旋挖钻桩基施工优势及常见问题分析

2022-05-20杨海龙

工程建设与设计 2022年7期

杨海龙

（中交第四公路工程局有限公司，北京100010）

1 引言

国内外旋挖钻孔施工普遍运用于软土地、强风化岩层施工，针对软土地层、强风化岩层施工已经有完整、成熟的施工技术[1]。随着公路、房建建设节奏加快，工期任务愈发紧张，桩基施工将会大量引进旋挖钻机施工，能够有效地保证硬质岩层中桩基的施工质量、进度，同时能降低施工成本，对于解决工程实际问题具有十分重要的意义。

2 工程概况

毕节市金海湖新区第二小学项目建筑总面积为19226.4 m2，各单体主体结构均为混凝土框架结构，基础采用桩基础。据地勘钻探所知在表层岩体内钻探（81 个柱位钻孔）有31 个钻孔遇见溶洞裂隙，无可见地下水存在，遇洞率38%，且桩长局部超过16 m。综合考虑施工周期及工程造价，拟采用旋挖钻桩基施工工艺。

3 施工工艺

旋挖钻孔桩施工工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

3.1 测量放样

测量人员使用全站仪采用坐标定向法进行桩位放样。桩位测量完成后埋设十字护桩。

3.2 护筒埋设

护筒采用挖埋法施工埋设，埋设时利用护桩拉中线对旋挖钻机钻头进行定位，保证护筒埋设的准确性。护筒埋设高于施工地面30 cm。埋设完成后再次利用护桩拉线复核平面位置误差及标高复测，倾斜率采用吊锤法进行复核。

3.3 钻机定位

确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记（见图2）。

图2 桩基定位

利用护桩拉十字线找出桩基孔位中心线，操作旋挖钻机使钻头中心对准桩位中心。钻头定位完成后调整好旋挖钻机钻杆、桅杆的竖直度[2]。旋挖钻机自带坐标定位系统，只需对中一次便可记录坐标位置，可自动调整中心位置。

3.4 旋挖钻头配套钻进工艺

以φ1.5 m 桩基，桩长18 m，入岩深度达到11.5 m，累计钻进时间17.5 h 为例，旋挖钻机钻进时共采用φ0.9 m 筒钻、φ1.2 m 筒钻、φ1.2 m 捞砂斗、φ1.5 m 筒钻、φ1.5 m 捞砂斗5 种不同型号钻头配套使用，具体使用情况如下：

1）开钻时，为了避免扰动护筒，先用低档慢速钻进，钻至护筒以下1 m 后，再调为正常速度。

2）黏土、粉质黏土、碎石土层等软弱土质地层及软弱岩层直接采用φ1.5 m 捞砂斗直接钻进取渣。

3）进入硬质岩层后换为φ0.9 m 筒钻进行取芯，为避免钻进过深导致卡钻，每次钻进3～5 m 后采用捞沙斗清理孔底，直至钻到设计桩底标高。筒钻取出来的岩层芯样完整，能够有效分析地底岩层情况，准确判断桩基入岩深度，保证成桩质量。

4）取芯完成后采用φ1.2 m 筒钻进行扩孔，φ1.2 m 捞砂斗进行清孔处理。

阮小棉发了封邮件给他，她说，你不认得我，我却认得你。第一次见你是在公墓，你买大束的鲜花去看楚西，我看得到你眼中有很深刻的痛楚。女人总是很不理智，她会因为一个男人对另一个女人的爱而心动，不要问我怎样找到你，你只需知道，我不是在游戏，也不是在玩笑。你可以不爱我，却不可以无视我。

