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【摘 要】 本文以湿陷性黄土旋挖钻施工为切入点，结合其施工过程中的工艺流程及操作要点，提出了解决桩体上部水下混凝土灌注困难、护壁易坍塌等难题的有效措施，以供参考。
【关键词】 湿陷性黄土；旋挖钻；基桩
引言：
旋挖钻成孔其原理是通过旋挖钻机的液压系统以及自重给底部带有活门的筒式钻头或旋转式钻头加压，从而使得钻头在负荷载作用之下通过钻杆的旋转使其旋转破碎土层并钻入土层，随后再直接将土旋挖装入钻头内，打开螺旋式钻头将其提出到孔外，通过钻杆带动螺旋钻头内的钻渣或打开钻头底部封盖，在钻到设计深度之前，须这样不断的取土、卸土，来回循环。湿陷性黄土在天然状态下层理不明显，垂直节理发育，竖起的方向承压能力较强，且具有直立性。在桩基钻孔过程中，钻孔孔壁径向主要承受主动土压力和圆拱支撑力，正是由于在黄土的直立性及圆拱支撑力共同作用之下，平衡了主动土压力，从而使得钻进过程和成孔后孔壁不变形、不坍塌，为干孔作业创造了条件。干孔作业在成孔的过程之中是钻头在慢慢旋挖过程中通过对孔壁的挤密，回旋钻在孔壁表面形成自造的稳定薄层，进而对孔壁起到一定的稳定作用，且不采用泥浆护壁。
一、施工工艺及操作要点
湿陷性黄土旋挖钻成孔灌注桩施工具有成孔速度快、效率高的特点。平均钻进速度为10m/h，采用干孔作业，避免桩周围湿陷性黄土层或遇水失去强度而坍塌，影响孔壁形成规则的螺旋状，能大大提高成孔灌注桩桩周的摩擦力，进而增加摩檫桩的承载力。这种方法对施工现场无泥浆污染，且节约水资源。旋挖钻可以行走，这种方法具有钻孔就位移位速度快，利用其自身动力，不需要外接电源，噪声小，设备性能好，且具有电脑坐标定位及显示钻孔垂直深度，钻臂能自动拉升的特点，与普通钻机相比，缩短了装卸钻杆的时间。此施工方法适用于干旱少雨地区，地下水位以上地质条件的钻孔灌注桩施工，钻孔深度≤60m，桩径≤180cm。
1.工艺流程
定桩位—埋设护筒—钻机就位—钻孔—测孔深—下探孔器测孔径—成孔质量验收—进入成桩工序。
2.施工要点
（1）场地平整。施工场地保证达到“三通一平”。为了保证钻机就位稳定，钻孔位置准确，首先要把旋挖钻机就位处地基强夯密实，并将施工现场平整，以方便旋挖钻机、吊车、装载机、砼罐车等施工设备顺利进出现场。
（2）测量。开工前应当对全部桩基坐标点进行复测，测量仪器应按规定进行检验，合格后方可使用。测量其他地面高程，应根据施工需要定出施工平台高程。准确测出桩基中心位置，设置十字护桩。护筒埋设好后再复测桩位。
（3）钻机对中。履带式旋挖钻带有自动行走系统，可行走就位对中，完后设置并锁定桩基中心相对坐标，设定桩基中心护筒顶面坐标为（0，0，0），并且输入旋挖电脑系统，用全站仪复核钻杆垂直度。
（4）护筒的埋设。护筒一般用10—12mm的钢板制作而成，其内径大于桩径的200—400mm，护筒高2—2.5m，在钻头上安装扩孔器对桩位进行预开挖后，把护筒压入土里，使得护筒中心与桩设计中心一致，偏差≯5cm，倾斜偏差≯1%，护筒顶面高程应高出地面0.3m。
（5）桩基放样。当护筒埋设完成后，在开钻前先复核桩基位置，必须满足规定偏差要求。
（6）钻孔。①先复核钻杆的垂直度是否满足要求，刚开始旋挖钻进时，在护筒刃脚处低挡慢速钻进，使刃脚处有牢固的护壁。当钻到刃脚下1m后，可按土质情况以正常速度钻进。遇到异常地质情况时，放慢钻进速度以加强护壁效果，挖出的弃渣清理到指定位置。若筒式钻头与桩内壁过于紧密，在提升过程中，下部易产生较大的负压力作用，导致“吸钻”现象的发生。改进方法是，在筒臂加焊两块双曲面钢板或在筒顶增设导流孔，对称布置，这样就不宜发生缩颈现象了。②每钻入2m或地层有变化时，应从钻筒取样查明土质情况并做好记录，再与设计资料核对。③桩基在旋挖钻进中要对桩位进行复测，在孔深20m、40m，及终孔时，检查垂直度、孔径各一遍，及时调整钻头直径。④成孔检测：桩基成孔后，用检孔器检测中心位置、孔径，用筒式钻头清除孔底沉渣，并测孔深（用钢尺复核测绳）。
