一直都是工程的重难点，桩基施工质量对于工程整体质量与安全，都具有重要的影响。本文主要研究冲积盆地软土地基大直径深桩基施工关键技术，以解决软土地基桩基的技术难题，掌握软土地基桩基的先进设计理论、设计方法、施工技术、试验技术和安装技术，为冲积盆地桥梁建设提供技术理论支持及设备选型科学依据。

Abstract： The construction of large-diameter deep pile foundation has always been a heavy and difficult task. The quality of pile construction has an important impact on the overall quality and safety of the project. This paper mainly studies the key technology of large-diameter deep pile foundation construction in soft soil foundation of alluvial basin to solve the technical problems of pile foundation in soft ground， to master the advanced design theory， design method， construction technology， test technology and installation technology of pile foundation in soft soil foundation， providing technical support for the bridge construction in the alluvial basin and scientific basis for equipment selection.

关键词：冲积盆地；软土地基；大直径深桩基；施工；关键技术

Key words： alluvial basin；soft soil foundation；large-diameter deep pile foundation；construction；key technology

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）36-0118-02

0 引言

冲积盆地是由河流沉积作用形成的盆状地形，在河流的下游，水流没有上游般急速，从上游侵蚀的大量泥沙，会因流水流速降低而逐渐沉淀。

冲积盆地区域地质构造复杂，抗御地震灾害的能力相当薄弱，道路和居民建筑物多建在冲积盆地的软土地基上，不仅抗震能力差，工程质量也容易受到较大影响。超大直径深桩施工技术是较为常见的一种方法，在高层建筑、铁路、码头以及大型的构筑物当中已经得到了广泛的应用。但是，现阶段这一桩基的荷载传递机理还不是特别的了解，设计桩基的时候还是采用传统的计算方法。所以，在应用这一技术在冲击盆地的时候，必须要对施工关键技术加强研究的力度，从而保证施工质量，增强工程的安全性。

1 工程概况

本工程位于华坪至丽江高速公路TJ-21合同段，为三川特大桥，孔跨布置为：双幅149×30米，上部结构采用预应力混凝土（后张）T形梁；桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础。拟建场地存在深厚软土，地层中含砂率极高，并局部夹有块状砂岩，泥浆自造能力很差。各岩土体自上而下是：

①人工填土：松散，稍湿；

②粘土：饱和，可塑；

③淤泥质粉质黏土：饱和，流塑；

④圆砾：饱和，稍密-中密状，孔隙间充填中、粗砂为主；

⑤泥炭质土：稍湿，土质较轻，松散；

⑥黏土：湿，软塑状；

⑦淤泥：湿，流塑状；

⑧泥炭质土：稍湿，松散，含有较多未完成分解的植物碎块；

⑨砾砂夹碎石土：密实；

⑩圆砾：饱和，中密，充填物为粘粒、细沙。

2 施工工艺控制与施工机械选型

工程项目的施工流程就是：详细了解地质资料→制定施工方案→测量放线→对场地进行处理→钻机就位、钻孔→一次清孔→沉放钢筋笼→导管安装→二次进行清孔→灌注水下混凝土→制作混凝土试件。

该工程成孔深度相对较深，对于施工的工艺要求非常高，而且深层地质很差，这就必须要保证钻孔桩垂直度的质量，通常情况下扭矩比较小的钻机无法达到施工的需求。比如，在前期进行施工的时候，选择的GPS-20型钻机，但是，在进行钻孔的时候，特别是进入圆砾层之后，因为地质条件不理想，还有就是钻速太快，配套的钻杆由于抗扭性能较差，出现钻杆断裂或者是掉钻的问题，再加上大量泥浆沉渣堆放及运输困难。结合本工程地质情况，在功效、环保、移位，尤其对地层适应能力等方面考虑，旋挖钻占有绝对的优势，本工程采用旋挖施工为主。

3 大直径深桩基施工关键技术

3.1 冲击钻成孔

3.1.1 埋设临时护筒

在加工临时护筒的时候，必须要注意内径一定要比桩径要大30厘米，连接位置的護筒内没有明显的突出物，要具备耐拉、耐压及不漏水的功能。高度尽可能的高出地面30厘米左右。护筒平面的位置偏差应当小于5厘米，倾斜度最好小于百分之一，把护筒下50厘米范围中填筑黏性土并且进行夯实，护筒周边也使用黏性土进行夯填，在进行换填的时候，必须要均匀的进行回填，杜绝在进行回填的时候发生护筒偏移的问题。在埋设护筒之前必须要测定桩位，在钻进的时候实时的检查护筒的具体位置。

3.1.2 钻机冲孔endprint

冲击钻的冲孔与传统的成桩一样，但是，在对填石路基冲孔之后，把孔内的碎石及时的清理，方便循环进行施工。清理完成孔内的废渣时，应当第一时间就安装长护筒。完成安装临时长护筒之后，再使用黏土回填到孔口中，避免由于桩基施工振动产生的塌孔。

