欠固結回填土區域旋挖樁施工方法研究

陳楊 羅寧 王滿

摘? ? 要：本工程場地回填土區域，回填厚度約42.9m，回填年限約1～5年，土質尚未完成自重固結;地下水位在場地標高以下30m左右;地下水位及欠固結土的雙重影響，導致此類地質成樁困難。通過采用旋挖機回轉鋼護筒將護筒鉆進土層，提前在土層中形成剛護壁，有效的避免了欠固結土質及地下水位對孔壁的影響，能夠保障樁基一次成孔，成樁質量也得到了較大的提高。

關鍵詞：旋挖樁;欠固結土;鋼護筒;地下水位

1? 引言

1.1? 設計概況

中交·中央公園二期二標段C111地塊地處重慶市最大的濕地公園-中央公園東側，北側毗鄰渝北行政服務中心，東側接壤空港新城購物中心。本工程樁基采用旋挖成孔灌注樁施工工藝，欠固結土回填區域樁深50m左右。

1.2? 地下水位

本工程現場場地標高353.00m，根據詳勘報告，填方內部上層滯水，地下水位高程約322.80m～323.67m，會對樁基施工造成一定影響。

1.3? 回填土特征

場地回填土主要為素填土。素填土主要由頁巖、砂巖碎塊石組成，碎塊石含量約為30%～80%，根據設計場平標高開挖后場地填方厚度整體較大，最大42.90m，回填年限約1至5年，厚度不均，結構松散，均勻性差，目前尚未完成自重固結，屬于欠固結土，在場地廣泛分布。此類地層成樁條件差、危險性大。

2? 施工難點

（1）據地勘資料顯示本工程開挖后的場地整體填土厚度較大，最大約42.90m，結構松散，厚度均勻性差，目前素填土尚未自重固結，屬于欠固結土，廣泛分布于施工場地。此類地層成樁條件差、危險性大。

（2）本工程填方內部存在上層滯水，地下水位距離場地標高地下30m左右，在回填土區域范圍內，對樁基施工造成較大的影響，極易造成孔壁坍塌。

（3）回填區域樁深約50m左右，旋挖機成樁難度較大;且填方中存在上層滯水，水量受降雨影響大，重慶5-7月處于雨季，成樁過程中地下水匯集容易塌孔;成孔過程中揭露后易涌出造成樁孔縮頸、垮孔。

3? 施工原理

（1）本工法是在旋挖機動力頭上安裝護筒回轉裝置，護筒回轉裝置與動力頭剛性連接，在護筒回轉裝置上留置高強連接螺栓，通過動力頭帶動回轉裝置。

（2）特制5cm壁厚的鋼護筒，護筒長3m，護筒與回轉裝置通過高強連接螺栓連接，護筒與護筒之間通過咬合齒和護筒預留螺栓孔連接。

（3）在特制鋼護筒上安裝截齒筒鉆，護筒與截齒筒轉之間通過咬合齒和螺栓孔連接。

（4）護筒與回轉裝置以及截齒筒鉆安裝完成后，利用動力頭及鉆桿來回小幅度旋轉，通過截齒筒鉆環切土層，下壓克服各土層間與絲接護筒間的摩擦力，使護筒提前進入土層形成剛護壁。

（5）旋挖機提前鉆進一節鋼護筒，護筒離地0.5m;斷開回轉裝置與護筒質檢的連接，安裝好旋挖機鉆具鉆進取土。

（6）挖孔深度距截齒筒鉆0.5m左右時停止鉆進取土，斷開鉆具與鉆桿的連接，將一節鋼護筒與回轉裝置連接，以上護筒提前鉆進、旋挖機鉆具鉆進取土過程直至到中風化巖層后停止鉆進鋼護筒，使用鉆具鉆進至設計樁底標高成孔。

4? 施工方法

4.1? 施工工藝流程

場地平整、放線定位→鉆機就位、引孔→鉆進一節鋼護筒→旋挖機鉆進取土→分段連接鋼護筒、鉆進取土直至中風化巖層→正常成孔至樁底標高（終孔）→清空驗孔→鋼筋籠安裝→澆筑混凝土、拔出鋼護筒

4.2? 操作要點

本工程旋挖樁施工工藝流程中“場地平整、放線定位”、“鉆機就位、引孔”、“終孔”、“鋼筋籠安裝”、“混凝土澆筑”等施工工藝同普通旋挖樁施工工藝一致。本施工方法主要介紹以下三點施工工藝：

（1）如何鉆進鋼護筒，在土層中提前形成剛護壁;

（2）鋼護筒之間如何高效的連接，護筒持續鉆進土層;

