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【摘 要】 在中海·万锦熙岸工程中的旋挖桩施工中，因淤泥质土层塌孔严重，导致施工中无法成孔。虽采取改善泥浆性能和优化操作方式的措施，效果仍不理想。最终采用长钢护筒辅助施工，实践证明该方法能确保旋挖桩在淤泥质土中的成孔质量，提高成孔效率。
【关键词】 旋挖钻机；淤泥质土；钢护筒
【中图分类号】 TU721.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）05-043-02
1 工程概况
中海·万锦熙岸小区，位于南京市浦口团结路8号。其中二期工程的27、28#楼桩基工程采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径700mm，桩长约20m，施工以桩长及桩端入持力层深度为控制（双控），桩端入⑤-2中风化泥质砂岩层不少于3.0m。
2 地质情况
2.1 地形、地貌。拟建场地隶属长江漫滩地貌单元，经人类活动填土改造后，原始地貌形态已改变，现场地势大部分地区较平坦，局部起伏较大，孔口地面高程在7.51～12.04m，最大高差4.53m。
2.2 岩土体工程地质层特征。勘探深度范围内的岩土体，按其物理力学性质、成因等差异，结合室内岩工试验，经进一步综合分析，划分为4个工程地质层（编号分别为①、②、④、⑤），进一步细分为8个亚层。
2.3 地下水类型。根据地下水的赋存、埋藏条件，结合近邻场地水文地质资料，场地地下水类型主要为孔隙潜水，孔隙潜水主要赋存于①层、②层、④层土中，富水性不均。⑤层基岩局部裂隙发育段，有少量裂隙水，富水性总体贫乏。
3 问题分析
根据初期施工的五根桩的试成孔施工情况反馈：27#楼及商铺区域位于地表以下4～9m处的②-2淤泥质粉质粘土的流塑性极强（现区域内淤泥层IL>1，处于流动状态）。钻进至该淤泥层时会出现不同程度的塌孔，无论干挖还是湿挖均无法正常成孔。
对于常见工况而言，改善泥浆性能、优化操作方式来解决解决塌孔为问题。
所以，一方面，向桩孔里倒入造浆用膨润土，不进尺研磨一段时间再继续钻进，适当加大护壁泥浆的黏度和比重，以改善其泥浆的护壁性能。
另一方面，在鉆机的操作方式上要慢速钻进，提钻和下钻均要缓慢、均匀，且每次钻深不宜过大，以每次下钻“少进尺、勤提钻”为原则。在钻斗到达上次进尺深度之前就要开始慢速正钻，将上次受扰动的淤泥缓慢的吃入钻斗内。然后将下钻速度和旋转速度都维持在较慢的范围内，防止下钻过快来不及进入钻斗的淤泥受到较大扰动充斥到钻体与孔壁之间变为流态，同时慢压慢钻也可以防止偏钻。此外，下钻和提钻时的动作也不要过猛，以防孔壁淤泥坍落而埋住钻头，同时也可防止由于提放钻过快时，钻头对孔周已形成的泥皮造成破坏，从而释放出孔壁上流塑状淤泥，增大塌孔概率。同时还要避免一次进尺过深，否则容易造成过量的黏土在钻斗内互相挤压，形成整体，增加卸渣难度。可在进尺20～30cm后暂停加压和旋转，使泥浆可以进入黏土和钻体之间起到润滑作用，之后再循环加压钻进。
虽从改善泥浆性能和优化操作方式两方面入手，但是旋挖机成孔仍然困难。即使勉强成孔，混凝土用量超方也相对严重（充盈系数达到1.40左右）。
同时，旋挖桩进行湿挖，因场地存在含砾中粗砂，可能造成孔底沉渣较厚，清空困难，需采用反循环泵进行清孔。一定程度上也影响施工效率。
结合本区域地质情况，最终确定采用履带吊吊起振动锤下长钢护筒（直径800mm、厚10mm、长10m）穿透②-2淤泥质粉质粘土层和④层卵石层直至强风化层顶面，既可避免了淤泥质层塌孔，又可隔绝了地下水的涌入，使得旋挖机能够干成孔作业，提高成桩效率。
4 钢护筒辅助成孔方案
4.1 施工流程。测放桩位→开孔→埋设长钢护筒→钻孔→安放钢筋笼→下导管和清孔→灌注砼→拔出钢护筒。
4.2 施工工艺。
4.2.1 测放桩位。因使用履带吊和振动锤安放和拔出长钢护筒对旋挖机施工会产生干扰，可一批（3～4根）桩同时测放桩位，埋设钢护筒，该批桩全部成桩后，同时拔出钢护筒。
4.2.2 开孔。旋挖机换为直径800mm以上的钻头进行开孔，深度4m左右。
4.2.3 埋设护筒。履带吊机吊着DZ90振动锤，振动锤夹着钢护筒放入已开好的桩孔中，校核好钢护筒的垂直度后，开启振动锤，将钢护筒压入地底。
