张功英福州海盛房屋征收工程有限公司（350001）

厚砂层一般是指厚度在5 m及以上的砂层或圆砾层，其形成原因主要是地表岩石粒在风化、水力等外界作用下沉积形成的一种复杂且分布广泛的地质条件。在我国建筑工程实践中，厚砂层地质条件较为常见。在厚砂层地质条件下，由于砂粒可塑性差、整体性差，对外部扰动反应敏感，砂粒极易出现错位移动，进而产生较大的变形、移位等问题。尤其是在地下水丰富的地区，在地下水和砂层的作用下，钻孔灌注桩容易出现桩体失稳、孔壁坍塌等事故，导致工程事故成本提高、施工难度增加，且可能对建筑工程整体施工质量造成不利影响。针对超厚砂层地质条件，有必要采用旋挖扩孔灌注桩施工技术，借助旋挖扩孔灌注桩护臂泥浆用量少、钻孔迅速等优势，改进钻孔灌注桩施工中存在的不足，确保建筑桩基工程顺利施工。

1 旋挖扩孔灌注桩施工技术施工工艺

1.1 旋挖扩孔灌注桩施工技术流程

桩位放样→护壁泥浆配制→护筒埋设→钻机就位→扩孔→孔底检查→清孔→下放钢筋笼→导管安装→二次清孔→混凝土浇筑。

1.2 桩位放样

准确的桩位测设是桩基工程施工的基础。施工单位应组织测量人员按基线控制网和桩位坐标精确测定桩基位置，并做出明显标记。

1.3 护壁泥浆配制

由于超厚砂层整体性、可塑性较差，孔壁维护能力较弱，护壁泥浆质量直接影响成孔质量，可通过人工造浆的方式改善泥浆质量，达到维护孔壁稳定的目的。泥浆制备时，应当严格按照设计配合比拌制泥浆，搅拌时间不得少于10 min。拌制完成后，应在泥浆池中水化分解1 d后方可使用。为防止泥浆池凝结，泥浆水化期间施工单位应使用污水泵进行循环抽送。

1.4 护筒埋设

根据工程设计要求，以厚度为3～10 mm的钢板制作护筒，护筒内直径应大于钻头直径200 mm左右。护筒埋设时，平面位置偏差应控制在50 mm以内，倾斜度偏差应控制在1%。护筒埋设时，埋设标高应高于地下水位2 m左右，以保持孔内水头。此外，护筒埋设深度应满足孔内泥浆面高度要求，在地下水位较深的情况下，护筒埋设应高出地面0.5 m，护筒底部可置于稳定的土层中，并使用黏土回填、夯实护筒周围，避免出现护筒底部悬空、桩孔坍塌、漏浆等问题。

1.5 钻机就位

在钻机就位时，由于砂层承载力较差，钻机行走、钻机过程中容易对成孔造成扰动作用，因此，在钻进过程中，钻机应采用增压低速钻进方法，以每次钻进0.4 m速度钻进施工；在钻机行走过程中，可采用间隔跳钻施工方法进行施工。

1.6 扩孔

当钻机钻进深度达到设计深度以上约20 cm时，施工人员即可停止钻孔，并更换扩底钻头进行扩孔施工。扩孔前，应先将钻机提起并缓慢放下，将扩底钻头下降至孔底后，施工人员应在主钻杆上做出相应的深度标记，以便于控制扩孔深度。扩孔施工前，施工人员应将钻头提起，使其处于悬吊状态，然后启动钻机与水泵，待孔底沉渣排出孔外后方可进行扩孔施工。扩底钻进初始施工阶段，施工人员应缓慢上下提升钻杆，扩大扩底范围，保证扩底施工达到设计深度。当扩底钻原地转动顺畅、切削无阻力时，即表明达到预期扩孔效果，此时，应及时进行清孔施工，待清孔完毕后缓慢提升钻头，钻头全部提出孔外后完成扩孔过程。

1.7 孔底检查

扩孔施工完成后，施工单位应对孔底直径进行检查，确认孔底直径施工满足设计要求。在具体施工中，由于孔底直径无法使用直观方法进行观察，可采用灌注桩孔径专业检测系统进行检查，并加强仪器校准和检测结果复核，确保扩孔检测数据准确无误。

1.8 清孔

在灌注桩扩孔施工和扩底检查完成后，施工单位可借助下放测绳绑定重物的方式测量桩孔深度，经多次测量后记录检测数据，并结合设计要求进行清孔施工。清孔时，施工单位可借助底部带活门的钢捞渣桶进行反复掏渣，以便清除孔底沉渣。在泥浆密度较大的情况下，可借助水泵置换清水的方式，合理控制泥浆密度。为防止清孔后沉渣沉淀在孔底，施工单位应在一次清孔后及时下放钢筋笼和安装导管，并对桩孔沉渣进行检测，根据检测结果进行二次清孔。

