王清耀、韩应祥、侯思钦
（中国建筑第八工程局有限公司西北分公司，青海 西宁810000）
[摘 要]：长螺旋钻孔压灌桩作为灌注桩施工技术中的成熟技术，成桩效果较佳。但面对复杂地质环境，长螺旋钻孔压灌桩施工在地下水位控制、施工关键技术参数、施工关键工艺管控等方面依然有较为深入的研究。本文通过西宁北川万达广场复杂地质环境下长螺旋钻孔压灌桩施工，总结复杂地质环境下长螺旋钻孔压灌桩施工技术，为同类工程建造提供参考。
[关键词]:长螺旋钻孔压灌桩，工艺管控，技术参数
一、项目概况
西宁北川万达广场项目所在地属湟水流域河谷平原区，位于北川河右岸（西岸）Ⅱ级阶地阶面，地势总体上西高东低，海拔高程2274.39m～2280.90m，高差6.51m。Ⅱ级阶地阶面东西宽约176m，前缘高出Ⅰ级阶地约3m，地质情况复杂。原场地的各土层高差相差较大，各岩层层面起伏不平，且埋藏深浅不一。地质资料显示，卵石层厚度从 4.3m ～ 10.6m 不等，强风化泥岩层厚度从 4.1m ～ 7.3m不等。场地内地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水，主要赋存于场地内的冲洪积卵石层中，其下卧泥岩为相对隔水层。
以本工程公寓35号楼地质情况为例， 1区（公寓35号楼北侧）、2区（公寓35号楼中间）、3区（公寓35号楼南侧），中风化泥岩顶标高北侧与南侧落差在1.5m。
二、施工难点
2.1 施工作业面处于地下常水位以上
地下水水位埋深较浅，地下水流向与场地地形起伏基本一致，桩基施工作业面位于地下常水位以上。流向为北西至南东。场地内地下水位埋深为2.60～14.0m，水位标高2263.20～2266.58m，水位年变幅约1.5m左右，大部分岩土层处于地下水位以下，在水头差的作用下易产生桩孔崩塌破坏，所以防止钻孔偏斜及桩孔塌陷是本工程施工难点。
2.2 桩端持力层深度分布不均
本工程的桩端持力层设计为中风化泥岩，设计图纸要求为入中风化泥岩不小于4m，且有效桩长不小于15m，单桩竖向承载力特征值为9000KN，单桩竖向极限承载力特征值为18000KN。但本工程各岩层层面起伏不平，且埋藏深浅不一。以公寓35号楼地勘资料显示，中风化泥岩顶标高北侧与南侧落差在1.5m。在满足设计要求的情况下，桩基施工管控较为困难。
2.3 场地狭小且作业面位于强风化泥岩与卵石层交接处，不利于桩基施工
本工程桩基桩基施工范围为公寓34号楼、公寓35号楼、公寓36号楼，共计391根工程桩（其中公寓34号楼148根、公寓35号楼162根、公寓36号楼81根）。而每栋公寓桩基作业面比周边地库低1～4m，桩基作业面处于坑洼地段，造成施工场地狭小。而作业面位于强风化泥岩与卵石层交接处，且地下水位较高，在长期地下水浸泡情况下，场地泥泞，施工场地条件不利于桩基施工。
三、关键施工技术
3.1 地下水位控制
针对施工作业面处于地下常水位以上，大部分岩土层处于地下水位以下，在水头差的作用下易产生桩孔崩塌破坏的难点，项目在施工前期，综合考虑管井降水和明排降水相结合的方式。其中，在基坑周边设置管井降水点，在土方开挖阶段配合管井降水使用明排降水。同时，对桩基作业面采取换填处理使施工作业面满足施工要求。
3.2 施工关键技术参数
针对桩端持力层深度分布不均的施工难点，施工前期，通过施工试验桩施工和低应变检测、超声波检测及单桩承载力试验，总结试验桩经验，总结以下施工关键技术参数：
