摘要：本文探讨旋挖钻孔灌注桩施工技术在易塌孔地层中的对策。在红山路-和燕路快速化改造工程中，旋挖钻机在不同地质条件下采取干式、湿式作业、长护筒、先加固后钻孔等有针对性运用，既满足了进度要求，提高了工作效率，又减少了大量泥浆带来的环保影响。
关键词：旋挖钻孔；干式；湿式作业；长护筒；旋喷加固
一、工程概况
红山路-和燕路快速化改造工程是南京市城建重点项目之一，为加快工程建设速度，减少了泥浆带来的环保影响，围护桩、抗拔桩、立柱桩施工抛弃了传统的正反循环钻机，采用了旋挖钻机施工。本标段共有各类桩基3200根，桩基孔径800mm、900mm、1000mm，桩长为5-31m，围护桩以摩擦桩为主，抗拔桩、立柱桩为入岩桩。
二、工程地质与水文地质情况
根据南京地区地质图，场地无影响稳定性的断裂破碎带通过。场地所属区域不存在浅埋的全新世活动断裂，南京地区地震活动水平属中等偏下，属地壳活动稳定区。根据前期收集资料，道路沿线未发现岩溶、土洞、危岩和滑坡等影响场地稳定性的不良地质作用存在。
场地岩土层分布基本情况如下：1-1层杂填土、1-2层素填土、2-1层粉质黏土、2-2层粉质黏土、3-1层粉质黏土、3-2层粉质黏土（残积土）、6-1a层：全风化闪长岩、6-1 层：强风化闪长岩、6-2 层：中风化闪长岩、7-1 层：强风化砂岩。
地下水有潜水、基岩裂隙水和孔隙水。
三、施工方法选择
本工程中，旋挖钻机在不同地质条件下采取干式、湿式作业、长护筒、先加固后钻孔等有针对性灵活运用，既满足了进度要求，提高了工作效率，又减少了泥浆带来的环保影响，节约了成本。
3.1干式作业
施工前先根据地质勘探报告掌握详细的地层情况。针对局部段落地质条件比较好，主要为1-1层杂填土、2-1层粉质黏土、3-1层粉质黏土、4-3层粉质黏土、6-1 层强风化闪长岩等，钻孔不需要泥浆制备，直接采取干式作业，成孔作业快。
3.2湿式作业
因地层有微承压水，针对2-2层粉质黏土软塑状态、4-2层粉质黏土浸水易散及6-1a层遇水即散的特性，宜采取湿式泥浆护壁作业。
3.3长护筒作业
针对上部土层潜水较多，土质较差而易塌孔地段，采用525型液压打桩机打设10m长壁厚2.0mm的钢护筒，隔绝上部潜水，再采用旋挖钻干式作业成孔作业方式。
3.4先加固后旋挖
针对局部层厚达到9米的2-2层流塑状态粉质黏土，地表下6～15米，525型液压打桩机也难以打设超过15米壁厚2.0mm的钢护筒，采用双重管高压旋喷桩针对该地层进行预先加固，等一周后，再采用旋挖钻干式作业成孔作业方式。
3.5全回转钻机
全回转钻机适合于各种复杂地层施工，但因为造价过高，因经济性欠佳不在考虑范围内。
四、施工工艺要点
4.1干式作业施工要点
干式作业为寻常作业方式，不再重点阐述，一般多采用螺旋钻头，钻进速度快。
4.2湿式作业施工要点
4.2.1钻头选择
对于中大直径的桩孔，钻头选用双底捞砂斗即可；对于直径小的孔，可采用单开门双底捞砂斗；尽量增加或加大钻头的流水孔。双底捞砂钻头特点：筒体下方有两块底板，上下底板通过中心悬挂轴相连，两者之间可以相对回转一定角度，以实现斗底进土口的开启和关闭。针对易吸钻地层，可特别设计保直通气钻头。适用地层：散土、含水量较高的砂土层、淤泥质亚粘土、砂砾石层、松散冻土等结构比较松散、克取强度较低的地层。
为加快施工速度，地面下5m范围（不塌孔情况下）可换钻头干孔施工。
4. 2.2泥浆制备