1.9 下放钢筋笼

将制作好的钢筋笼吊装至孔位，并在钢筋笼每节端头和内环加强圈位置焊接加固支撑，防止钢筋笼吊装过程中出现变形、扭曲等问题。在钢筋笼下放过程中，为防止钢筋笼加固支撑碰撞护壁，影响桩孔护壁整体性和阻碍导管安装，施工单位必须拆除钢筋笼支撑。钢筋笼下放应慢速下沉，当第一节钢筋笼下沉至护筒口位置时，吊装、连接第二节钢筋笼，直至所有的钢筋笼安装到位。为防止钢筋笼上浮，施工单位应在钢筋笼安装到位后，利用四根加长主筋与护筒顶部焊接。

1.1 0导管安装

钢导管直径为25～30 cm，其选择主要依据桩径和混凝土浇筑速度要求。钢导管安装前，施工单位应进行拼装试验、水密性试验和承压能力测试等。根据施工技术规范，导管水密性试验压力应大于孔内水深1.3倍压力，导管承载力至少达到孔底净水压力1.5倍。导管型式为法兰盘加锥形活套，末端导管采用专用的带楔口钢管，防止出现导管堵塞现象，影响施工效率。为防止导管沉入孔底沉渣中，导管底部距孔底应预留30～40 cm距离。

1.1 1二次清孔

钢筋笼与导管到位后，施工单位应对孔底沉渣厚度进行二次检查，并根据孔底沉渣厚度控制要求，采用气举法反循环方法进行二次清孔。借助空气压缩机、输气风管、导管将孔底沉渣带出桩孔，送气量应遵循由小至大的原则，如发现孔底沉渣存在较大渣块或板结现象，可适当增加送气量，促进沉渣的排出。

1.1 2混凝土灌注

在钻孔、扩孔及清孔施工完成后，即可进行混凝土灌注施工，其施工工序按正常灌注桩施工技术操作即可。

2 工程案例应用分析

2.1 工程概况

该建筑位于福建省福州市，经岩土勘察检测，施工现场以丘陵地貌为主，土层主要为第四系坡积黏性土和风化残积土层，下层为第三系内陆湖相沉积形成的半固结软质岩类，自上而下土层依次为：素填土、耕植土、淤泥质土、粉砂土、杂填土、粉质黏土、强风化泥岩、强风化砂岩和强风化泥岩。地下水主要为孔隙裂隙水，主要存在于强风化砂岩孔隙内，经地质勘察，地下水位为81.67～95.39 m。该工程灌注桩数量共计1 696根，其中672根贯穿超厚砂层，约占总体比例40%，穿砂层厚度为10～36 m。分析研究岩土勘察报告和试验桩施工结果，该工程采用旋挖扩孔施工技术方案。

2.2 施工过程控制

1）泥浆配制。在超厚砂层地质条件下，泥浆质量直接影响成桩效果，而泥浆质量与膨润土、纯碱和纤维素掺合比例存在着显著的关系。为了明确泥浆配合比，保证泥浆配制一致性，施工单位应对泥浆配制进行试验研究，综合考虑经济性、桩基承载力和泥皮厚度的情况下，确定护壁泥浆膨润土、纯碱和纤维素掺合比例（见表1）。

表1 护壁泥浆配制含量

2）泥浆循环。为满足泥浆拌制、循环和施工计划要求，施工单位开挖2个体积为65 m3的泥浆循环池，采用ZX250型泥浆泵进行循环处理，满足了护壁泥浆拌制和现场施工泥浆的需求。

3）二次清孔泥浆性能指标控制。二次清孔中，当泥浆性能指标达到设计要求后方可停止清孔。该工程中，根据设计要求，二次清孔泥浆性能指标控制主要包括比重、黏度、含砂率和胶体率（见表2）。

在具体操作中，采用专用的取浆器在距孔底50 cm位置取浆，保障泥浆性能指标的准确性。

表2 二次清孔泥浆性能指标控制参数

2.3 应用效果分析

该工程中，通过对旋挖扩孔灌注桩与普通直桩进行静载试验对比研究（见表3），扩孔桩极限承载力显著高于普通桩。静压试验检测下，通过对比分析桩顶回弹量、回弹率指标，发现扩孔桩回弹率高于普通桩，说明扩孔桩桩身弹性压缩变形较小。同时对比分析，桩顶残余沉降量和累计沉降量，表明扩孔施工技术能够有效改善超厚砂层灌注桩沉降问题，且最大静压加载量显著低于桩体极限承载性能，符合预期效果。

表3 普通桩与扩孔桩静压试验数据分析

3 结论

超厚砂层地质条件下，施工单位应结合地质勘察和水文监测报告，结合施工技术要求，加强施工方案优化设计和施工过程技术管理，满足桩基工程施工质量控制要求，从而保证建筑工程质量。