田万君 李泽垚 孙佳玮 张雅婧 易川东
中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏 南京 210019
摘要：长江漫滩地质区拥有独特的地质条件，南京市鼓楼区下伏着大面积的破碎灰岩。其裂隙溶洞发育、风化严重。灰岩上覆的第四系沉积物松散、水压高、土质差，又为超长桩的施工增加了难度。反循环钻孔灌注桩和旋挖钻孔灌注桩是桩基成孔的两项常用的成孔技术，在长江漫滩地质区域成孔效益存在差异。本文以江苏省南京市鼓楼区某工程的嵌岩桩施工为例，以施工工艺的选择、施工步骤、质量评价等方面，分析评价反循环与旋挖施工工艺效益的差异。从而为长江下游地区高层建筑基础建设提供借鉴。
关键词：长江漫滩地质；灰岩；桩基
引言
随着城市化进程的不断推进，城市发展后备空间日益紧张，尤其是长江沿线的大中型城市，例如南京、武汉、重庆等，越来越重视沿江地带的空间开发与利用。长江漫滩地质广泛分布于长江下游地区。该区域上覆广泛分布着深厚的第四系沉积，其孔隙多率大、松散、孔隙水压高。下伏的灰岩破碎较高，裂隙发育。超长桩施工难度大。
目前，张效文[1]针对岩溶发育地区采用的冲击成孔灌注桩的施工方法，从施工前准备、施工中控制以及桩基事故这三个方面，论述了在施工中有效避免或者降低岩溶地区常见的塌孔、漏浆、卡钻、偏孔等施工事故，并对岩溶地区冲击钻施工在成孔质量、成桩质量这两个方面介绍了详细的缺陷桩处理措施。石振明等[2]提出了在岩溶地区冲击钻机施工的具体要求和溶洞处理措施，并对岩溶地区桩基础施工机械的选择原则和方法做出了分析。刘科等[3]、王晓东[4]、王家全等都在具体工程中介绍了钻孔灌注桩在岩溶地层下的处理方法。
本文以总结长江漫滩地质条件反循环灌注桩与旋挖灌注桩的施工效益问题，为其他漫滩地质条件下桩基施工提供参考。
1 成孔工艺的对比
对长江漫滩这种上软下硬的组合地层来说，使用施工成本低的旋挖钻机，能穿越土层，但穿越岩层成孔工效低，或不可能穿越岩层成孔。如果用反循环钻机来成孔，尽管能穿越软土复合地层成孔，但因为上覆软弱土层承载力低，可能引起软弱土层中钻孔灌注桩缩径、塌孔等桩身质量事故或扩径引起的混凝土浪费。岩土工程中，类似长江漫滩的软弱土层、岩层组合的软土复合地层十分常见，因此，在不增加施工成本的前提下，尽可能发挥成孔机械设备的优点，顺利穿越软土复合地层成孔是一个值得研究的问题
2 工程概况
该项目为超高层建筑建设项目，业态为集办公楼、星级酒店、购物广场于一体的大型商业综合体。项目位于江苏省南京市沿江地带，北部距离长江约200m。场地地面吴淞高程为8.59～13.13米，局部最大高差4.54米。
据《南京城区地貌类型图》划分，场地地貌单元属长江漫滩，属Ⅲ类建筑场地。场地地势平坦开阔，场地内无滑坡、崩塌及地面塌陷等不良地质作用。场地避开了南京—湖熟断裂及草场门—杨坊山—长林村断裂。幕府山—焦山断裂横穿场地，该断裂在第四纪中更新世晚期曾有过强烈活动，在晚更新世以来已基本停止活动，晚更新世以来没有发现错断地表的迹象。因而场地属地震地质环境一般的稳定性场地。
场地岩土层可分7大工程地质层，14个亚层，自上而下依次为杂填土、素填土、含淤泥质粉质黏土、粉砂夹粉土、粉细砂、砾砂、深层粉细砂、残积土、强风化灰岩、强风化泥岩、中风化泥质粉砂岩、中风化白云质灰岩、破碎状中风化白云质灰岩、构造裂隙（溶洞）填充物等。
3 方案优选
为了保证旋挖钻机顺利穿越长江漫滩这种复杂的地层，综合施工难度与成本控制，施工中采取以下措施:
1) 先用旋挖钻机对钻孔灌注桩钻掘到中风化灰岩时，对钻孔进行加固。