4.2.4 钻孔。旋挖机换回0.7m的钻头后进行钻孔。在淤泥层钻进过程中严格遵循“三降”和“三减”原则。所谓“三降”，是指降低放钻速度、降低旋转速度、降低提钻速度；“三减”是指减少单斗进尺、减少钻压、减少合斗门时的旋转速度和圈数。
4.2.5 安放钢筋笼。一般要进行孔口搭接焊。焊接要求：a、同一截面搭接不得超过50%；b、搭接焊搭接长度大于10d（单面焊）或5d（双面焊），d为钢筋直径。
4.2.6 下导管和清孔。砼经过导管（或串筒）而达到浇筑面，其自由落下的高度不宜大于2m，否则会造成砼的分层和不均匀，影响砼的质量。灌注前应保证孔底沉渣不大于50mm。
4.2.7 混凝土灌注。混凝土应连续灌注，水下混凝土的施工应按规范执行。砼必须一次连续浇捣完毕，浇筑时控制串筒插入混凝土内≥500mm，不留设施工缝。控制好最后一次混凝土的灌入量，混凝土超灌高度比设计增加1m。在拔除钢护筒后即使混凝土面下降，仍能满足超灌高度要求。凿除桩顶浮浆后，确保桩顶标高及混凝土的质量符合设计要求。
4.2.8 拔出钢护筒。混凝土灌注完成后，初凝之前，采用履带吊机吊振动锤，将钢护筒及时拔出。以防时间过长，给拔护筒带来困难。
5 结语
5.1 钢护筒穿透淤泥质土层和卵石层直至强风化顶面附件，既避免了淤泥质土层塌孔，也阻隔地下室渗入，确保在流塑淤泥质土层中的旋挖桩施工效率。
5.2 如遇部分区域卵石层埋深稍深（地面以下11m左右），施工中仍有地下水水渗入，影响到旋挖机挖进效率。可采用挖机将钢护筒口周围的土挖一个1m深左右的坑，将钢护筒继续再向下压。
5.3 钢护筒的选择：因钢护筒压入地下时特别是穿透卵石层会有变形，旋挖机提旋挖钻头时也难免与钢护筒有碰撞。如钢护筒下口变形过大，更易导致旋挖钻头的损坏。为减少钢护筒和钻头的损耗，钢护筒建议选用内径比桩径大100mm以上，材质厚度为10mm以上的Q345B中板，护筒长度以满足穿透淤泥质层（和卵石层）为准。
参考文献
1 史佩栋.实用桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999
2 江苏省地质工程勘察院.岩土工程详细勘察报告[S]，报告编号：2013003
3 水俊峰等.三一旋挖钻机工法讲座（10）——含淤泥层地质的旋挖工法分析.建筑机械：上半月，2011，10：66～67
【关键词】 旋挖钻机；淤泥质土；钢护筒
【中图分类号】 TU721.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2013）05-043-02
1 工程概况
中海·万锦熙岸小区，位于南京市浦口团结路8号。其中二期工程的27、28#楼桩基工程采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩径700mm，桩长约20m，施工以桩长及桩端入持力层深度为控制（双控），桩端入⑤-2中风化泥质砂岩层不少于3.0m。
2 地质情况
2.1 地形、地貌。拟建场地隶属长江漫滩地貌单元，经人类活动填土改造后，原始地貌形态已改变，现场地势大部分地区较平坦，局部起伏较大，孔口地面高程在7.51～12.04m，最大高差4.53m。
2.2 岩土体工程地质层特征。勘探深度范围内的岩土体，按其物理力学性质、成因等差异，结合室内岩工试验，经进一步综合分析，划分为4个工程地质层（编号分别为①、②、④、⑤），进一步细分为8个亚层。
2.3 地下水类型。根据地下水的赋存、埋藏条件，结合近邻场地水文地质资料，场地地下水类型主要为孔隙潜水，孔隙潜水主要赋存于①层、②层、④层土中，富水性不均。⑤层基岩局部裂隙发育段，有少量裂隙水，富水性总体贫乏。
3 问题分析
根据初期施工的五根桩的试成孔施工情况反馈：27#楼及商铺区域位于地表以下4～9m处的②-2淤泥质粉质粘土的流塑性极强（现区域内淤泥层IL>1，处于流动状态）。钻进至该淤泥层时会出现不同程度的塌孔，无论干挖还是湿挖均无法正常成孔。
对于常见工况而言，改善泥浆性能、优化操作方式来解决解决塌孔为问题。
所以，一方面，向桩孔里倒入造浆用膨润土，不进尺研磨一段时间再继续钻进，适当加大护壁泥浆的黏度和比重，以改善其泥浆的护壁性能。