采用膨润土泥浆护壁，可掺加一定比例膨润土、羧甲基纤维素、锯木屑等。泥浆比重控制在1.15～1.2，粘度20～28秒，含砂率≤4%、胶体率不应小于95%。钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内水头不低于原地面下2米，防止孔壁坍塌。桩孔砼灌注时，孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内。符合指标的泥浆可以循环使用。
4. 2.3埋设护筒
钻孔前设置坚固、不漏水的钢护筒，确保成桩直径符合规范要求，埋深深度应大于原地面下3米（穿过后回填土层），还需满足孔内泥浆面的高度要求，高出施工地面 0.2-0.3m。护筒定位完毕，周边用粘性土回填和分层夯实，测量孔口自然地面水平标高，做好相关记录。
4. 2.4钻孔
钻进时原地顺时针旋转钻孔，然后以钻斗自重加液压力作为钻进压力，初入孔下压力控制在80-90kpa，吊紧钢丝绳，保持钻杆垂直和匀速慢速钻进，直到主动钻杆全部入孔后，再逐渐加快钻速和加大钻压。
在2-2淤泥层、4-2粉质粘土、6-1a全风化层钻进过程中要遵循“三降”和“三减”原则。
“三降”是指降低放钻速度（每米不少于3秒）、降低旋转速度（转一圈不少于8秒）、降低提钻速度（每米不少于5秒）；
“三减”是指减少单斗进尺（每斗进尺不超过0.5米）、减少钻压、减少合斗门时的旋转速度和圈数。
每桩成孔时间应不小于2小时。
4. 2.5清孔
湿式作业清孔后沉渣符合规范要求，在孔内下入钢筋笼。按规范要求浇注混凝土前，孔底 500mm 以内的泥浆比重应小于 1.2；含砂率不得大于 8%；黏度不得大于28s。
4. 2.6吊笼
吊入钢筋骨架时要慢，工人辅助对准钻孔中心竖直插入，禁止碰撞孔壁。
4.3长护筒作业施工要点
液压打桩机打桩前，用旋挖机对准桩位钻孔，到潜水位上面时停止，以成孔的土孔作为打设护筒的导向，防止偏位过大，同时也可以提高效率。打设前注入适量的泥浆，以较小摩阻力。液压振动锤在钢护筒两侧对称、均匀轮流振动下沉。到位后，采用旋挖机在钢护筒中作业，桩基浇筑完成后，在混凝土初凝前，用液压振动锤在钢护筒两侧对称、均匀拔除钢护筒。
4．4先加固后旋挖
采用双重管高压旋喷机在围护桩桩位的内外侧各打一根直径不小于600mm的高压旋喷桩，仅对流塑状地层进行加固喷浆。为防止缩颈现象，加大加固范围，内外侧旋喷桩不咬合，采用32.5级的普通硅酸盐水泥，水灰比1.0～1.1即可，浆液压力20Mpa，空气压力0.7Mpa，提升速度14±2cm/min，旋转速度10r./min。加固一周后，采用旋挖机慢速钻进。
总结
通过本工程旋挖钻机在不同地质条件下采取干式、湿式作业、长护筒、先加固后钻孔等有针对性运用，有效防范了塌孔带来的问题，其施工方法具有施工质量可靠、机械化程度高、成孔速度快效率高、适应地层广泛、环保的特点，有效降低成本，最终经济效益综合指标大于回旋钻机，可见旋挖钻机是一种理想施工工艺。
参考文献：
［1］中华人民共和国国家标准 GB/T 25695-2010 《建筑施工机械与设备旋挖钻机施工通用规程》 中国标准出版社 2011
［2］建筑地基基础工程施工质量验收标准GB50202-2018。中国计划出版社，2018
论文作者:汪惠民
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/22
标签：作业论文; 泥浆论文; 钻孔论文; 黏土论文; 钻机论文; 地层论文; 钻头论文; 《基层建设》2019年第19期论文;