旋挖成孔孔壁固化施工技术

肖亚洲张奕车院生

陕西建工集团机械施工有限公司陕西710032

摘要：本文结合施工经验，提出了旋挖成孔在施工时可能引发的种种问题，并介绍了旋挖成孔孔壁利用水泥土搅拌桩的固化技术。深入总结此方法的优越性，力图对类似的工程起到借鉴作用。

关键词：旋挖成孔；孔壁；固化；水泥土搅拌桩

Rotarydrillingholeconstructiontechnologyandcuring

XiaoYazhouZhangYiCheYuansheng

ShaanxiConstructionEngineeringGroupConstructionMachineryCo.,Ltd.Shaanxi710032

Abstract:inthispaper,combinedwiththeconstructionexperience,putforwardrotaryholingconstructionmaycauseavarietyofproblems,andintroducesrotarydrilledholewallwithcementsoilmixingpilecuringtechnology.Summarizingtheadvantagesofthismethod,striveforsimilarengineeringforreference.

Keywords:rotarydrilledholewall;;curing;cementsoilmixingpile

前言

旋挖成孔灌注桩这一项技术是国际上公认的绿色技术。它的工程质量高，工作效率高，最主要的是它不会造成恶劣的泥浆污染，所以在黄土地区的应用尤为广泛。自上世纪90年代以后，该工艺迅速发展，已经取代了原有的锅锥成孔技术。但是，随着这项技术的深入推广，问题也逐渐显现。比如孔壁的固化问题，由于我们实现无法预见开孔后的土质，那么在开孔之后往往会见到砂子或者软弱土质，这种疏松型的土质会大大提高钻孔困难、孔壁疏松或者混凝土需求量增大的风险。因此，为了避免上述结果的发生，我们必须采取必要的方法来加固孔壁，才能保证工程的顺利进行。本文就是针对这个问题而谈的。

一、旋挖成孔概述

旋挖成孔施工的主要材料有预搅拌混凝土、钢筋、垫块、火烧丝、盖板、钻机耗材、泥浆制备材料等。此外，机具的要求也必不可少，目前一般采用进口或者国产的旋挖钻机以及与其配套的各种钻头、泥浆泵、导管、电焊机、测绳等。旋挖钻机通常使用意大利、德国或日本的品牌。旋挖钻孔对于作业条件的要不多，但是以下几点还是必不可少的：

1、熟悉工程图纸和工程地质资料

2、根据预算用料选择合适的管道供水与合适的配电

3、选取合适的钻头、钻杆和钢丝绳长度

4、准备耗材和物资，例如润滑油、液压油、柴油、钢丝绳等

5、调试设备

6、清除障碍物

这些都准备好之后，就可以进行作业了，目前旋挖成孔作业的一般流程如下：

由上，我们可以看到，旋挖成孔时空具有低噪音、低振动、工期短、自备动力和无泥浆循环等优势，特别适合那些对以上因素有明确要求的工程。除了基岩和漂石等地层外，一般的地层都可以用这个方法成空。旋挖成孔的直径一般为600到3000mm，最深可以达到76m，可以应用在大型建筑施工中。

二、旋挖成孔的主要问题

以西安市一民用工程为例，在这个工程中，采用了旋挖成孔灌注，要求深度为40米，宽度为700mm。一共需要二百多根柱桩，柱桩本身的混凝土强度等级要求多样，其中试桩为C45，其他的柱桩要求为C35，承载力要达到8000KN。

在试桩时，工程队再不用的位置选用了3组15根桩作为试验桩，可是第一根桩挖孔时，就发现了在地面1米下的软塑土层，到3米时则见水了。工程继续则开始坍塌，出现了流塑状土层。为了弥补这个现象，工程队在最开始采用了加水提高水头压力的方法，但是效果不显著，虽然可以勉强继续工程但是还是出现了很严重的塌孔现象。这是浅层的情况，孔至9m后，土层又开始出现了硬块。这样一步一个坎，第一根桩成孔的时间竟然长达11个小时，丝毫没有体现出旋挖成孔的优越性。

有了第一根试桩的经验，第二根试桩开始的时候就采取了注入配置泥浆和提高水头压力的方法，但是也出现了同样的情况，时间为8小时。第三根与以上相同，时间为9小时。

通过这三根试桩我们可以发现，工程开始就碰到了厚达9米的软流塑状土层这个情况严重妨碍了成孔进程，导致塌孔严重，混凝土充盈系数大，耗时长等后果。如果不加以改变，工程的工期就要延长一半以上，还会超灌混凝土将近1000m3，造成串孔。