再进行反循环作业。
2) 反循环钻机作业时，在保持孔内泥浆面高于地下水位 1 m 以上的基础上，控制泥浆性能指标参数及检测泥浆性 能指标参数，确保孔壁稳定，保证顺利成孔。采取上述措施 后，没有发生桩身质量事故，混凝土充盈系数也符合要求， 为后续施工奠定了基础。
4旋挖施工问题及处理
4.1偏孔事故
施工中一旦出现偏孔现象，利用翼片较多的扫孔钻头慢转，从偏斜处上方往下反复多次扫孔，或者直接使用筒状钻头加以修正，向孔内回填黏土，捣实后重新缓慢钻进。
4.2孔壁塌陷
在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安装时对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。
4.3桩底沉渣量过多
成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40cm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
5 反循环施工问题及处理
结合在同类型工程中的施工经验以及南京地区常规施工工艺，综合考虑选用RQ-300型反循环钻机成孔的水下灌注桩施工工艺。
5.1孔斜预防措施
钻具要保持垂直度、刚度、同心度，钻头须具有保径装置，钻机就位必须准确平稳，确保机座处在稳固的地坪上。开钻前，为防止钻孔倾斜，首先钻机在轨上移行就位后，调整钻机转盘的水平，保持钻塔天车转盘中心、桩孔中心在同一铅垂线上。
5.2防止坍孔措施
施工时应合理安排施工顺序，做到跳孔施工，防止相邻孔施工过程中的泥浆串孔。相邻桩施工须距4倍桩径以上或间隔36h以上。在不同的地层采用合理的转速和转压，减少由此对孔壁稳定性产生的影响。为防止水头压力不足而导致孔壁失稳坍塌，施工过程中应注意确保护筒内水头不低于地表。
5.3缩径和糊钻的预防措施
改进钻头结构：调整刀具的角度、高度，提高钻头的切削能力，提高排渣能力，从而提高钻进效率。在保证孔壁稳定的前提下，在易糊钻的地层钻进时，调整泥浆性能、钻进参数等措施以减少糊钻。改进钻进操作方法，可以采取每钻完一根钻杆，上下串拉和重新扫孔防止。在易缩径的地层中钻进时，可适当抬高水头高度以及增大泥浆的粘度和比重的方法来增加泥浆对孔壁的压力，减少缩径。保证钻头的有效直径满足设计直径。
5.4掉钻
施工过程中应定期检查钻头焊缝及钻杆接头，防止出现钻头、钻尖掉落孔内的现象发生。一旦万一发生掉钻，必须立即进行处理。首先是提出钻杆，将顶端系有磁铁或挂钩的钢缆放入孔内进行打捞，捞出掉钻部件后方可继续成孔。
结语
1．针对软土复合地层中灌注桩高效经济成孔施工的要求，先用高压旋喷钻机加固钻孔灌注桩桩周软弱土层，然后 用旋挖钻机在钻孔灌注桩桩位处穿越软弱土层后进入岩层 成孔。
2．借助于旋挖钻机自动化集成度高的装备技术，旋喷 钻机与旋挖钻机组合在软土复合地层中灌注桩成孔施工工 艺可提高钻孔灌注桩施工效率高，综合成本低
参考文献
[1] 张效文. 岩溶发育地区冲击成孔灌注桩施工特点及常见故障处理[J]. 西部探矿工程, 2014, 26(2):31-33.
[2]石振明, 沈丹, 彭铭,等. 岩溶地区桩基施工溶洞处理技术--以吉安永和大桥桩基施工为例[J]. 工程地质学报, 2015, 23(6):1160-1167.
[3] 刘科. 岩溶地层钻孔灌注桩施工质量控制[J]. 江西建材, 2015(3):80-82.
[4] 王晓东. 岩溶地区钻孔灌注桩施工技术[J]. 企业技术开发月刊, 2015(4):7-8.