5）φ1.2 m 捞砂斗清孔至设计桩底标高后继续采用φ1.5 m筒钻进行扩孔处理，最后采用φ1.5 m 捞砂斗进行整个孔壁修正及清孔处理。

6）进入硬质岩层后，可往孔内注入适量清水，降低钻头温度，减少截齿损耗。

3.5 桩端进入持力层保证措施

1）施工前认真研读工程地质勘察报告，绘制持力层等高线图，以此作为各桩孔的深度控制依据，指导施工。

2）选派有经验的钻工进行持力层的钻进，通过桩机的跳动、声音、现场取样等，判断是否进入持力层，各单位签字确认。

3）钻头进入持力层时立即取出渣样，经监理验收、确认定出持力层界面。终孔时再取一个渣样，渣样要编号保存备查。

4 施工中常见问题及防治措施

4.1 塌孔

1）产生原因：钻孔过程中遇到溶洞、裂隙，溶槽、裂隙内充填有软弱土层；钻孔过程中素填土层稳定性较差，或有外部水渗入孔内；在松散的地层中施工掘进速度过快，导致塌孔。

2）预防措施：仔细对照勘察资料，在钻孔接近溶洞、裂隙位置时低转速钻进；按要求开孔时避免钻头撞击桩壁。

3）解决办法：（1）钻孔过程中发生坍孔后，要及时查明原因并对其进行分析处理，处理方法可采用原地回填捣实和加深埋护筒等措施后继续钻进。坍孔较为严重的时候，需要回填重新钻孔；（2）根据钻孔情况，若遇到大型岩溶裂隙及塌孔时浇筑C20 混凝土封堵溶洞再进行二次钻孔溶洞或大面积垮塌采用浇筑层C20 混凝土封堵。

4.2 桩基（钢筋笼）偏位

2）预防措施：施工前进行平整场地，对软弱土的地基进行换土或者加固处理；对钻机的垂直度进行调整，对准孔中心，在易偏孔的孔段采取导向措施；根据地层和孔径选择钻杆、钻具规格，合理选择钻进的详细参数，控制转速，控制掘进速度。

3）解决办法：（1）取芯钻头轻压慢转，从偏斜处由上往下扫孔，反复多次使钻孔修直；（2）铲孔，用带有加重管和导正管的工具，从偏斜处的上部以垂直冲击力将偏斜部分铲掉，一般冲程为2 m，铲出台阶后再采用扩孔钻头扩大孔段，铲扩交替，直至孔底；（3）纠偏较为困难时，用混凝土将孔斜部位回填，再用取芯钻头减压钻进。

4.3 掘进过程出现卡钻、埋钻等情况

1）产生原因：钻进速度过快，导致孔形不好，提钻困难；钻头上部无扩孔装置，成孔后孔径与钻头直径过于接近，导致卡钻情况出现；本工程溶洞见洞率较高，在钻孔过程中，很容易出现由于钻机振动导致溶洞内壁石块掉落情况发生，从而发生卡钻、埋钻等事故。

2）预防措施：控制钻进速度，且稳步匀速地钻进可有效降低溶洞、孔壁掉块情况出现；采用有扩孔装置的钻头。

4.4 遇溶洞处理

根据工程实际情况，如遇溶洞孔桩成孔后，易造成孔内淤泥无法清除，孔内沉渣无法满足设计及规范要求，为保障孔桩成孔质量，增设永久性护壁（钢护筒）的形式进行施工或者回填低标号C20 混凝土或高标号砂浆，待24 h 后重新成孔（时间根据气温确定）。

钢护筒制作、埋设：长度按现场实际桩长，下至桩底；采用厚8mm 钢板制作；钢护筒埋置较深时，采用多节钢护筒连接使用，连接形式采用焊接，焊接时保证接头圆顺，同时满足刚度、强度的要求；钢护筒的内径大于钻头直径，具体尺寸按设计要求选用；钢护筒埋设深度满足设计及有关规范要求。钢护筒埋设前，先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于50 mm，埋设中保证钢护筒垂直度不大于1%；埋设钢护筒前，采用较大口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置后，提出钻斗且用钻机动力头压盘将钢护筒压入预定位置。用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。