另一方面，在鉆机的操作方式上要慢速钻进，提钻和下钻均要缓慢、均匀，且每次钻深不宜过大，以每次下钻“少进尺、勤提钻”为原则。在钻斗到达上次进尺深度之前就要开始慢速正钻，将上次受扰动的淤泥缓慢的吃入钻斗内。然后将下钻速度和旋转速度都维持在较慢的范围内，防止下钻过快来不及进入钻斗的淤泥受到较大扰动充斥到钻体与孔壁之间变为流态，同时慢压慢钻也可以防止偏钻。此外，下钻和提钻时的动作也不要过猛，以防孔壁淤泥坍落而埋住钻头，同时也可防止由于提放钻过快时，钻头对孔周已形成的泥皮造成破坏，从而释放出孔壁上流塑状淤泥，增大塌孔概率。同时还要避免一次进尺过深，否则容易造成过量的黏土在钻斗内互相挤压，形成整体，增加卸渣难度。可在进尺20～30cm后暂停加压和旋转，使泥浆可以进入黏土和钻体之间起到润滑作用，之后再循环加压钻进。
虽从改善泥浆性能和优化操作方式两方面入手，但是旋挖机成孔仍然困难。即使勉强成孔，混凝土用量超方也相对严重（充盈系数达到1.40左右）。
同时，旋挖桩进行湿挖，因场地存在含砾中粗砂，可能造成孔底沉渣较厚，清空困难，需采用反循环泵进行清孔。一定程度上也影响施工效率。
结合本区域地质情况，最终确定采用履带吊吊起振动锤下长钢护筒（直径800mm、厚10mm、长10m）穿透②-2淤泥质粉质粘土层和④层卵石层直至强风化层顶面，既可避免了淤泥质层塌孔，又可隔绝了地下水的涌入，使得旋挖机能够干成孔作业，提高成桩效率。
4 钢护筒辅助成孔方案
4.1 施工流程。测放桩位→开孔→埋设长钢护筒→钻孔→安放钢筋笼→下导管和清孔→灌注砼→拔出钢护筒。
4.2 施工工艺。
4.2.1 测放桩位。因使用履带吊和振动锤安放和拔出长钢护筒对旋挖机施工会产生干扰，可一批（3～4根）桩同时测放桩位，埋设钢护筒，该批桩全部成桩后，同时拔出钢护筒。
4.2.2 开孔。旋挖机换为直径800mm以上的钻头进行开孔，深度4m左右。
4.2.3 埋设护筒。履带吊机吊着DZ90振动锤，振动锤夹着钢护筒放入已开好的桩孔中，校核好钢护筒的垂直度后，开启振动锤，将钢护筒压入地底。
4.2.4 钻孔。旋挖机换回0.7m的钻头后进行钻孔。在淤泥层钻进过程中严格遵循“三降”和“三减”原则。所谓“三降”，是指降低放钻速度、降低旋转速度、降低提钻速度；“三减”是指减少单斗进尺、减少钻压、减少合斗门时的旋转速度和圈数。
4.2.5 安放钢筋笼。一般要进行孔口搭接焊。焊接要求：a、同一截面搭接不得超过50%；b、搭接焊搭接长度大于10d（单面焊）或5d（双面焊），d为钢筋直径。
4.2.6 下导管和清孔。砼经过导管（或串筒）而达到浇筑面，其自由落下的高度不宜大于2m，否则会造成砼的分层和不均匀，影响砼的质量。灌注前应保证孔底沉渣不大于50mm。
4.2.7 混凝土灌注。混凝土应连续灌注，水下混凝土的施工应按规范执行。砼必须一次连续浇捣完毕，浇筑时控制串筒插入混凝土内≥500mm，不留设施工缝。控制好最后一次混凝土的灌入量，混凝土超灌高度比设计增加1m。在拔除钢护筒后即使混凝土面下降，仍能满足超灌高度要求。凿除桩顶浮浆后，确保桩顶标高及混凝土的质量符合设计要求。
4.2.8 拔出钢护筒。混凝土灌注完成后，初凝之前，采用履带吊机吊振动锤，将钢护筒及时拔出。以防时间过长，给拔护筒带来困难。
5 结语
5.1 钢护筒穿透淤泥质土层和卵石层直至强风化顶面附件，既避免了淤泥质土层塌孔，也阻隔地下室渗入，确保在流塑淤泥质土层中的旋挖桩施工效率。
5.2 如遇部分区域卵石层埋深稍深（地面以下11m左右），施工中仍有地下水水渗入，影响到旋挖机挖进效率。可采用挖机将钢护筒口周围的土挖一个1m深左右的坑，将钢护筒继续再向下压。
5.3 钢护筒的选择：因钢护筒压入地下时特别是穿透卵石层会有变形，旋挖机提旋挖钻头时也难免与钢护筒有碰撞。如钢护筒下口变形过大，更易导致旋挖钻头的损坏。为减少钢护筒和钻头的损耗，钢护筒建议选用内径比桩径大100mm以上，材质厚度为10mm以上的Q345B中板，护筒长度以满足穿透淤泥质层（和卵石层）为准。
参考文献
1 史佩栋.实用桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999
2 江苏省地质工程勘察院.岩土工程详细勘察报告[S]，报告编号：2013003
3 水俊峰等.三一旋挖钻机工法讲座（10）——含淤泥层地质的旋挖工法分析.建筑机械：上半月，2011，10：66～67