同样的问题普遍出现在了类似工程中，成为了旋挖成孔技术中的拦路虎，如果不加以解决，必定会成为阻碍此项技术推广的最大困难。

三、解决方案

这一部分笔者将以上文西安市的工程为例，提出针推上述情况的具体解决方法，并总结出一般步骤，供读者参考。

从上文我们不难看出，软流塑状土层是造成旋挖成孔施工困难的主要因素，这样，如何加固这土层就成为了解决问题的关键性因素。针对这个现状，笔者认为固化浆法才是加固方案的最有效方案。固化浆法的具体工艺如下：

（一）各项参数：

沿着柱桩四周均匀的分布七根水泥土搅拌桩，规格如下：Φ500mm、桩长为11m。这样，水泥土搅拌桩中心距离灌注桩中心的距离就是550mm。水泥土搅拌桩本身要含有百分之六左右的水泥，约为35kg。

（二）具体施工：

施工设备时的参数如下：

水泥土搅拌桩钻机为单搅拌头

SR325普通硅酸盐水泥为主要采用的水泥

提升速度为一分钟半米

水泥含量为35kg

首先要对剩下的12根试桩进行处理，接下来利用试桩的养护期间，对正规的工程桩进行处理。在施工时，首先，要精确地施放拟施工的混凝土灌注桩桩位，这样可以保证其周围水泥土搅拌桩桩位的位置精确。其次，水泥土搅拌桩的水泥用量要根据给出的参数严格控制，过高或者过低都不可以。最后，加固深度一定要透过软流塑状土层后的1米以上，施工时也要注意连续性和紧邻性。

在原来试桩那三组中，剩下了12根试桩进行加固处理的七天后，就可以开始旋挖成孔的施工了，整个过程未见异常，没有出现塌孔的现象，说明此方法是有效的，每完成一根桩所需时间为3小时，混凝土充盈系数大大减小，达到了所要求的水平，工程仅用了4天就完成了施工。

（三）检测情况

承载能力监测的结果显示，15根试桩都达到了要求的数据，而且，经过验算，每根工程桩还缩短了两米的长度。可谓省时又省力。

（四）事后评价

这种工程采用了水泥土搅拌桩的方法进行了孔壁的固化，大大减少了超灌混凝土的需求量，之后又缩短了桩长和工期，取得了很好的经济效益。在技术层面上，这种固化法提高了桩周土层的摩擦力，成孔质量良好，充分达到了预期的效果，显示出了巨大的优越性。

四、水泥土搅拌固化孔壁施工技术的注意事项

由于这项工艺处在刚开始起步的阶段，问题的暴露还不是很明显，这里笔者仅谈两点，给读者以启示。

我们在工程中运用百分之六的水泥含量是可以的，水泥土压缩强度达到450KPa是可以保证成孔的，但是最低标准是多少还要进一步研究。

在加固桩体布置步骤中,应该采用的方式为搭接方式,宽度为85㎜,旋挖切削水泥土体矢高不应该多于100㎜。

结语

总之，采用水泥土搅拌桩固化孔壁施工技术，是可以让旋挖成孔工艺可以在软弱土层的环境下也能顺利进行的。同时，水泥土搅拌桩固化孔壁也可以提升桩的阻力，使桩长缩短，节约预算，缩短工期。充分发挥旋挖成孔工艺的优越性，改良了传统工艺。对于水泥土搅拌桩在复合地基的变形特性与承载力也应该充分注意，笔者认为如果在静载试验中发现其承载力出现问题，那么在检验结束后就要对桩身进行检验，产看桩头是否损坏，或者用低应变检测的方法来检查桩身某个部位存在缺陷。低应变检测应当在静载试验之前进行，因为静载试验过程中由于荷载的作用，极有可能导致桩基的初始状态产生一定的改变，从而影响低应变检测对桩身质量分析和判断的准确性。在进行复合地基静载试验时，其最大加载量并不一定要求正好等于复合地基承载力特征值的两倍，而是可以按照桩身混凝土的强度等级大小来进行适当调整。本文提出的固化方法仅是目前的一种可行性分析，应用实例还不多，因此对于即将产生的问题也没办法预见，相信随着应用的推广，读者对于水泥土搅拌固化孔壁施工技术会有更深的认识，本文行文仓促，部分问题的研究还显肤浅，期待读者进一步探讨。

参考文献：

[1]林岩，水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力[J].工程科技，2012（5）

[2]朱晓忠，论旋挖钻机成孔灌注桩质量通病的形成及监控措施[J].西安建筑，2009（171）

[3]刘睿、候百强、李存良、范格平，旋挖成孔孔壁固化施工技术[J].山西建筑，2008（158）