松散地基旋挖成孔灌注桩施工实例分析

松散地基旋挖成孔灌注桩施工实例分析

本文结合工程实例，详细介绍了当旋挖成孔灌注桩遇到松散土层塌孔时，采用人工浅层挖孔加护简及泥浆护壁成孔技术，对旋挖成孔灌注桩施工中防止松散砂土塌孔有着非常重要的借鉴意义。

标签：松散地基；砂土；旋挖成孔灌注桩；施工

1、工程概况

天水市体育中心游泳馆选址位于体育中心用地的南侧，体育中心用地的南侧，北邻规划道路，南邻羲皇大道，东至罗家沟，西与体育馆毗邻，交通便利。

天水体育中心游泳馆地上2层，地下1层，平面呈椭圆形，长短轴为102.9×.4m，框架结构，建筑面积17688.8㎡。地下室层高5.4米，一层层高4.8米，二层层高7.672米。游泳管屋盖为球面形状，钢结构上弦中心线最高标高：24.3米，采用钢网壳结构。基础形式为钻孔灌注桩基础+钢筋混凝土承台基础+墙下条形基础+防水板。

本工程桩基设计等级为乙级，采用800直径泥浆护壁旋挖成孔灌注桩，为端承摩擦桩，有效桩长为12m，共692根，桩顶标高为-7.100m，桩端持力层为圆砾④层，桩尖进入圆砾④层不小于2.5m，单桩竖向承压承载力特征值1200KN，桩身砼强度等级C30，充盈系数不应小于1.2。

2、地质概况

拟建场地地貌单元属籍河南岸II级阶段地与罗家沟洪积扇区交汇部位，场地工程地质条件较好，无大的地质灾害隐患，稳定性较好，属于建筑抗震一般地段。场地在勘探深度范围内由耕土（素填土、杂土）、第四纪冲、洪积成因的角砾（粉土、含砾粉土）、粉土（局部夹角砾、中砂、含砾粉土、粗砂）、圆砾（局部夹粗砂）等四层岩土组成，现对各岩土层的特征自上而下分述如下：第①层：耕土，黄褐色，松散，稍湿；本层土在场地内分布不连续，厚度小，成松散状态，土质不均匀，含有大量的植物根系及少量的砂砾石颗粒，层厚0.30～0.50m。第①1层：素填土，黄褐色，松散，稍湿；本层土在场地内分布不连续，土质均匀性差，含人工回填粉土。层厚0.60～2.00m。第①2层：杂填土，杂色；本层土在场地内分布不连续，土质均匀性差，由大量碎石、煤渣、少量砖块等建筑垃圾组成，层厚0.60～1.60m。第②层：角砾，杂色，稍密-中密，稍湿，粒径大于2mm颗粒约占60%左右，余为砂质及不到5%泥质填充。局部夹有碎石，粒径约120mm，含量在8%～15%之间。颗粒磨圆较差，呈次棱角状，颗粒分选较好，级配较差，层厚为2.20～4.90m。第②1层：粉土，浅黄色，稍密，稍湿；土质不均匀，具有水平层理，孔隙较发育，含少量的砂砾石颗粒。本层土在场地内分布不连续，层厚为0.70m。第②2层：粉土，黄褐色，稍密，稍湿；土质不均匀，砾粒含量约25%～35%。本层土在场地内分布不连续，层厚为1.90m。第③层：

粉土，黄褐色，稍密，稍湿，土质较均匀，具有水平层理，孔隙较发育，局部夹粉质黏土及粉细砂薄层。本层土在场地内分布连续，厚度较大，属中压缩性土，无湿陷性，层厚为4.60～13.10m。第③1层：角砾，杂色，稍密-中密，稍湿，粒径大于2mm颗粒约占65%左右。局部夹有碎石，粒径约120mm，含量在8%～15%之间。颗粒磨圆较差，呈次棱角状，颗粒分选较好，级配较差，本层土在场地内分布不连续，层厚为0.40～3.40m。第③2层：粉质黏土，灰褐色，可塑，稍湿，土质较均匀，孔隙较发育，局部呈軟塑。本层土在场地内分布不连续，层厚为0.70～3.60m。第③3层：中砂，杂色，稍密，稍湿；砂质不均匀，粒径大于0.25mm颗粒约占50%以上，含少量砾石颗粒，本层土在场地内分布不连续，层厚为1.20m。第③4层：含砾粉土，黄褐色，中密，稍湿；土质不均匀，砾粒含量约25%～35%。本层土在场地内分布不连续，层厚为1.10～2.90m。第③5层：粗砂，杂色，稍密，稍湿；砂质不均匀，粒径大于0.5mm颗粒约占50%以上，含少量砾石颗粒，本层土在场地内分布不连续，层厚为0.40～0.60m。第④层：圆砾，杂色，稍密-中密，稍湿，粒径大于2mm颗粒约占65%～75%，分选性较差，级配良好，颗粒磨圆较好，圆状，次圆状。顶部含20cm左右粗砂，局部夹有卵石，粒径约120mm，含量在20%～35%。本层在场地内分布连续，厚度较大，本次勘察未揭穿该层，最厚度6.70m，最深度25.20m。该场地土在II类环境下对混凝土结构具微腐蚀性，地基土无湿陷性，标准冻土深度为0.61米，勘察深度内未见地下水，不考虑地下水对建筑物的侵蚀性。