（7）灌注混凝土。浇筑混凝土前应检查配合比，拌和应严格按实验室提供的配比进行，并检查计量系统的准确性，出盘塌落度控制在180～220mm，每10～20m3测定一次，做现场记录。首批混凝土应满足导管埋置深度。连续浇筑如同普通钻孔灌注桩的要求一样。接着进行桩基无损检测，然后进行承台、系梁施工。
二、施工中相关问题及其对策措施
1.易坍孔问题的解决措施
（1）调整制浆方法。对原有的泥浆进行清除，将普通的泥浆改成化学泥浆（稳定液），更新化学泥浆循环系统，泥浆池设置高出地下水位，以增加水头高度；
（2）选配化学泥浆（稳定液）。选材为优质膨润土、烧碱、纤维素等，形成试配、检测、分析、确定等流程。经多次试验，确定钻进时的配量参数，同时控制化学泥浆有关指标（相对密度为1.16～1.22，粘度为19～25，含砂率≤6%），调配后用于现场观察效果，根据可行的参数重新制浆，确保护壁效果；发现问题就在现场分析解决，并持续改进。
（3）由于烧碱的掺入量过大，会加速泥浆和细砂的沉淀，为避免pH值过大而引起粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌，应当规范配方中的烧碱含量，以改善浆液性能，每吨膨润土配4.5kg效果为佳。
（4）根據钻进出渣情况判断土层结构，及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内浆液高度，发现问题及时解决。
（5）改进钻进工艺。湿陷性黄土加细砂层地段，采用空斗快速入孔、满斗旋转慢提的钻进方式，旋转慢提能达到减小负压稳定护壁的效果，此方式能有效解决满斗上提孔内产生负压孔壁多次变形引起坍塌的问题。钻进至设计孔深后，钻斗关闭状态在孔底逆时针旋转数圈，对孔底实施封压，减少孔底的扰动。
（6）勤检查、多观测。在地层变化的层带，钻斗每提升一钻，就要捞取土样，判明后记入记录表并与地质剖面图核对，同时检查孔径和垂直度。若钻至易液化细砂层时，钻进速度必须放慢，以防坍孔。
2.桩顶混凝土灌注困难的解决措施
（1）提前把钢筋笼运至现场和预拼导管；钻进孔深接近终孔时，及时通知监理工程师到场，等监理工程师到场后完成最后一钻验收桩孔及钢筋笼，现场立即根据安装钢筋笼、导管、清孔时间，预测或确认混凝土到位时间，避免等待时间过长导致浇筑困难。
（2）灌注水下混凝土前，进行导管连接部位的密封性检测，对孔底部泥浆指标检测和孔底沉淀厚度确认，综合考虑是否进行二次清孔，以确保混凝土浇筑的顺利进行。
（3）加强搅拌站粗骨料原材料粒径和混凝土的和易性、流动性的控制，严格混凝土配合比，保证混凝土的相关性能指标。同时在料斗口安放钢筋网片，防止个别过大粗骨料落入堵塞导管。
（4）工地若发生类似桩顶部位水下混凝土灌注困难（混凝土顶升困难），必须立即采取有效措施，可强力抖动导管；在强力抖动导管无效的情况下，可采用接长导管和改用大的料斗（1.8m3），以增加高度和自重，利用汽车吊提升料斗有效解决落差小、灌注困难的难题。
三、结语
综上所述，在旋挖钻施工中应当结合实际的地质情况，从而有针对的选配化学泥浆，控制易坍孔的问题，并获得有效适用的化学泥浆配制参数，进而达到节约成本，加快施工进度的目的。此外，由于旋挖钻施工泥浆指标或稳定液成分参照较少，加之其施工隐蔽性强，因此，为确保相关的对策措施实施到位，在具体工作中则须更加注重深入现场采集原始数据，相关技术人员也应当多与现场的操作人员沟通交流，从而真正掌握现场的第一手资料。
参考文献：
[1]杨先友.湿陷性黄土旋挖钻桩基施工技术研究[J].山西建筑，2014（01）；