（3）鋼護筒自重大，如何拔出鋼護筒，保證混凝土成孔質量。

4.2.1? 鋼護筒在土層中形成剛護壁

（1）旋挖機動力頭上安裝護筒回轉裝置。①在旋挖機動力頭上安裝護筒回轉裝置，通過回轉裝置與鋼護筒相連接，鋼護筒采用壁厚為5cm的特質鋼護筒。②將護筒回轉裝置、鋼護筒連接鎖緊。③鋼護筒采用5cm的特制鋼筒制作而成，護筒與護筒之間來用高強度的螺栓螺母及咬合齒連接鎖緊。

（2）在護筒上安裝截齒筒鉆。最下面一節鋼護筒安裝截齒筒鉆，減小護筒鉆進的阻力，保證護筒順利鉆進到位。

（3）旋挖機鉆機鋼護筒，在土層中形成剛護壁。①旋挖機動力頭及鉆桿通過絲接螺栓螺母與護筒鎖定后，旋挖機護筒移動至引孔樁位開始鉆進鋼護筒。②旋挖機回轉護筒鉆進一節護筒后（護筒離地0.5m），拆除回轉裝置與護筒的連接高強螺栓螺母，旋挖機鉆桿安裝鉆頭。

4.2.2? 鋼護筒之間高效連接，護筒持續鉆進土層

（1）護筒之間高效連接、吊裝。每節鋼護筒長3m，鋼護筒的高強螺栓孔作為護筒吊裝的吊點。在吊點確定后，使用繩卡通過鋼護筒螺栓孔與鋼絲繩連接。利用四根鋼絲繩將鋼護筒連接，通過四個吊點將鋼護筒吊離地面，用履帶吊車的主鉤提升鋼護筒與地面鉆進的鋼護筒咬合，護筒之間通過咬合齒連接，之后使用扳手將高強螺栓擰緊鎖定鋼護筒。

（2）旋挖機跟進護筒，持續鉆進取土。旋挖機安裝好鉆頭后，開始鉆進除土。操作人員隨時觀察鉆桿是否垂直，并通過深度計數器控制鉆孔深度。旋挖機鉆孔至距護筒底0.5m時拆除鉆頭，安裝螺栓螺母鎖定鉆桿護筒回轉裝置與鋼護筒。緩慢轉動動力頭將護筒提前鉆進土層形成剛護壁后安裝鉆具鉆進取土，重復旋挖機鉆進護筒及旋挖樁鉆桿鉆具跟進取土過程，直至鋼護筒進入巖層時停止護筒鉆進。

4.2.3? 鋼護筒拔出

拔管機采用3個液壓機加上加緊護筒的設備和另外一臺柴油加壓泵組合而成。通過拔管機加緊護筒通過液壓頂升拔升護筒，當下一節護筒拔升至拔管機加緊設備1m時，拆除護筒連接的螺栓螺母，用履帶吊吊移護筒。拔管機拔管前用鋼卷尺測量混凝土澆筑面的標高，保證拔管后護筒埋入混凝土深度2-4m，拆除護筒的過程中派專人測量混凝土面標高并做好記錄。重復以上步驟直至澆筑完成，護筒拔出時止。

5? 實施效果

5.1? 工期效果

通過此施工方法最終克服了高回填松散土區域及地下水位影響的地質條件下難以成孔的問題，通過過程控制措施，樁基的成樁質量有著顯著的提高以及旋挖機每天成型一根樁的施工要求。本工程共計320根旋挖樁，施工工期110d，在推動工期方面，有效的完成了施工節點計劃的要求。

5.2? 質量效果

根據樁基檢測報告統計，本工程320根樁基，統計結果顯示一類樁基298根，二類樁基22根，無三類樁及四類樁。一類樁基頻率為93.125%，二類樁平率為6.875%。

樁孔施工全過程分段分段分節連接鋼護筒，有效的避免孔壁坍塌現象，樁孔截面尺寸規則，未發生縮徑等質量通病，旋挖成孔后孔底沉渣少。旋挖樁施工過程中垂直度、沉渣厚度均一次驗收合格。垂直度均≤1%，沉渣厚度≤5cm，旋挖成孔灌注樁的施工質量可靠。

6? 結束語

本工程通過在旋挖機動力頭上安裝護筒回轉裝置，通過回轉裝置與鋼護筒相連接，鋼護筒采用壁厚為5cm的特質鋼護筒，在鋼護筒下安裝截齒筒鉆。通過動力頭來回旋轉鋼護筒，使鋼護筒提前進入土層，在土層中提前形成鋼護壁。旋挖機機鎖桿安裝截齒鉆具跟管取土，在鉆孔過程中始終保持土層中提前形成鋼護壁，有效的避免了欠固結回填土及地下水位對孔壁造成的影響，能夠較快的成孔，達到每臺旋挖機每天成孔一根樁基的目標。此施工工藝在欠固結松散回填土區域及地下水位對土質影響的區域有著重要的意義。

參考文獻：

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