中交第一公路工程局有限公司北京100024
摘要：结合工程实例，详细介绍了旋挖钻机在风化岩层段施工过程中施工方法，以及在施工过程中遇到的问题及解决方法，有效的提高了施工效率及工程质量，并且使这一工艺在市政工程项目施工中得到有效推广。
关键词：桩基旋挖钻机风化岩层施工工艺防治处理
1、工程概况
乌鲁木齐东二环项目第二合同段，路线起点（K20+800）位于乌鲁木齐东山垃圾场南，终点(K43+079.29)位于连霍高速，主线全长22.279km，伴行辅道线长11.55km，绕行辅道线长9.7km。项目主要构造物为高架桥6座（金沙滩街、跃进街、花儿沟路、延安路、仓房沟、燕北高架桥），互通立交2处（跃进街互通和乌奎互通）。共有钻孔灌注桩2515根，桩径分别为1.2m、1.5m、1.8m。
线路走廊带内出露的地层以新生界为主，中生界次之，出露的地层有二叠系(P)、三叠系(T)、侏罗系(J)、第三系(R)以及第四系(Q)。线路所在区域在大地构造上，其南部山区为北天山褶皱带，中部平原为山前凹陷带，北部沙漠区为准噶尔地块，其间以深大断裂为界。线路经过区段内，地基土主要为卵石、角砾、圆砾。项目工程地层情况从上而下依次为：①杂填土；②强风化泥岩层；③中风化泥岩层；④中风化砂岩层等。
2、工程特点
本工程施工的主要特点：全线共有高架桥6座，互通桥立交桥2座，桩基数量较多，工程量大。地处风化岩层中，项目选用旋挖钻施工成孔。
3、施工工艺流程及工艺要点
桩基施工采用旋挖钻机钻进成孔，导管灌注法施工。
测量放线→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备（水桩）→钻进成孔→钢筋笼制作与安装→导管安装→砼搅拌、运输、灌注→成桩移位。
3.1测量放线
根据设计提供的基准点和高程点，利用全站仪（GPS）测放所有桩位，并用水准仪测定所有标高，自检无误后，交监理工程师验收，验收合格后，方可正式施工。
3.2埋设护筒
护筒采用直径大于桩径200mm，长3.0m的钢制护筒，埋设护筒时采用十字定位法埋设，即在距桩中心1.0--1.2m处，呈垂直方向埋设四个控制桩，控制桩埋深不少于0.5m。用回交的方法确定桩中心（并在护筒上标出护桩标记），埋设护筒顶口高出地面20cm左右，护筒周围用粘土捣实，确保护筒埋设牢固。
3.3钻机就位
就位时，钻头尖对准桩位，对位误差≤2.0cm调整钻机平整稳固。保证主动钻杆垂直地面，即主杆垂直度偏差<1%L。
3.4钻孔
用旋挖钻钻进，当钻至不同地层时，选用不同的钻压和转速，保证成孔质量。采用人工造浆作泥浆护壁，用粘土或膨润土在井内制浆，在附近设置泥浆沉淀池。
钻机就位后进行调平，保证底座和顶端平稳，保持在钻进过程中不产生位移和沉陷，钻机作业班分班连续作业，做好连续钻进记录，记录与图纸提供的地质资料相对照记录，遇到较硬或松散地质层时放慢钻进速度，在粘土层中可加快进度。在钻孔过程中注意钻孔垂直度及钻孔的倾斜率，确保钻孔的质量达到设计和规范要求。
钻孔过程中，每台钻机均配备2名钻机机长，配备2名副手，确保桩基的钻孔施工能连续进行。
3.5检孔和清孔
钻孔达到设计深度要求，进行地质情况的检测，确保桩基嵌入岩层的深度满足设计要求，如若不满足要求，在取得设计代表及监理工程师的许可后，继续进行钻孔，直至满足要求为止。经项目技术和质检人员对桩基的孔深、孔径和倾斜度等自检合格后，通知监理工程师进行验孔。