[2]刘晓荣.湿陷性黄土旋挖钻成孔灌注桩施工方法[J].科学之友，2012（15）；
[3]胡海涛.湿陷性黄土基础施工技术研究与应用[J].水利技术监督，2013（05）；
【关键词】 湿陷性黄土；旋挖钻；基桩
引言：
旋挖钻成孔其原理是通过旋挖钻机的液压系统以及自重给底部带有活门的筒式钻头或旋转式钻头加压，从而使得钻头在负荷载作用之下通过钻杆的旋转使其旋转破碎土层并钻入土层，随后再直接将土旋挖装入钻头内，打开螺旋式钻头将其提出到孔外，通过钻杆带动螺旋钻头内的钻渣或打开钻头底部封盖，在钻到设计深度之前，须这样不断的取土、卸土，来回循环。湿陷性黄土在天然状态下层理不明显，垂直节理发育，竖起的方向承压能力较强，且具有直立性。在桩基钻孔过程中，钻孔孔壁径向主要承受主动土压力和圆拱支撑力，正是由于在黄土的直立性及圆拱支撑力共同作用之下，平衡了主动土压力，从而使得钻进过程和成孔后孔壁不变形、不坍塌，为干孔作业创造了条件。干孔作业在成孔的过程之中是钻头在慢慢旋挖过程中通过对孔壁的挤密，回旋钻在孔壁表面形成自造的稳定薄层，进而对孔壁起到一定的稳定作用，且不采用泥浆护壁。
一、施工工艺及操作要点
湿陷性黄土旋挖钻成孔灌注桩施工具有成孔速度快、效率高的特点。平均钻进速度为10m/h，采用干孔作业，避免桩周围湿陷性黄土层或遇水失去强度而坍塌，影响孔壁形成规则的螺旋状，能大大提高成孔灌注桩桩周的摩擦力，进而增加摩檫桩的承载力。这种方法对施工现场无泥浆污染，且节约水资源。旋挖钻可以行走，这种方法具有钻孔就位移位速度快，利用其自身动力，不需要外接电源，噪声小，设备性能好，且具有电脑坐标定位及显示钻孔垂直深度，钻臂能自动拉升的特点，与普通钻机相比，缩短了装卸钻杆的时间。此施工方法适用于干旱少雨地区，地下水位以上地质条件的钻孔灌注桩施工，钻孔深度≤60m，桩径≤180cm。
1.工艺流程
定桩位—埋设护筒—钻机就位—钻孔—测孔深—下探孔器测孔径—成孔质量验收—进入成桩工序。
2.施工要点
（1）场地平整。施工场地保证达到“三通一平”。为了保证钻机就位稳定，钻孔位置准确，首先要把旋挖钻机就位处地基强夯密实，并将施工现场平整，以方便旋挖钻机、吊车、装载机、砼罐车等施工设备顺利进出现场。
（2）测量。开工前应当对全部桩基坐标点进行复测，测量仪器应按规定进行检验，合格后方可使用。测量其他地面高程，应根据施工需要定出施工平台高程。准确测出桩基中心位置，设置十字护桩。护筒埋设好后再复测桩位。
（3）钻机对中。履带式旋挖钻带有自动行走系统，可行走就位对中，完后设置并锁定桩基中心相对坐标，设定桩基中心护筒顶面坐标为（0，0，0），并且输入旋挖电脑系统，用全站仪复核钻杆垂直度。
（4）护筒的埋设。护筒一般用10—12mm的钢板制作而成，其内径大于桩径的200—400mm，护筒高2—2.5m，在钻头上安装扩孔器对桩位进行预开挖后，把护筒压入土里，使得护筒中心与桩设计中心一致，偏差≯5cm，倾斜偏差≯1%，护筒顶面高程应高出地面0.3m。
（5）桩基放样。当护筒埋设完成后，在开钻前先复核桩基位置，必须满足规定偏差要求。
（6）钻孔。①先复核钻杆的垂直度是否满足要求，刚开始旋挖钻进时，在护筒刃脚处低挡慢速钻进，使刃脚处有牢固的护壁。当钻到刃脚下1m后，可按土质情况以正常速度钻进。遇到异常地质情况时，放慢钻进速度以加强护壁效果，挖出的弃渣清理到指定位置。若筒式钻头与桩内壁过于紧密，在提升过程中，下部易产生较大的负压力作用，导致“吸钻”现象的发生。改进方法是，在筒臂加焊两块双曲面钢板或在筒顶增设导流孔，对称布置，这样就不宜发生缩颈现象了。②每钻入2m或地层有变化时，应从钻筒取样查明土质情况并做好记录，再与设计资料核对。③桩基在旋挖钻进中要对桩位进行复测，在孔深20m、40m，及终孔时，检查垂直度、孔径各一遍，及时调整钻头直径。④成孔检测：桩基成孔后，用检孔器检测中心位置、孔径，用筒式钻头清除孔底沉渣，并测孔深（用钢尺复核测绳）。
