摘要：以中海熙园项目工程桩基施工为背景，介绍旋挖钻机在深厚淤泥层中采用振动锤辅助下沉钢长护筒并辅以泥浆护壁的工法，改变了旋挖钻机的传统做法，此技术在深厚淤泥层中取得良好的施工效果，保证了旋挖桩的施工质量和施工速度，并取得可观的经济效益。
关键词：淤泥土层;机械成孔桩;旋挖机
1项目概况
项目所在地南沙地区属海陆相沉积平原，地层中发育厚度较大的淤泥质土层。本项目地块地层中含有约15~20m厚的淤泥层，具体地质情况详见地质勘察报告，施工需考虑对周边建筑物的影响。场地所处地貌单元属冲积平原地貌，场地地势平整开阔，现状地表较平坦，局部有土堆，高程约5~7m。本工程灌注桩为端承桩，持力层为中风化岩或微风化岩,桩端持力层为中风化或微风化石灰岩，800mm桩入持力层不少于5.1m，1000mm桩入持力层不少于6.5m，1200mm桩入持力层深度不少于7.5m；要求桩端岩样天然湿度单轴抗压强度fr≥6MPa，设计桩身砼为C35。
2施工方法及技术措施
旋挖灌注桩管桩施工工艺流程如图1所示。
2.1桩位测定及定位
钢护筒根据业主提供的测量基准点，测放出各桩位，并做好标记，为确保施工过程中上部（人工填土层）孔壁的稳定，每桩开钻前均由孔口地面下长度不少于4m的钢护筒进行定位，部分桩采用10m钢护筒，钢护筒部分直接用旋挖机旋转沉管，对于长度超过6m的长钢护筒，采用振锤施打下放钢护筒。
2.2桩机施工
在钻探施工过程中，要保证钻探和地面处置。钻到一定深度后，逐渐提高速度。操作人员需要随时注意钻机的操作，确保钻杆中心线、筒体中心与地面垂直线始终重合，避免钻进方向偏离。钻机转速应根据设计图的实际情况进行调整，以保证在高强度土层中，适当降低转速，避免钻头折断，当处于土体稳定区时转速可适当增加，提高施工效率。钻孔过程中，应定期检查钻头的磨损程度，钻孔垂直度误差控制在5%以内，保证孔底沉积物厚度不超过工程规定。最后成孔前应控制抽土机的速度提升，防止塌陷孔问题。
2.3护壁
每次桩基础施工前，应结合地质资料，由专业地质工程师判断下卧层的地质状况，然后研究确定具体的护壁措施。支护桩单桩施工时间短，宜采用孔注浆护壁，各护壁泥浆的技术参数要求见表1。
2.4终孔
该工程要求将桩基埋入中(微)风化岩一定深度，因此必须保证桩端入持力层的深度满足设计要求。
2.5终孔检测
2.5.1桩底检测
旋挖机桩底检查主要是设备自检，即主动钻杆位移判断底面，由现场施工管理和监理代表进行检查验收。
2.5.2终孔检测
当钻头到达设计深度和直径时，质检组人员将与主管一起检查孔深和桩底承载层。
2.6清孔
本旋挖桩机配有专门的排渣器，在钻孔到设计好的桩底后，用清渣装置清除孔内的钻渣，用清渣装置清除渣层后，用清渣装置清除渣层厚度仍大于设计要求时，采用正循环泥浆清孔。清渣后孔底的沉渣不得超过50mm，孔底沉渣由具有丰富施工经验的工作人员进行检测，并经业主及监理单位验收确认。清渣后，为避免塌孔而造成孔底沉渣，应及时下入钢筋笼(或钢结构柱)，浇注混凝土。浇注混凝土前，下入钢筋笼(或钢结构柱)，需对桩底沉渣进行复测，如孔底沉渣较厚，则采用“泥浆正环法”进行二次清孔，直至孔底沉渣厚度达到设计要求才能灌注混凝土。
2.7钢筋笼的制安
一般来说，钢筋笼均采用现场制作的方式，需要对钢筋材料进行验收和焊接试验，对钢筋表面存在的尘埃、油污、锈蚀等进行清理，主筋也需要调整。绑扎钢筋笼及焊接质量必须符合有关技术标准的要求，施工人员需在直径、间距、焊接长度、分段连接间距等方面进行控制。本工程中钢筋笼的允许偏差为：主筋间距不超过10mm、箍筋间距或螺距不超过20mm、钢筋笼直径不超过10mm、长度不超过50mm、加劲筋间距不超过20mm、主筋保护层不超过20mm。在钢筋笼制作完成后，要做好相应的检验和验收工作，避免钢筋笼不合格进入桩孔内；钢筋笼下放的环节，必须选择体积足够的起吊设备，做到轻提轻放，避免钢筋笼不合格。
2.8水下砼灌注