若是水桩，验孔合格后，立即用换浆法进行清孔，清孔时注意保持孔内水头，防止坍孔。清孔后的泥浆指标满足下列要求：泥浆比重1.03～1.1，粘度17～20Pa.s，含沙率＜2%，胶体率不小于98%。清孔取样时分别自顶、中、底分别取样，以平均值为准。桩底要严格清孔，清孔后要保证孔底的沉淀层厚度不大于设计或规范要求，摩擦桩桩底沉淀层厚度不大于30㎝，嵌岩桩桩径小于150㎝时，桩底沉渣厚度不大于5㎝，桩径大于等于150㎝时，桩底沉渣厚度不大于10㎝。
钢筋笼制作与安装
（1）钢筋笼所用钢筋规格、材质、尺寸按设计要求进行采购；钢筋进场后由试验室按规定进行取样试验，合格后方可用于本工程，严禁不合格产品进场。
（2）钢筋笼按设计要求，加强筋点焊在主筋上，保证钢筋笼骨架刚度，必要时可用十字撑作钢筋笼临时支撑，防止变形。螺旋箍筋调直后均匀绑扎在主筋上，箍筋与主筋之间间隔点焊，保证箍筋不松动，保护层按规范要求设置。主筋接头在同一截面不能超过50%。
（3）钢筋笼送至孔口后，可用吊车或利用吊车本身安装，孔口焊接采用搭接焊（机械连接采用套筒连接）,焊接的长度、宽度及厚度均应按规范要求进行，上下节钢筋笼的主筋应在一垂直线上，同样搭接焊的主筋接头在同一截面不能超过50%，间距要求错开1m。
（4）钢筋笼安装下放时，应在人工扶持下缓缓落入孔内（有十字撑的要拆除），在骨架入孔时，应清除钢筋笼上的泥土和杂物，修复变形或移位的箍筋。
（5）钢筋笼达到设计标高后，应用吊筋将钢筋笼固定在护筒或枕木上，吊筋长度应根据固定点的高程来计算，保证钢筋笼笼底标高以及锚固长度。在下放钢筋笼之后，利用预埋的护桩点对钢筋笼进行定位，钢筋笼定位必须准确，要求用定位钢筋来固定钢筋笼位置，确保灌注混凝土过程中钢筋笼不变位。
3.6导管安装
在安装导管之前，一定要对灌注混凝土所需的导管提前进行各种检测试验。导管的检测包括：导管的水密试验，接头抗拉试验。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力。导管检测试验必须提前做，一是在成孔后可及时进行混凝土的灌注，同时可防止灌注混凝土的过程中出现质量问题。
3.7砼搅拌、运输
砼采用自动计量拌合站集中拌和，砼罐车运送至灌注地点时，由试验人员对砼的均匀性、坍落度进行检测，混凝土应具有良好的和易性，灌注时应能保持足够的流动性，其坍落度当桩径＜1.5m时，宜为180～220mm；桩径≥1.5m时，宜为160～200mm,且应充分考虑气温、运距及施工时间的影响导致的坍落度损失，检测符合要求后进行砼灌注。
3.8灌注混凝土
按照水下灌注施工工艺进行混凝土灌注施工，采用提升导管法。依靠混凝土自落冲击密实，无需人工对混凝土进行振捣，但导管埋设深度相比水下灌注混凝土的标准2m~6m可以适当加深，由于无泥浆护壁或清水护壁，混凝土翻出导管时受压力较小，增加导管埋设深度，使导管底口翻出混凝土与水下灌注时混凝土有相同压力，保证混凝土自密效果不低于水下灌注。
3.9水桩施工过程中泥浆的排放
本项目桩基施工产生的泥浆排放，准备采用“隔跨挖池，集中储存”，就是在施工红线内，每两排桩基中开挖一个泥浆池，使泥浆分批排入一个泥浆池。泥浆池的大小及深度根据桩基的总排放量设计的，即不超挖，又防止泥浆漫溢。这是泥浆散排和集中排放相结合的一种方法，既解决了哪个排放占土地的问题，也有效预防了散排污染田地和河渠的问题。
3.10拆除护筒及钻机移位
在桩基混凝土灌注临近结束时，一定要控制好灌注混凝土顶面距离护筒顶面的尺寸，以确保桩头混凝土的质量。灌注混凝土结束后，在桩基混凝土未初凝前将护筒拔出。拆除护筒可采用钻机拔出，也可采用吊车将护筒拔出。拆除护筒有两点要求：应将护筒垂直拔出，不可采用单根钢丝绳将护筒倾斜着拔出；护筒要缓缓拔出，不可速度太快。桩基灌注混凝土结束后，及时将钻机移到下一根桩基的桩位处，为桩基施工节省时间，尽可能加快施工进度。