余世固

摘要：主要分析厚砂层中旋挖成孔灌注桩施工技术，对厚砂层的工程特性进行了分析，并对旋挖成孔灌注桩施工工艺流程进行了阐述，对厚砂层中旋挖成孔灌注桩施工工艺的调整进行了比较详细的阐述。

关键词：厚砂层旋挖成孔灌注

中图分类号：TU74文献标识码： A

我国经济建设发展迅速，旋挖钻机成孔灌注桩施工技术应用已经比较普遍，但是旋挖钻机在灌注桩成孔中如果遭遇较厚砂层，则有着较高的事故发生率，影响施工进度，本文就对旋挖成孔灌注桩技术在厚砂层中的施工技术进行研究。

一、厚砂层

厚度比较大的砂层，通常是指厚度在5cm以上的砂层和圆砾层。厚砂层在我国应用十分广泛，在土建施工中较为常见[1]。厚砂层的来源主要是地表或者近地表岩屑和溶解质风化物在自然搬运作用下沉积形成的，主要有砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂等类别，没有塑性，工程力学性能主要受到土壤密实度的影响，通常面层比较松散，但是底部比较紧实。松散状态面层骨架不稳定，在外力作用下可能会产生很大的变形，并且在动静载作用下均会发生严重沉降[2]。

二、旋挖成孔灌注桩

旋挖程控灌注桩是一种地基形式，使用工程机械旋挖成孔，灌注桩形成桩基。

（一）钻机定位

对桩位置进行复核，按照要求埋设护筒，检测地坪标高，钻机就位。要求准确、牢固、垂直、水平的定位钻机，钻机的导杆中心线、回旋盘中心线和护筒中心线需要保持在同一直线上。使用长螺旋钻头打孔，扩孔，安放护筒。

（二）泥浆制备

使用膨润土制备泥浆进行护壁，防止钻孔灌注桩施工中出现坍孔，还能够稳定孔内水位，便于携带钻碴。泥浆护壁的原理使用泥浆和地下水之间存在压力差，通过压力差保护护壁，而泥浆相对密度是保持压力差的关键[3]。钻孔中泥浆密度过小则不能有效保护土壁，而泥浆相对密度过大则容易发生堵塞。

（三）成孔

使用长螺旋钻头埋护筒、筒式钻头旋挖，钻头达到预定深度后旋转钻头，加压，把土压进钻筒。筒内挤满后反转，封闭钻头，取出弃土。程控之前需要对钻头的保护装置进行检查，包括钻头直径、磨损等情况均要进行检查，超标就需要更换钻头[4]。成孔的速度可以根据地基土的硬度进行适当调整，软土中可适当加快掘进速度，硬质土中可适当放缓。成孔合格后由监理师检验，合格后方能将进行下一个孔施工。

（四）清孔

对泥浆指标进行测试，如果存在超标情况需要及时调整，使用钻头在孔底扫孔，彻底清孔，结束后进行自检和监理方检查，测量孔深。

（五）制作、安装钢筋笼

旋挖钻机成孔速度很快，并且孔内沉渣很少，因此在制作安装钢筋笼时能够采取措施减少对孔壁的刮伤，就能够获得沉渣很少的孔，并能够防止塌孔。为了保证钢筋笼的质量，需要把钢筋空的焊接质量控制和保护垫块的设置视作是钢筋笼制作安装质量控制的重点。

（六）下导管、二次清孔

检查导管是否存在漏气漏水和变形，依次下放，深入孔底，核对导管长度和孔深，二次清孔。二次清孔使用无收缩水文测绳测量沉淤值[5]。

（七）灌注桩

灌注桩的质量和水下混凝土的浇筑质量有关，进行水下混凝土浇筑时要搅拌均匀，并控制坍落度在18-22cm之间。混凝土浇筑需要连续进行，不能出现冷缝，浇筑过程需要有人进行详细记录，避免导管提升速度过快或者导管埋深过大造成断桩。

三、厚砂层旋挖成孔灌注桩施工技术

不同的地层条件下，采用的钻孔方法是不一样的，在厚砂层旋挖成孔灌注桩施工中，需要制定针对性的方案。

（一）厚砂层工程性质研究

砂土不存在内聚力，存在内摩阻力，并依赖内摩阻力保持稳定状态。地下水位以下的砂体有着很高的含水量，内摩阻力和抗剪强度均出现大程度下降，钻孔形成之后应力释放，孔径逐渐变小，一些薄弱部位开始出现缩径，最终坍塌。厚砂层成孔的这些特点使得在厚砂层中进行旋挖成孔灌注桩施工容易出现这些问题：钢筋笼无法安装、孔壁不完整，难以控制充盈系数，沙砾会在短时间内发生沉淀，并最终产生孔内沉渣过厚和埋钻事故。

