河槽淤泥夹层条件下的桩基防塌孔施工技术

2020-06-15范金奇史永超王山峰

建筑机械化 2020年5期

付飞，范金奇，史永超，王山峰

（中建二局第二建筑工程有限公司，广东深圳 518000）

随着我国地下空间的迅速发展，桩基础施工在场地狭窄条件下应用越来越广泛。青白江万达项目2#地块比邻长流河，是一条供给川化和攀成钢铁厂排水、排污的一条历史性河流，政府对其进行了改造工程，但改造后有大量的淤泥没有进行清掏，导致河槽底部形成了淤泥夹层，以及覆土下的淤泥层，又因成都区域的特殊性，土层中含有大量的连砂石及粉土，造成在旋挖钻孔施工过程中易塌孔，由于万达项目预售工期紧，土方及基坑支护必须同时进行施工，场地内无条件进行设置泥浆池。因此现场才用了取消泥浆池、取消钢护筒，针对复杂地质采用了注水压力平衡技术、淤泥护壁废物再循环施工技术以及丙烯酰胺+硫酸盐施工技术攻克了施工难题。

1 工程概况

成都青白江万达项目总用地面积19.03 公顷，建筑面积约70 万平方米，由4 个地块组成（图1），其中青白江万达项目（2 号地块）住宅及商业配套项目由3 栋高层、4 栋洋房、1 栋商铺组成，支护形式为桩支护，其中AD 段区域未二层地下室，BC 段为一层地下室，基坑工程设计±0.00=475.05～475.60m，本基坑A、B、C、D均采用支护桩，基坑开挖深度为负一层6.00，负二层9.50，桩长13.5m。基坑周长618m，面积约23 892m2,肥槽宽度1.30m。

图1 青白江万达工程地块平面示意图

2 技术特点

1）根据地质条件及环境因素，调整施工方案，并对建筑材料方面进行改革与创新。

2）结合场地地质情况，取消传统钢护筒及泥浆池施工工艺，为安全文明施工做好铺垫。

3）河槽区域有历史性淤泥夹层，采用丙烯酰胺+硫酸盐制作泥浆解决了沿河复杂地质条件下的钻孔施工，可以创造极佳的粘度环境，保证周围地层的稳定，同时也可以帮助泥浆最大限度的黏住被切下的钻屑，从而提高钻进效率。

4）根据特定的地质条件，采用不同的处理技术，针对连砂石层采用注水压力平衡施工技术，针对粉土层采用河槽淤泥废物再循环利用施工技术。

3 工艺原理

因长流河具有一定的历史性，改造后遗留的河槽地质条件非常差，河槽底部淤泥化学成分较高，局部还有淤泥夹层，钻孔施工难度极大，因此针对表层无淤泥区域采用注水压力平衡施工技术、河槽淤泥循环再利用施工技术；表层有淤泥区域以及地质条件不明区域，采用化学泥浆法进行施工。传统成品化学泥浆价格较高，不能广泛应用在项目上，并且主要材料是膨润土、烧碱、纤维、盐水、甲基钻井化学泥浆，通过自配置聚丙烯酰胺+硫酸盐可以创造极佳的粘度环境，旋挖钻机专用化学泥浆的极长分子链卷装无序的分散泥浆中，穿过不同层面形成连接桥，保证周围地层的稳定，同时也可以帮助泥浆最大限度的黏住被切下的钻屑，从而提高钻进效率，其渗透效果可达到18cm。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

图2 工艺流程图

工艺流程如图2 所示，先对支护桩进行放线定位，由于地质分层，-4m 以下为连砂石，-4m以上粉质土，-2.5m 以上为河槽淤泥，沿河一侧局部-4m 为历史性淤泥的地质条件，因此针对连砂石土层，采用注水压力平衡技术，实现连砂石内侧及外侧砂石受力平衡，防止塌孔；针对粉土层采取了取消钢护筒施工，利用淤泥循环再利用就地取材技术，实现了绿色施工；针对历史性淤泥层，采取了丙烯酰胺+硫酸盐自配化学泥浆施工技术，实现了不同土层的不同针对性防塌孔施工的综合性应用技术，从而实现了河槽淤泥夹层条件下的桩基防塌孔施工技术。

4.2 周边环境调查及检测

用于取水排污的长流河诞生于20 世纪50 年代，经过多年的历史积累，河槽沉积了大量的淤泥，因此万达进场后政府开始进行河道改造工程，改造后原河槽遗留在建筑红线内，对后期的基坑支护造成了一定影响。

根据青白江万达广场地勘报告，在场地内靠长流河一侧，清理出的淤泥一部分堆填在建筑场地西侧，后期施工时应当引起重视。通过对该渠道的水质进行检测pH=5.5，呈弱酸性。根据此地勘信息，组织专家对此地理条件进行分析，采用了丙烯酰胺添加剂施工技术。

4.3 基坑支护桩放线定位

根据施工蓝图坐标，对支护桩进行定位放线便于现象施工，放线过程中务必控制中支护桩与地下室挡土墙的距离，以及肥槽的宽度一定要保证。根据施工方案要求，机械对冠梁沟槽进行开挖，人工将桩头余土进行清理，并修整沟槽斜坡。

4.4 取消泥浆池—淤泥再利用施工技术

冠梁槽可以有效地保证在施工过程中，水、淤泥不会外溢到冠梁槽外侧，保证现场安全文明施工，并且有效地控制了桩基走位的准确定，确保在施工过程中实现安全、环保、保质保量。冠梁槽开挖深度0.8m,开挖完成后对冠梁槽底部进行夯实，以便在旋挖过程中桩身土体塌方。

针对河槽处的淤泥，采取了淤泥可循环再利用施工技术，由于传统的支护桩施工，需要制作泥浆池以及循环泵，由于泥浆池的距离受限制，并且施工过程中对场地的安全文明施工造成很大的影响，尤其淤泥外泄等现象，并且大量的泥浆池施工，对场地内的土方工程受影响非常大，在此工期紧迫预售节点不可越的情况下，项目部综合研讨，直接取消泥浆池，根据对场地内的复杂地质条件，就地取材，选取沿河淤泥进行试验确定是否可以达到护壁效果，经对坍落度及稠度进行检测，坍落度大于240,完全符合人造泥浆要求，因此在冠梁槽内填入淤泥并开始旋挖钻孔施工。

4.5 取消钢护筒—注水压力平衡施工技术

-4m 以下多为连砂石，因支护桩临河侧土体压力较大，为避免成孔后桩孔内连砂石塌落，需保证砂石内外侧的压力平衡。采用水压力平衡施工技术，既保证了成孔直径等于设计直径，又避免了连砂石塌孔的风险。

4.6 聚丙烯酰胺+硫酸盐施工技术

根据在地质勘探过程中，沿河一侧发现土质及河槽呈弱酸性，因此项目立即组织专家论证，如何在弱酸性淤泥质土中进行弱酸性施工，考虑到聚丙烯酰胺，是一种线性高分子聚合物，由于其化学活泼性很高，并且遇到硫酸盐可以形成极佳的粘度环境，可以有效地形成护壁，并且其渗透延展度达到18cm。自制化学泥浆配比为：92%长流河淤泥（富含硫酸盐离子），2%聚丙烯酰胺，6%膨润土。配比指标如表1 所示。

在配置材料过程中可以提高泥浆的粘度和比重，施工时泥浆中高分子聚合物充分填充孔壁缝隙，形成强韧的保护膜，同时大比重泥浆可以给孔壁更大的侧压力，从而保证孔壁的稳定性。