浅谈不利地质条件下旋挖干作业成孔处理措施

浅谈不利地质条件下旋挖干作业成孔处理措施

梁千,帅钦,罗祥,郭育翔,张宇

中国建筑第八工程局西南公司，四川成都610041

[摘  要]为确保桩基质量，结合本工程支护桩旋挖干作业过程中不利地质条件的影响，分析旋挖过程中不利地质因素，总结针对不同恶劣地质条件旋挖作业的处理措施。

[关键词]干作业；旋挖成孔；不利地质条件；处理措施。

0  引言

由于机械旋挖桩干作业成孔作业过程中不产生泥浆，成桩速度快，施工成本低，施工环境能得到相应保障，机械旋挖桩干作业成孔在灌注桩成孔作业中的应用逐渐增多。本文根据成都天府新区天府科创园项目深基坑支护桩工程的施工经验，总结出了针对不利地质条件的影响，干作业成孔过程中的处理措施。

1 工程概况

1.1工程地质条件

独角兽岛园区二批次项目位于天府新区兴隆街道跑马埂村五、六组。拟建场地位于成都市双流区桐子路与红星路南延线一段交叉口东侧，场地地形起伏较大，场地地貌单元属岷江水系II级阶地。

1.2水文地质条件

本场地受周边在建工地施工降水影响，场地地下水位埋藏相对较深，根据我公司在拟建场地周边工程的降水经验，本场地砂卵石层为强透水层，含水层渗透系数建议取k=20m/d。

2  不良地质条件因素

根据现场实际旋挖情况，发现3#基坑北侧（桩号95#~145#）、1#基坑北侧（桩号1#-40#）及4#基坑南侧（桩号92#-100#）均遭遇不良地质的影响。详见表2-1。

表2-1 不良地质条件因素

3 相关处理措施

3.1  不均匀地基处理措施

本工程4#基坑桩号92#-100#桩所属场地地基为不均匀地基，基岩界面起伏较大，坡度最大为10%。为防止钻孔偏斜，宜采用钻杆刚度大的复合式牙轮钻，以慢速钻孔。若钻孔仍然偏斜，则应分析清楚岩层的走向后，采用适当的回填料（回填料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混凝土混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处（见图3.1-1），静置3天后恢复施工。

图3.1-1 不均匀地基处理措施

3.2  淤泥质土处理措施

本工程3#基坑（桩号95#~145#）所属场地原为一生活污水池，污水汇集时间较长，形成了深度约3.5m的淤泥层。若直接采用旋挖机成孔，会造成孔内大面积塌孔。结合以往经验，对拟采用措施进行对比分析（见下表），最终采取了“振动锤安放4米长钢护筒辅助成孔”的方法进行施工。

表3.2-1 淤泥质土成孔处理措施

3.2.1 “振动锤安放4米长钢护筒辅助成孔”工艺流程及长护筒安装要点

1  施工工艺

2长钢护筒的埋设要点

①放桩位线

依据设计图纸的桩位进行测量放线，使用全站仪测定桩位。在桩位点打300mm深的木桩，桩上标定桩位中心，并采用“十字栓桩法”作好标记，并加以保护。

②护筒定位

采用钢护筒，护筒直径大于钻头直径20cm，护筒顶标高应高于施工面200～300mm，并确保筒壁与水平面垂直，隔离地面水，稳定孔口土壤和保护孔壁不塌，以保证其垂直度并防止泥浆流失，以利钻孔工作进行。护筒周围用粘土分层夯实。

护筒定位时应先对桩位进行复核，然后以桩位为中心，定出相互垂直的十字控制桩线，并作十字栓点控制，挖护筒孔位，吊放入护筒，同时用十字线校正护筒中心及桩位中心，使之重合一致，并保证其护筒中心位置与桩中心偏差小于20mm。

③护筒吊运

本工程长护筒吊运工作应安全、及时和准确，结合现场场地的具体情况以及机械使用等综合考虑选用履带式起重机为主吊机，规格型号为QUY70，最大额定起重量为70t。

利用履带式起重机配合振动锤进行吊运，要求采取将护筒用钢丝绳与吊钩连接等保险措施，防止液压油管意外爆裂将造成长护筒倾倒事故。吊运过程中，吊装作业区域内不得站人。

④护筒振沉

使用履带吊配合振动锤振沉钢护筒。

护筒长度较长，在振沉过程中可能会因振动而使护筒倾斜。在振沉过程中安排专人用水平尺进行垂直度检查，每下去3米检查一次，发现情况及时纠偏，并反复提升、下沉进行纠正。

振沉结束后，安排测量人员对护筒中心及桩位进行复核检查，保证桩位偏差在设计允许范围。

如测量人员发现护筒中心与桩位偏差超过设计要求，应拔起重新振沉。

⑤钢护筒拔起

应在砼初凝前振动起拔钢护筒（一般在浇筑结束后2小时内），以免砼初凝后护筒无法拔出。利用履带吊配合振动锤进行钢护筒的起拔。

因起拔长护筒使得桩身直径发生改变，会影响到砼顶面的标高，所以在混凝土浇筑过程中要充分考虑到淤泥充盈系数。在护筒起拔前要先进行超灌弥补护筒起拔的影响。

3.3含大量巨石回填土层处理措施

本工程1#基坑（桩号1#-40#）所属场地为杂填土区，回填深度共计4m，内含大量巨石（巨石粒径为600mm~1200mm）。旋挖机钻孔时易发生钻头偏位及巨石塌陷问题，针对此类场地，具体处理措施对比分析见效表。根据现场孤石范围及埋深，最终采取将上部巨石区域换填后，再进行施工。要求使用3:7灰土进行换填，25cm一层，采用蛙式打夯机压实，保证压实度达到90%。换填完成静置三天后进行旋挖成孔作业。

表3.3-1 含孤石土质成孔处理措施对比分析

4  总结：

综上所述，本项目在干作业旋挖成孔前，充分了解场地地质情况，针对不同的地质情况，采取了相应的解决措施，如基岩起伏面较大不利于桩身垂直度时，可采用回填与基岩强度相当的素混凝土；上层土为淤泥质土且深度小于7m时可采用“振动锤下长护筒”；打桩区域存在大粒径孤石、埋深较浅时可采用“局部换填”的解决措施。通过上述措施的应用，保证了旋挖桩成桩质量，为同类地质条件下旋挖桩干作业成孔提供了借鉴意义。

参考文献：

《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015

《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012

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