混凝土配制与配制要求：本工程采用水下商品混凝土，标C35，为保证混凝土顺利浇筑，混凝土应具有良好的和易性和流动性。塌落度应在18~22cm范围内，水泥用量不得少于360kg/m(掺入粉煤灰的水泥可不受此限)，含砂率宜为40%~50%，并宜选用中粗砂；粗骨料最大粒径应小于40mm。本工程灌注桩直径为800mm、1000mm、1200mm，因此，在水下灌注混凝土时，应采用直径260mm的导管灌注混凝土满足要求，最底一节长4~5m，内壁应光滑，使用前应用直径260mm的导管灌注混凝土。浇注时，导管埋深过小，根据混凝土水下流动和扩散规律，常使混凝土管外混凝土面的浮浆沉渣渗入混凝土，造成混凝土夹层，埋深过大，使导管内混凝土难以流出，容易产生堵管，给导管外混凝土表面的浮渣。保持导管合理埋入深度是混凝土水下灌注的关键。一般情况下，在灌注过程中，导管的埋入深度为2.5~3.5m，埋管的最小深度为2.0m，最深不超过6m。安装导流管时，底端的沉降层要高于孔底30~40cm，以便能顺利排出；初期灌浆管的埋深应控制在1.0~1.5D。按桩径进行初始灌水量计算，保证初灌埋深达到规范要求。灌浆时，先将0.2~0.3m3流动性好的水泥砂浆注入导管内隔水栓上。把第一批混凝土再倒进初灌斗，再剪下悬吊栓铁丝，使隔水栓、水泥砂浆和第一批混凝土顺利到达孔底并抬上，第一批混凝土灌注完毕，即进入连续灌注。潜孔灌注混凝土时，孔内混凝土面连续上升，管道埋深不断增大，需定时测量混凝土面上升，记下注浆的混凝土浇筑，以确定坍落度。对混凝土表面标高的测量需要使用专业的测量绳和测锤。测量时，将测锤架放置于导管与钢筋笼的中间位置，测到至少3~4个点，分别记入灌注记录单，然后取平均值，以此确定拆管次数。引流提升时，不得过快过猛，以免表层混凝土造成泥渣浮浆侵入，或吊起钢筋笼等。管路应整齐地拆装，防止工具、密封圈及螺栓掉入孔内。拔出导管后立即用清水冲洗，集中堆放。在水下浇筑混凝土后，为保证混凝土的灌浆质量，中断时间不得超过30min，以保证混凝土的灌注质量。海底混凝土为自密型混凝土，要保证桩顶砼的质量，必须保持一定的超灌量，具体要根据各桩所下钢护筒的情况计算，确保混凝土浇筑完成后的混凝土面高出设计标高80cm，下道工序施工时将钢护筒拉起。随时掌握各桩的灌浆次数，混凝土的充盈系数大约在1.15左右。控制浇注量不少于桩的理论方量，以防止塌孔现象发生。当混凝土注满后，起拔钢护筒，测量砼面标高，如砼表面标高达设计要求，应立即进行补灌。
3在旋挖桩施工中对淤泥的处理措施
3.1在施工前的预防准备
在进行旋挖桩施工前应该对施工地点的土层进行分析，确定土层的类型，做出相应的施工方案设计，最大程度上减少桩孔内的淤泥，对不同土层的施工策略也有相应的改变，对施工场地进行相应的测量，确定桩孔的数量和间距，对相应的机械设备工具进行提前准备，选择质量较好的材料，防止由于机械设备的失误造成淤泥增加的情况出现。对施工过程中遇到的淤泥情况进行提前的预测，给出相应的解决方案，对于淤泥清理，应该做好准备措施。例如，在施工前确定桩孔位置后，可以将相应的淤泥处理池的位置及大小进行确定，保证施工时不会出现由于淤泥堆积而无法正常施工的情况。在进行钢筋吊笼的准备工作中应该对钢材料的质量着重关注。
3.2在施工时的具体措施
旋挖桩过程中，容易出现卡钻的情况，就会在一定程度上破坏孔壁，造成泥土塌落，所以在进行钻孔时，应该注意钻孔工作，在提钻时，应该格外注意桩孔孔壁上探出的物体，以免破坏石头造成泥土崩塌，在进行提钻时，应该尽量减慢速度并且反转钻头。旋挖桩大多在高回填土中进行，所以在施工时应该对回填土进行专业处理，采用泥浆护壁，对回填土进行夯实，正确选用泥浆的比例。尽量避开与大型机械同时作业，如果发生塌孔现象，应该准确测量垮塌层的深度，用C20混凝土进行分层灌注，封闭垮塌层。在进行钢筋吊笼的放置时，如果钢筋吊笼的直径太大就会将孔壁上的泥土刮落，使得淤泥堆积，还会出现钢筋笼倾斜放置的情况，也会造成同样的问题，所以在进行钢筋笼的制作时应该对桩孔进行严格的测量，确保误差降到最低，在进行钢筋笼的放置时，应该垂直放下。在进行护筒拔出工作时，也会出现泥土坍塌的情况，所以在拔护筒时一定要小心谨慎，确保孔壁的稳定。
3.3在施工后的完善处理
在进行清孔工作时，一定要对淤泥的处理做到彻底，一次清孔和二次清孔都应该注重对泥浆的排放工作，可以在桩孔附近挖设泥浆循环池，将淤泥排入泥浆池。清孔时应该将导管降至孔洞最底层，确保可以将孔底的淤泥清理干净，清孔时不应该提前降低泥浆的比重，或者采用清水稀释的方法。在进行桩孔的质量验收时，应该从不同角度进行分析，尤其对后期可能存在的泥土滑落情况进行预防，加强孔壁的稳定性，对人工回填土进行稳定性的测量，防止出现淤泥再堆积的情况。
4结束语
在进行旋挖桩施工时，不仅要制定合理的施工步骤和流程，在施工前充分了解遇到的淤泥情况，分析其原因，制定好解决措施，还应该做好应急处理的准备，保证建筑工程顺利实施。
作者：陈启秀 单位：广东省地质灾害应急抢险技术中心