复杂地质情况下旋挖桩施工技术探析

摘要：旋挖桩施工在当前建筑领域中是一项重要的地基加固技术，然而在复杂地质情况下采用该技术时面临着诸多难点，故而需要采取一系列科学合理的措施来解决。首先针对场地狭窄且地下水埋深浅的情况可以使用钢制泥浆池。其次还需要做好旋挖成孔与清孔工作，清孔后的泥浆指标是保证混凝土质量的重要条件，因此必须严格控制。同时钢筋笼的安装直接关系到桩基的承载能力和使用寿命，故而必须确保钢筋规格和长度完全符合设计要求。

关键词：复杂地质；旋挖桩；施工技术

引言：

众所周知，在复杂地质情况下开展旋挖桩施工的过程中存在着多种施工难点，故而需要加强施工各环节的技术要点把控和针对性对策实施以确保施工质量。比如说由本人担任项目技术负责人的两个项目：长沙市公安局特巡警支队樊塘训练基地实战模拟街区建设项目、长沙医疗器械科技创新产业园项目，都存在施工现场由于场地狭窄且地下水埋深浅从而使得常规的泥浆池设置方法会因地下水渗漏而导致泥浆被稀释从而无法满足护壁需求。故而本文选择钢制泥浆池来确保泥浆性能的稳定。此外在钢筋笼主筋的焊接过程中应合理控制接头位置的错开距离以防止应力集中。

1 旋挖桩施工面临的难点

从长沙医疗器械科技创新产业园工程的现场情况来看，施工场地环境与条件给旋挖桩施工带来了不小的挑战。具体来说，场地狭窄且工期紧张。这种情况下，在施工部署过程中需要精心规划以确保施工的顺利进行。其次地层特性也是旋挖桩施工的一大难点。地层包含中砂层和卵石层，地下水丰富从而易出现塌孔现象。在这种情况下中砂清孔困难，加之孔底沉渣厚度可能超标从而对施工质量和进度都构成了威胁。同时常规旋挖钻具磨损大且工程造价高从而增加了施工成本。此外由于地下水埋深浅，杂填土地耐力不足故而需进行地基加固处理。

2 旋挖桩施工技术要点

2.1 泥浆池设置与浆制备

2.1.1 浆池设置

钢制泥浆池具有耐腐蚀、强度高、稳定性好的特点，选择钢制泥浆池能够有效防止地下水渗漏。同时为了确保泥浆容量充足，还需要泥浆池的设计制造还应根据旋挖桩的长度和桩径来进行计算。工厂定制的泥浆池采用10mm厚压型钢板围焊，尺寸为8m×4m×2.5m，底部铺设塑料彩条布，四周用塑料彩条布围住以防止泥浆溢出。为了满足施工需求，本工程设置了3个泥浆池以确保施工的连续性和稳定性。此外要说的是，在旋挖桩施工过程中，水下混凝土灌注会产生大量泥浆，因此本工程设置了2个额外泥浆池来处理这些泥浆。多余的泥浆通过专用泥浆车运至指定卸浆点以实现对泥浆的合理利用。同时泥浆循环使用，岩渣沉淀后可回收再利用。

2.1.2 泥浆制备

由于本施工现场的地下水丰富故而采用了膨润土+纯碱的制备方法。这种泥浆具有泥皮致密、防止失水和减压的特点，能够有效保护孔壁以确保施工安全[1]。根据不同岩土层地质情况，本工程还会调整泥浆的比重和黏度以确保孔壁的安全性。

2.2 旋挖成孔与清孔

2.2.1 旋挖成孔

旋挖成孔过程首先由旋挖机自动行走，桩架全液压升降从而使得移机和就位变得灵活高效。在钻具中心与桩位对齐后进行钻杆垂直度的校正以确保钻进精度。初期钻进以轻压的方式进行，直至进入粉质黏土层后加快速度[2]。在中砂层注入经过调整的泥浆以放慢钻进速度，并增加扫孔次数以防止塌孔。卵石层则使用双锥双螺钻头，继续放慢钻进速度并调整泥浆黏度以适应地层特性。面对残积黏性土和全风化花岗岩，使用常规钻具；而对于强风化花岗岩则采用双锥双螺钻头进行钻进。当确认进入持力层后旋挖1.6m进行终孔。使用双层底旋挖钻斗捞取孔底沉渣以确保孔底清洁。成孔后对孔壁垂直度、桩位、孔径和孔深等数据进行检查以确保成孔质量。