3.2 旋挖钻机成孔

3.2.1 制作泥浆

因为单桩成桩的周期相对要长一些，并且钻孔的深度非常深，这就一定要选择优质的泥浆来确保孔壁有足够的稳定能力。

3.2.2 钻进

①在钻进的过程中，进尺必须要适当的进行控制，应当采取低挡慢速的方法进行钻进，确保刃脚处有比较坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1米之后，要根据土质实际的情况来确定钻进的速度。当护筒外侧土质出现漏浆的情况，就应当第一时间提起钻头，向孔中倾倒黏土，之后在进行空转，确保泥浆能够堵住漏浆孔隙。

②在黏质土中进行钻进的时候，因为泥浆黏性非常大，钻头受到阻力也很强。这就比较适合使用中等转速、大泵量的进行钻进。

③在砂类土或着是软土层进行钻进的过程中，比较容易出现塌孔的现象。应当尽可能的控制好进尺、速度的问题。在低液限黏土或着是砾石夹土层中钻进的时候，由于土层非常硬，这就会导致钻机由于超负荷出现损坏的情况。这就比较适合选择低挡慢速的方法进行钻进。

④在进行钻孔的时候，必须要做到减压钻进，确保成孔的垂直度達到相关的规定要求。在进行钻孔的时候，每隔一段时间就要检验泥浆指标，达不到相应要求的要第一时间进行整改。

3.3 泥浆护壁

泥浆采用钻进土层过程自然造浆法造浆，需要采取有效的措施确保孔壁的稳定性。一定要保证泥浆箱储存足够的优质泥浆，使用优质的泥浆倾倒到孔内，确保孔壁的稳定性能够满足设计的要求。钻孔泥浆的密度应当控制在1.20到1.35之间，泥浆的粘度应当控制在18s到22s。在杂填土或者是砂层进行钻进的时候一定要使用浓泥浆，这样才能够在孔壁上形成泥皮，保障孔壁的稳定性。

3.4 一次清孔

钻孔灌注桩进行施工的时候非常关键的一个隐蔽工程就是清孔，清孔主要分两次进行操作，完成之后必须要单独进行验收，清孔的效果必须要能够满足设计要求。第一次进行清孔必须要把大量的粗砂置换出孔内，这个时候的泥浆密度及粘度都非常强。泥浆密度控制在1.3米，第一次清孔的时间要按照工程实际的情况，通常都是30分组到40分钟。钻进结束之后把钻具提离孔底大约2厘米左右，采用低速回转的方法，全泵量冲孔，对孔底较大颗粒的土块充分进行研磨，孔内返出浆液以及没有泥块泥皮的现象就完成了一次清孔，应该坚持做到一次清孔为主，二次清孔为辅的原则。

3.5 制作钢筋笼及注浆管安放

完成钢筋笼验收之后，必须要严格的根据相关要求进行孔口对接的工作。应当选择焊接吊筋及对水泥保护层垫块进行安放的方法，使用钢筋笼定位器进行控制，定位器每间隔2米进行安装，安装的数量是每次4个。保证钢筋笼的垂直度达到设计要求。钢筋笼使用加强筋进行定位成型，可以确保主筋均匀的分布在同一截面中，而单节长度应不大于12米。

3.6 测定沉渣与灌注水下混凝土

完成桩孔的二次清孔之后，一定要能够满足关于厚度的设计要求，这就必须要对孔底沉渣进行测定的工作，对孔底沉渣厚度进行测定的时候，应当选择带圆锥形测锤标准测绳来进行测定，终孔孔深利用钻具总长及机上余尺进行控制，比较标准测绳之后对沉渣厚度进行计算。灌注桩选择的是商品混凝土，在进行施工之前必须要对交通运输的沟通工作加强重视，保证商品混凝土可以按时抵达施工现场。

该工程的工程桩采用的是水下C30混凝土、支撑立柱桩为水下C30混凝土，在对混凝土进行配置的时候，都提升了一个等级，也就是C35，混凝土的坍落度180毫米到220毫米之间，坍落度的损失应当能够满足灌注的要求，混凝土初凝时间要大于8小时。水下混凝土灌注在混凝土桩施工当中是非常中重要的一道工序，必须要在进行灌注之前就做好前期的准备工作，对采取的技术措施不断优化之后才能够进行开灌，二清后与混凝土灌注的间隔时间不要超过30分钟，开灌之后一定要连续进行灌注，才能保障成桩的质量。

4 结语

总而言之，该工程的钻孔灌注桩因为计划比较周密，整整提前了24d就完成了任务。经过一系列的检测，达到了设计要求，本次施工的效果非常理想。超大直径的深桩基施工属于系统性工程，必须要选择最为合适的施工工艺，对关键技术加强研究，确保桩基强度及耐久性必须要达到设计要求。

参考文献：

[1]肖漓境，汪泽均.超大直径深桩基施工技术[J].湖南交通科技，2015，41（02）：110-113，200.

[2]滕晓军，汪仲琦.超深大直径钻孔灌注桩基施工技术[J].天津建设科技，2015，25（04）：24-26.

[3]张磊，王龙.浅析大直径、深桩基施工技术控制[J].能源与节能，2012（01）：77-80.

[4]黄德松，方红传，李相军，徐荣国，潘丽华，钟庆伯，方红军. 复杂地质大直径桩基施工方法[J].建筑结构，2011，41（S2）：372-374.endprint