摘要：现如今，随着科学技术的快速发展，我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。旋挖钻机施工是钻孔灌注桩施工中一种先进的施工方法，但遇到卵砾石层时，如果施工工艺不当，就会引发一系列工程问题。本文针对旋挖钻孔灌注桩在富水卵石层施工中遇到的钻进困难、漏浆等问题，提出了采用高强度截齿钻头边钻进边调节浆液参数的施工方法。
关键词：旋挖钻孔灌注桩；富水卵石层；应用
引言
当地下水位较低时，杂填土层和砂卵石层中灌注桩成孔和质量保证问题，传统施工工艺虽然都能完成施工，但都存在一些缺点。如采用旋挖钻孔方式、冲击钻孔方式成孔，需要采用泥浆护壁，施工慢，占用场地大，采用泥浆施工不仅污染环境，泥浆在孔壁形成的泥皮在桩的外侧和地层之间形成了一个软弱面，降低桩的侧壁摩阻力，从而降低桩的承载力。
1工程地质条件
勘察所揭露地层的最大深度为 45m。根据钻探资料及室内土工试验结果，按地层岩性及其物理力学性质进一步分为 8 个大层，具体描述如下:①层，填土，主要为粉质粘土，局部夹含建筑垃圾、生活垃圾，均匀性差，层厚 6 -9m;②层，粉细砂，褐黄色，湿，局部夹粉质粘土、粉土薄层，层厚 2m 左右;③层，粉质粘土，褐黄色，可塑，局部软塑，夹粉土、细砂薄层，层厚 1 -3m;④层，细中砂，褐黄色，湿，局部夹粉质粘土薄层，层厚 5 -6m;⑤层，粉质粘土，褐黄色，可塑，含氧化铁、姜石，局部夹粉土、粉砂薄层，层厚 2 -3m;⑥层，卵石圆砾，杂色，次圆形，湿，稍密，层厚 9-10m。⑦层，砂质粉土，湿，稍密，层厚 0. 5 -2m。⑧层，卵石层，湿，密实，层厚 2 - 6m，夹砂质粉土、粘质粉土。
2施工情况
2.1泥浆配置
针对黏结性差，透水性强的卵石层，施工中不但要保证孔壁稳定，同时还要避免形成泥皮过厚，降低成桩侧摩阻力，也要确保孔底沉渣满足设计要求，保证桩的沉降量满足规范要求。经过施工实践，观察成孔后沉渣厚度和孔径的变化情况，不断调整，最终得出卵石层条件下钻孔泥浆采用以膨润土为主要原材料，并辅予工业碳酸钠、CMC、PHP等其他外加剂配置而成的方案。该泥浆具有泥皮薄、沉渣少、黏度高、不分散、固壁能力强、稳定性好等特点。施工配比为水：膨润土：碱：CMC：PHP=1000：96：5：2：0.4。新浆拌制顺序是先注入规定数量的清水，边搅拌边投入膨润土，拌制时间为30分钟，使膨润土颗粒充分发散、水化，然后加入纯碱，在均匀投入CMC、PHP等外加剂水解液，使之充分搅拌混合，静置12小时后使用。
2.2不同地层的钻进情况
耐磨合金刚铲式斗齿旋挖钻斗属旋挖钻常规钻头，由于圆砾土层中砾石粒径较小，所以黏土层、砂层和粗细圆砾土层均采用耐磨合金刚铲式斗齿旋挖钻斗进尺，速度也比较快。进入卵石层后，耐磨合金刚铲式斗齿旋挖钻斗无法继续钻进，从现场提取的渣样来看，卵石粒径多为60-200mm，现场更换耐磨合金子弹头截齿旋挖钻斗继续钻进，耐磨合金子弹头截齿可将卵石切割、碾碎成可进入钻斗的小块。钻进卵石层至6.7m后，耐磨合金子弹头截齿旋挖钻斗钻进困难，经取样，卵石粒径达到200-300mm，现场将钻头更换为螺旋钻头继续钻进，由于螺旋钻头的回阻力小，通过将孔下堆积的大粒径卵石搅散，可将大卵石卡在螺旋钻头的叶片间隙部位提出。在钻进卵石层至10.8m时，地层存在大漂石，粒径达80cm，对于超大粒径的卵石来说，碎石、卡石的钻进方法已不适用，需将漂石从孔中抓出，此时则采用抓斗钻头，通过钻头的抓取功能将漂石抓取提出孔外。整个钻孔过程持续时间约7.5小时，施工效率可以满足进度要求。施工过程中通过对比分析，耐磨合金刚铲式斗齿旋挖钻斗在黏土层、砂层和圆砾土层中进尺比耐磨合金子弹头截齿旋挖钻斗并没有显著提高，且铲式斗齿的磨损速度过快，磨损后更欢比较困难，故钻孔桩主要采取耐磨合金子弹头截齿旋挖钻斗、耐磨合金子弹头截齿螺旋钻头和抓斗旋挖钻头结合的方式成孔。