（二）施工关键技术

针对厚砂层的这些特殊的工程性质，需要我们在施工工艺方面进行适当的调整。

1.泥浆的配置

在厚砂层施工中，保护孔壁显得尤为重要的。泥浆质量的优劣对护壁的效果至关重要。在常规施工中我们通常使用膨胀土和外加剂配置泥浆，但是膨胀土泥浆有着很多缺点，例如在施工过程中会消耗大量的膨胀土，需要使用一系列的工程机械完成搅拌等制备工序，而膨胀土的制备对环境的污染很大，操作不规范可能会产生泥皮过厚、桩周摩擦力小、桩承载力下降等问题，并且膨胀土施工本身的成本也很高。

为了获得较好的厚砂层成孔效果，我们使用了国内研制的新型聚合物泥浆材料，这种材料使用工序十分简单，并且制浆速度快，护壁效果好，沉淀凝速快，能够有效的改善厚砂层成孔的护壁效果，配合旋挖成孔钻头施工，能够大幅度加快施工进度，成孔灌注桩的施工成本也得到了有效控制。

2.钻进成孔

确定钻进参数是钻进成孔施工的关键。首先通过实验，选择合适的钻头形状和直径。使用双腰箍三翼合金钻头，使用尖头鱼尾，双腰箍能够保证钻孔孔径，尖鱼尾能够有效提高钻速。砂层钻头磨损很大，在重要和易磨损构件上可加焊合金。砂层中施工钻孔灌注桩钻头直径的确定和地区以及砂层状态有关，需要通过实验结果选择。

钻速是另一种重要的参数。在厚砂层中，钻速过大有可能导致钻进尺寸过大，造成埋钻事故。如果成孔速度过快，泥浆的护壁时间短，效果不好，泥浆对孔壁的冲刷和钻斗产生的负压作用反而会产生较多的沉渣和比较严重的孔壁缩径以及坍塌。

3.测量钻孔直径

对钻孔的直径进行有序的抽测，开工之初要多进行几次，摸索孔径、地层、钻头直径等之间的关系，并分析孔径测量资料，对孔径垂直方向的变化进行调查了解，研究工程地质条件和孔径之间的关系以及泥浆的护壁效果，并对比孔径和灌注量，了解灌注质量。

4.灌注效率提高措施

使用导管水下混凝土浇筑工艺成桩。通常情况下，成孔和灌注之间的时间差越短，灌注的质量越好，因而加快灌注效率是控制厚砂层旋挖灌注桩质量的关键性措施。成孔合格之后的一次清孔应该非常彻底，节省二次清孔时间，在成孔结束后需要立即开展灌注的准备工作，而安装长度较大的钢筋笼时可以利用吊机进行安装，减少孔口和钢筋笼的对接花费时间。

（三）施工注意事项

护筒需要在施工之前按照施工标准预先埋设，护筒安放质量不合格将有可能造成孔口塌方。

施工中如果出现设备故障，如泥浆泵停止工作，需要采取一定措施拔出钻头，避免沉降沉淀导致的埋钻事故。

钻头、导管等属于高磨损构件，施工中需要对钻头的外径、鱼尾形状等情况进行经常性的检查，保证钻头较好的工作状态，获得稳定的孔径和钻进效率。

结束语：

桩基础施工本身就属于是特殊工程，在不同的施工条件中需要对使用方案进行适当的调整，不可预见性因素和风险很多，在施工中容易出现各种问题，而厚砂层由于其特殊的工程特质，进行旋挖成孔灌注桩施工时需要特别注意泥浆的配置、钻孔速度、钻头形式、直径等参数的选择，这样才能控制好成桩质量。

参考文献：

[1]姜规模.素混凝土桩复合地基在西安地基处理工程中的应用[J].城市勘测,2011.

[2]王明恕.高层建筑桩筏联合基础荷栽分配测试研究[J].工程力学,2010:441-445．

[3]周广泉,沈昌培.沉管灌注桩施工新工艺-非挤土沉管灌注桩[J].高层建筑桩基工程技

术,2012.

[4]王晓乾,刘元良,杜清.青岛海湾大桥海上大直径桩基旋挖钻施工成孔工艺介绍[J].公路,2011.

[5]张小强,杜晓飞.长螺旋钻孔泵压砼技术应用及常见问题探析[J].西部探矿工程,2010，22(6).