（7）灌注混凝土。浇筑混凝土前应检查配合比，拌和应严格按实验室提供的配比进行，并检查计量系统的准确性，出盘塌落度控制在180～220mm，每10～20m3测定一次，做现场记录。首批混凝土应满足导管埋置深度。连续浇筑如同普通钻孔灌注桩的要求一样。接着进行桩基无损检测，然后进行承台、系梁施工。
二、施工中相关问题及其对策措施
1.易坍孔问题的解决措施
（1）调整制浆方法。对原有的泥浆进行清除，将普通的泥浆改成化学泥浆（稳定液），更新化学泥浆循环系统，泥浆池设置高出地下水位，以增加水头高度；
（2）选配化学泥浆（稳定液）。选材为优质膨润土、烧碱、纤维素等，形成试配、检测、分析、确定等流程。经多次试验，确定钻进时的配量参数，同时控制化学泥浆有关指标（相对密度为1.16～1.22，粘度为19～25，含砂率≤6%），调配后用于现场观察效果，根据可行的参数重新制浆，确保护壁效果；发现问题就在现场分析解决，并持续改进。
（3）由于烧碱的掺入量过大，会加速泥浆和细砂的沉淀，为避免pH值过大而引起粘土颗粒凝聚力减弱而造成裂解使孔壁坍塌，应当规范配方中的烧碱含量，以改善浆液性能，每吨膨润土配4.5kg效果为佳。
（4）根據钻进出渣情况判断土层结构，及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内浆液高度，发现问题及时解决。
（5）改进钻进工艺。湿陷性黄土加细砂层地段，采用空斗快速入孔、满斗旋转慢提的钻进方式，旋转慢提能达到减小负压稳定护壁的效果，此方式能有效解决满斗上提孔内产生负压孔壁多次变形引起坍塌的问题。钻进至设计孔深后，钻斗关闭状态在孔底逆时针旋转数圈，对孔底实施封压，减少孔底的扰动。
（6）勤检查、多观测。在地层变化的层带，钻斗每提升一钻，就要捞取土样，判明后记入记录表并与地质剖面图核对，同时检查孔径和垂直度。若钻至易液化细砂层时，钻进速度必须放慢，以防坍孔。
2.桩顶混凝土灌注困难的解决措施
（1）提前把钢筋笼运至现场和预拼导管；钻进孔深接近终孔时，及时通知监理工程师到场，等监理工程师到场后完成最后一钻验收桩孔及钢筋笼，现场立即根据安装钢筋笼、导管、清孔时间，预测或确认混凝土到位时间，避免等待时间过长导致浇筑困难。
（2）灌注水下混凝土前，进行导管连接部位的密封性检测，对孔底部泥浆指标检测和孔底沉淀厚度确认，综合考虑是否进行二次清孔，以确保混凝土浇筑的顺利进行。
（3）加强搅拌站粗骨料原材料粒径和混凝土的和易性、流动性的控制，严格混凝土配合比，保证混凝土的相关性能指标。同时在料斗口安放钢筋网片，防止个别过大粗骨料落入堵塞导管。
（4）工地若发生类似桩顶部位水下混凝土灌注困难（混凝土顶升困难），必须立即采取有效措施，可强力抖动导管；在强力抖动导管无效的情况下，可采用接长导管和改用大的料斗（1.8m3），以增加高度和自重，利用汽车吊提升料斗有效解决落差小、灌注困难的难题。
三、结语
综上所述，在旋挖钻施工中应当结合实际的地质情况，从而有针对的选配化学泥浆，控制易坍孔的问题，并获得有效适用的化学泥浆配制参数，进而达到节约成本，加快施工进度的目的。此外，由于旋挖钻施工泥浆指标或稳定液成分参照较少，加之其施工隐蔽性强，因此，为确保相关的对策措施实施到位，在具体工作中则须更加注重深入现场采集原始数据，相关技术人员也应当多与现场的操作人员沟通交流，从而真正掌握现场的第一手资料。
参考文献：
[1]杨先友.湿陷性黄土旋挖钻桩基施工技术研究[J].山西建筑，2014（01）；
[2]刘晓荣.湿陷性黄土旋挖钻成孔灌注桩施工方法[J].科学之友，2012（15）；
[3]胡海涛.湿陷性黄土基础施工技术研究与应用[J].水利技术监督，2013（05）；