针对不同的地层采用适宜的钻头进行施工后，成孔时间大大缩短，提高了施工效率。
3钻孔灌注桩成孔控制要点
3.1冲击钻机成孔
冲击钻机成孔工效较低，施工周期相对较长，且由于泥浆兼做携渣功能，成孔阶段泥浆比重较大，一般达到1.30-1.40，泥浆黏度22-26s。为实现本工程的主要施工目标（安全、质量、进度目标），施工方主要通过以下几点进行成桩控制。（1）利用黄河水位变化的特点，在黄河枯水季节进行填土围堰施工，在安全上得到保证。（2）单墩同时布置8台钻机分三轮跳孔施打，在保证孔壁稳定的前提下，确保了主墩的施工工期。（3）受黄河水流的影响，本桥主墩桩基施工均采用6m以上的加长护筒，确保护筒深入黄河河床以下，有效地控制了上口孔壁的稳定。（4）终孔后利用桩锤加套钢箍进行反复刷壁，在保证孔径满足设计要求的同时，有效地降低了泥皮带来的负面影响。（5）刷壁的同时进行“一清”处理，将孔内泥浆比重控制在1.20以内，最后对孔位进行探笼试验，以确保孔径及垂直度满足设计要求。（6）钢筋笼分节吊装入孔，接笼采用直螺纹套筒连接工艺，避免了冬季施工户外焊接质量缺陷，同时有效地保证了桩基主筋的同轴受力。（7）下笼后进行“二清”处理，利用导管将孔内泥浆比重逐步降至1.15以内，黏度降至17～20s，含砂率＜2%，在泥浆比重及砂率均满足要求后，进行灌桩施工。（8）灌桩采用直径300mm的导管进行灌注，初灌料斗为5m3，确保初灌混凝土能将导管埋入1-2m以上。
3.2旋挖钻机成孔
旋挖钻机成孔效率较快，一般每天能完成2-3根桩，但卵石层中采用旋挖钻机成孔有两大难点，一是孔壁不稳定，容易塌孔；二是旋挖钻机不具备二清功能，孔底沉渣难以控制。为有效控制这两大难题，施工方主要从以下措施加以控制，确保了成桩的质量。（1）采用优质泥浆护壁，造浆黏土均采用外购成品造浆膨润土，配备大型泥浆池，满足造浆供应需求，适当增加泥浆比重，本工程旋挖钻机成孔阶段一般泥浆比重控制在1.3左右。（2）终孔阶段利用化学护壁素进行护壁，孔壁相对稳定后利用地下水对泥浆进行稀释，将泥浆比重降至1.10以内，同时护壁素的掺入加速了泥浆中悬浮细沙的沉淀，最后利用旋挖钻的平底掏渣筒将砂性沉淀物清理干净。（3）钢筋笼一次吊装入孔，避免了下放过程中的接笼工序，减少钢筋笼吊装时间，为灌桩提供时间保证。（4）钢筋笼起吊垂直后，利用吊车静止悬挂于孔口，正式下笼前再利用旋挖钻的平底掏渣筒进行终孔清渣，并再次确认孔深是否满足设计要求，最后将钢筋笼迅速下放。（5）孔口钢护筒上安放自制定位环，确保钢筋笼一次准确就位，降低钢筋笼碰撞孔壁的可能，从而有效控制沉渣。（6）导管就位迅速，灌桩工人操作熟练，与商品混凝土搅拌站取得良好的沟通，确保供应及时，减少等待时间。（7）灌桩采用直径300mm的导管进行灌注，初灌料斗为3m3，确保初灌混凝土能将导管埋入1-2m以上。（8）各工序间衔接连贯，事先工作充分准备，遵循“三快”原则，即“快成孔、快下笼、快灌桩”，从而有效地控制成桩质量，尤其是沉渣厚度。
结语
通过现场实施，采取加强孔壁防护、加大孔内水头、对于不同地层采用适应钻头进尺等措施后，旋挖钻在本工程的成孔效率大大增加，同时也保证了成孔质量，且旋挖钻在施工过程中仅用泥浆护壁，不用泥浆排渣，因此泥浆用量少，钻碴流动性小，可集中堆放，这均为本工程钻孔桩施工取得了较好的施工效益。
参考文献
[1]侯永富.混凝土桩基施工技术与质量管理[J].工程施工技术，2019.
[2]王英坡，王庆学，朱其富.复杂地质条件下桩基础施工难点分析[J].中国煤炭地质，2019，25(8).
[3]张晓炜，黄生根.钻孔灌注桩后压浆技术理论与应用[J].武汉:中国地质大学出版社，2019.