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1、中风化泥质粉砂岩微型桩施工技术【摘 要】在中风化泥质粉砂岩层地层桩基施工中，采用潜孔锤钻进成孔技 术进行桩基成孔，钻孔不易偏斜，钻进效率比机械冲击钻等提高数倍，可钻进较 深的钻孔，尤其在地下水缺乏地区更显优越。本文就直径 300mm 微型桩桩基施工 进行探索，提供一种中风化泥质粉砂岩微型桩施工技术，为今后同类型岩层微型 直径桩基施工及桩基检测提供借鉴。【关键词】；中风化泥质粉砂岩；潜孔锤；微型桩；桩基施工；桩基检测引言目前国内绝大多数抗拔桩施工采用锚杆钻机或螺旋钻成孔，但对于岩石地层 两种钻机成孔均较困难，成孔效率低甚至难以成孔。为此，借鉴了潜孔锤在矿区复杂地层中的应用，既解决了微型桩硬岩成孔
2、困 难，同时提高成孔效率，保证成孔质量。1 工程概况湖南三博脑科医院医疗综合体一期、配套用房工程基础为天然基础，地基基 础设计等级为甲级，桩基设计等级为甲级。主塔楼纯地库区采用 300mm 钻孔灌注 桩，单桩竖向抗拔承载力特征值为300KN,且采用静载试验时，单桩抗拔试验极 限值为抗拔承载力特征值的两倍，设计有效桩长为 6 米（桩基详图如下图 1）。 持力层为中风化泥质粉砂岩，该岩为泥质胶结，泥质中厚层状构造，岩芯较完整 呈短柱状及柱状，强度较高，工程力学性质好，但遇水易软化，久露易崩解。2 微型桩施工难点本工程桩基所在岩层均为中风化泥质粉砂岩（中风化泥质粉砂岩有关工程特 性指标如下表 1），
3、根据以往施工经验，一般在此类硬度较高岩层中，采用冲击 钻能解决其他类型钻机钻进困难的问题，但因冲击钻需要钻头具备较高的动能， 冲孔直径一般为600mm3000mm，无法满足本项目300mm直径桩孔施工需求。因 此，寻找一种钻进能高，钻进速度快的小型钻机是本项目微型抗拔桩施工难点。 同时，因桩径小且钢筋笼占据桩孔空间，无法进行导管法混凝土浇筑，如何确保 混凝土浇筑均匀密实也是桩基施工质量控制难点。其次，如何针对此类微型桩进 行静载试验也是微型桩桩基检测难点。3 方案优化本文通过借鉴潜孔锤在矿区复杂地层中的应用，探索出一种 300mm 微型桩在中风化泥质粉砂岩地质条件下的潜孔锤（潜孔锤构造详图 2
4、）施工及检测技术。图 2 潜孔锤构造4 施工工艺微型桩施工工艺流程如下图 3 所示。图 3 微型桩施工工艺流程4.1 钻前准备1) 场地平整：按现场的桩位及道路的分布对地表进行平整，避免钻机钻进 过程产生不均匀沉陷，造成孔位倾斜或偏移，这样也有利于灌注混凝土时机械设 备的停靠及混凝土的运输。2) 制作护筒：工程桩施工采用套筒工艺施工，购买 DN300PVC 管，壁厚 5mm 单段护筒长度为 1m。4.2 测量放线准确测量桩位，桩位用直径20mm钢筋，长度为3540cm钢筋打入地面30cm, 作为桩的中心点，然后在钢筋头周围画上白灰记号，即便于寻找，又可防止机械 移位时破坏桩位。4.3 埋设护筒
5、护筒的主要作用是保持孔口稳定和定位。埋设时顶面高出地面0.5m。埋设护 筒时，其周围用粘土分层夯实，采用挖坑埋设，开挖前用十字交叉法将桩中心引 至开挖区外，放四个护桩，埋设时将中心引回，使护筒中心与桩位中心重合，并 严格控制其垂直度，要求不大于0.1%。护筒长度lm,护筒埋设后，护筒四周采 用回填土方围筑，并采用直径20的钢筋焊接成井字型，横跨与护筒四周孔口， 将钢筋与护筒焊接牢固，避免护筒下坠。4.4 钻机就位潜孔锤钻机利用行走系统自行就位，钻机就位后钻机桅杆中心要与桩中心对 准，钻机调平，使钻桅垂直，钻机调平可以通过自动控制系统完成。4.5 钻机成孔根据地质情况，采用 300mm 直径钻头
6、继续钻进至成孔。钻机刚开始启动时钻 进速度要慢，防止扰动护筒。在孔口段钻进过程中特别注意通过控制盘来监控垂 直度和孔径，如有偏差及时进行纠正。在全部挖孔过程中做好钻进记录，以保证 成孔质量。钻孔达到设计深度后，应按下述要求进行检查：孔的中心位置偏差不大于5cm，孔径、孔深不小于设计要求，孔的倾斜度小于1%,孔底沉渣或虚土厚度小 于 5cm。4.6 终孔及清孔在钻进过程及时检查孔径和垂直度。钻至设计高程后对孔位、孔径、孔深、 垂直度进行检查，符合规范要求后进行清孔。4.7 下钢筋笼下放钢筋笼时，设置两根HRB400直径20mm的吊筋，一端与放料台固定，另 一端与钢筋笼顶端焊接固定，起到上吊下压作
7、用，此方法既可以准确控制桩顶标 高，且可以防止钢筋笼上浮。4.8 二次清孔二次清孔利用潜孔锤钻机反循环系统上返流速高，携带岩体能力强的特点， 将孔底成渣随气流携带出孔外。4.9 混凝土浇筑混凝土由商砼站拌合运输，桩身混凝土强度等级为C35，采用自密实混凝土 进行浇筑，避免混凝土因浇筑高度过高产生的浆液与粗骨料分离的现象，同时保 证混凝土浇筑密实。5 桩基检测现场静载试验检测，采用天然地基提供支座反力，由千斤顶、钢垫板和钢梁 组成，构成加载反力系统（详见示意图 5），试验用千斤顶、油泵、油管的容许 压力分别大于最大加载时压力的1.2倍。试桩的上拔量变形，通过对称布置于桩 头的量程为50mm的位移
8、传感器测量，所有位移传感器均用磁性表座固定于基准 梁上。加载从120KN开始，每级加载60KN，每级加载维持时间为120min，直至 加载至600KN后逐级卸载，每级卸载时间为30min。6 结语近年来，随着微型抗拔桩在桩基施工中的普遍使用，潜孔锤钻进成孔技术的 应用面越来越广泛。在本工程中，通过潜孔锤施工工艺圆满完成桩基的施工。潜 孔锤施工工艺仅适用于土质较硬场地进行施工，如弱风化、中风化岩层等，土质 较差如素填土、粉土等易造成塌孔等问题而影响施工进度。相信随着微型桩的广 泛应用。潜孔锤钻进成孔施工技术在未来的工程施工中将展现更好的应用前景。参考文献1 蒋荣庆、殷琨、辜华良.潜孔锤钻进在复杂地层中应用,地质与勘探， 1999：第 35卷第 6期.2 王茂森、殷琨、陈宝义、贾林. 复杂地层钻进中贯通式潜孔锤的应用及 反循环钻头的改进，煤田地质与勘探，2005：22 期.