2.2.2 清孔

采用泵吸反循环清孔方法并分两次进行。第一次清孔后下放钢筋笼和导管。第二次清孔则是在灌注水下混凝土之前进行以确保孔内无杂物。

2.3 钢筋笼安装

钢筋笼在施工场地外的预制厂进行加工，加工过程中主筋接长采用单面焊。螺旋箍筋与主筋通过点焊连接，加劲箍每2m设置1道，十字撑每4m设置1道以增强钢筋笼的整体结构稳定性。在钢筋笼上每隔4m设置4个圆形砂浆块，这些砂浆块用于控制混凝土与钢筋之间的保护层厚度符合规范要求。同时值得一提的是，选用直径25mm的钢管作为注浆管进行安装，将其对称固定在钢筋笼内侧。下部用胶带密封，上部露出地面约0.5m并戴塑料帽以防止泥浆进入。钢筋笼下放后，注浆管内注满清水，管口戴塑料帽以备后续注浆使用[3]。接下来将预制好的钢筋笼运至承台边并使用25t汽车吊进行下放。起吊过程中需缓慢进行并对准桩心以确保钢筋笼下放到接头位置。随后用槽钢将钢筋笼架设在钢护筒上，焊缝质量检查合格后冷却以确保结构的稳定性。钢筋笼轴线和高程复核合格后挂设吊筋。吊筋与钢护筒通过点焊固定，这一步骤旨在防止钢筋笼在混凝土浇筑过程中上浮从而确保钢筋笼的位置准确无误。

2.4 水下混凝土灌注

进行水下混凝土灌注前必须对钢导管进行严格的密封性和抗拉强度试验以确保其无渗漏。导管连接时采用螺纹快速接头并在节间放置O形密封圈，这一措施可以有效防止空气进入从而保证混凝土的连续灌注。导管最下节的长度设计为7米，底部距孔底0.4米，这样的设计可以有效防止因导管断裂导致的断桩现象。在混凝土灌注过程中严格控制混凝土的坍落度在180～220毫米之间以防止离析和堵管。首灌混凝土的方量需经过精确计算，使用2立方米料斗以确保导管埋深符合设计要求。拆管后，导管埋入混凝土的深度需保持大于等于4米以防止断桩。同时为了防止堵管，需隔几分钟上下插拔导管。按照设计要求，超灌混凝土0.5米以确保桩孔完全被混凝土填充。

2.5 注浆施工

成桩1天后进行清水开塞以防止注浆管堵塞。成桩7天后开始使用水泥浆进行注浆，水灰比为0.5。两根注浆管同时等量注入，注浆压力为1.5兆帕。注浆速度不超过75升/分钟，设计注浆量为1.2吨。注浆量满足设计要求后停止，若未满足但压力达到3兆帕则根据差异采取稳压或间歇注浆的方法。

3 结语

对于周边环境复杂的施工场地而言，旋挖桩施工技术的应用需求也较为复杂。首先是泥浆池的开挖可能导致地下水渗漏从而致使泥浆性能下降，而泥浆性能的下降可能会产生塌孔现象。因此可选择钢制泥浆池来实现确保泥浆性能的目标。此外为了更好地开展水下混凝土灌注工作，应合理部署混凝土卸料平台、运输车的数量和路线规划以确保混凝土供应的连续性和稳定性。

参考文献

[1] 邬俊明.复杂地质情况下旋挖桩施工技术探析[J].四川水泥， 2023（9）：77-79.

[2] 阳洛源，孙小强.高水位复杂环境及地质条件下旋挖桩施工技术[J].云南水力发电， 2024， 40（1）：96-98.

[3] 杜旭，毛和光.复杂地质低净空桩基旋挖桩三段成孔施工关键技术[J].建筑机械， 2024（3）：53-57.