1、根据试验桩及复杂的地质情况，在满足单桩竖向极限承载力的要求下，经设计单位、咨询单位及设计方案评审专家提出了有效桩长控制的“双条件”控制法：
（1）在有效桩长满足15m时，要求入中风化泥岩不小于2m。
（2）在有效桩长不足15m时，且不小于10m时，要求进入持力层不小于4m。
2、首先根据地质剖面来初判设计桩长和土层分布，然后根据钻机钻进速度不大于每分钟进尺2公分和电流不小于150A来判定入持力层深度。
3、严格控制终孔时的进尺速度，确保桩端进入持力层深度并且后插钢筋笼时应确保钢筋笼进入桩底。
4、严格控制混凝土的塌落度200±20mm和初凝时间不小于6小时。
5、确保工程桩混凝土浇筑的连续性，避免桩成孔、灌注、振捣钢筋笼的过程中出现中断现象，避免泥岩软化，保证成桩质量。
6、长螺旋设备动力头功率不应小于220kw，采用子弹头式钻头，采取引孔和终孔的两次成孔方式，终孔后应立即压灌混凝土。
7、引孔和终孔时间间隔不宜超过4小时，避免桩孔侧壁泥岩软化，影响成桩质量。
8、桩端进入中风化岩≥1倍桩径，终孔时，最后20分钟进尺不宜超过0.5m。
9、压灌混凝土应连续进行，避免混凝土间隔时间过长。压灌混凝土时，提钻速度不宜超过1m/min。
10、采用大功率振动棒后插钢筋笼，钢筋笼需确保插到桩底，钢筋笼插到底后需持续振动2～3分钟，振动棒拔起时保持振动，拔起速度不宜超过3m/min。
11、工程桩桩身完整性检测采用100%低应变和30%超声波两种方法。
12、工程桩静载检测方法采用堆载方法。
3.3 施工关键工艺管控
针对场地狭小且作业面位于强风化泥岩与卵石层交接处，不利于桩基施工的施工难题，施工作业采取全程盯控，严格按照施工方案要求做好一桩一表记录及8个关键节点影像资料收集，依次对“对点、开钻、成孔、终孔、灌注、插钢筋笼、成桩、持力层岩样”8个施工关键工艺全程管控，以确保关键技术参数在工程中得到保证。
同时，建立一桩一表，分为设计信息、施工信息、检测信息三部分，以确保长螺旋钻孔压灌桩施工全过程基础信息可追溯。其中，施工信息包括成孔工艺、成桩设备、场地施工作业面绝对标高（m）、首次成钻开始时间、首次成孔结束时间、二次终孔开始时间、终孔完成时间、成孔长度（m）、入持力层深度（m）、入持力层及终孔时土岩样核实、入持力层时间、持力层绝对标高（m）、沉渣厚度（mm）、有效钢筋笼含甩筋长度（m）、下钢筋笼开始时间、下钢筋笼完成时间、混凝土浇筑前沉渣厚度（mm）、桩混凝土浇筑标号、混凝土塌落度（mm）、混凝土浇筑开始时间、混凝土浇筑完成时间、混凝土浇筑面绝对标高、理论混凝土方量（m3）、实际混凝土方量（m3）、混凝土充盈率以及电流统计等相关施工参数。以核实是否满足关键技术参数的要求。根据后期桩基检测信息，核实桩身质量及桩基承载力。
4 总结
在复杂地质环境下长螺旋钻孔压灌桩施工，首先应分析地质环境特点，寻找影响施工的主要因素，逐条针对性地予以解决。本工程主要在施工前期及施工中采用管井降水和明排降水相结合的方式降低地下水位；通过前期试验桩阶段总结施工关键技术参数；通过施工关键工艺管控来确保施工全过程可控。
参考文献
（1）建筑地基基础工程施工质量验收规范.北京.中国计划出版社，2018
（2）长螺旋钻孔压灌桩技术标准. 北京.中国建筑工业出版社，2018
作者简介：王清耀，男，本科学历，项目总工，中国建筑第八工程局有限公司西北分公司，主要研究方向：建筑施工、工程技术。