3、旋挖成孔灌注桩施工

3.1试挖桩

正式施工灌注桩前，进行试钻桩。采用干孔成桩工艺，设备用ZR150旋挖机，试桩过程中角砾层、粉土层、中砂层、粗砂层塌孔严重，进尺很慢。改用泥浆护壁孔成桩工艺试桩，设备用ZR150旋挖机，效果较好。试桩过程也出现了钻进极慢或不进尺、桩孔孔壁坍塌、桩孔局部缩颈、桩孔偏移倾斜、孔底沉渣过多现象。对试桩过程中出现的质量问题，组织专业技术人员进行研究，分析认为钻进极慢或不进尺是因为钻头选型不当，钻头配重过轻。通过更换或改造钻头，加大配重、加强排渣、降低泥浆比重得以解决。成孔过程中或成孔后，孔壁出现不同程度塌孔。 主要是由于土质松散，泥浆护壁不好，护筒埋设不当，筒内水位低，钻头钻速过快或空转时间太长，成孔后待灌时间和灌注时间过长，是引起塌孔的因素。可在在松散易塌表层土中埋设护筒，提高泥浆比重和粘度，终孔后补给泥浆，保持要求的水头高度，成孔后待灌时间一般不超过3h，并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间，在钢筋笼未下孔内的情况下，出现塌孔，采用浆砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上1～2m，或全孔回填并密实后再用原钻头重新钻孔。在钢筋笼碰孔壁而引起轻微坍塌的情况下，用直径小于钢筋笼内径的钻头及优质泥浆扫孔或用导管清孔。桩孔局部缩颈是由于泥浆性能欠佳，失水量大，引起粘性土层吸水膨胀，或形成疏松，蜂窝状厚层泥皮，新孔孔壁软土流变形成的，通过控制泥浆比重和粘度，降低失水量得到很好解决。桩孔偏移倾斜是由于钻机安装不平或钻台下有虚土产生不均匀沉陷造成，安装钻机应保持水平、稳固、无束前缘切点，转盘中心和护筒中心三点面一线；护筒不偏斜，钻杆不弯曲，主动钻杆保持垂直。孔底沉渣过多是由于清孔未净，清孔后待灌时间过长，泥浆沉淀

造成，清孔时控制泥浆比重和粘度，不要直接用清水置换，可减少孔底沉渣。旋挖成孔灌注桩施工严格按试桩的成桩工艺施工。

3.2旋挖成孔灌注桩施工

施工工艺：开挖预制泥浆池——场地整平——放线、定桩及确定高程——检查桩位轴线——旋挖钻就位、挖土方——加水（泥浆、膨润土等化学剂）——桩底扩径——成孔验收——吊放钢筋笼——钢筋笼标高位置——放砼导管——水下浇筑——放置泥浆泵——浇筑桩身砼。根据现场实际情况，采用两台打桩机同时进行施工，考虑基坑马道位于基坑北侧，两台打桩机分别从基坑东西两端倒退式向马道方向进行施工。两台打桩机平均每天可成孔18根桩，2016年3月24日开始进行井桩施工，2016年4月30日可成全部井桩，工期37天。

4、成桩质量的预防保证措施

成桩过程中常见质量事故有钢筋笼上浮、砼质量差、堵管、断桩、夹泥等质量问题，我们主要采取以下预防措施：

①钢筋笼安放采用吊筋，保证钢筋笼安放在设计高度，同时钢筋笼上安设保护层或放置定中器，使钢筋笼位于桩中心。

②导管使用前，要检查内壁是否光滑，丝扣是否良好，以及导管密封情况。

③灌注时要严格保证初灌量，灌注过程连续、紧凑，每根桩灌注时间宜控制在1.5小时以内，灌注过程中导管要上下缓慢窜动，并控制其合理埋深。