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摘要：淤泥较厚的施工场地，施工灌注桩时如何合理选择成孔机械？本文通过一个实际案例，分析了三种目前常用的灌注桩成孔机械的利与弊。
关键词：灌注桩、旋挖桩、长螺旋桩、冲孔桩
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
剑桥郡花园位于广东省中山市西区博爱路北侧，基坑开挖深度为13.95～14.65m。基坑安全等级为一级，基坑设计合理使用年限为1年。根据钻孔揭露，场地内地层由上到下依次为第四系人工素填土层、耕植层，第四系冲洪积淤泥层、淤泥质中砂层，第四系冲洪积粘土层、中粗砂层、含粘性土砾砂层及砾砂层，第四系冲洪积淤泥质粘土层、淤泥质中砂层，第四系冲洪积含粘性土砾砂层、砾砂层、粉质粘土层、中粗砂层，残积成因的砾质粘性土层，下伏基岩为燕山期花岗岩。基坑支护结构采用灌注桩加三道预应力锚索结构，灌注桩直径1.2m间距1.3～1.4m。支护桩外侧采用搅拌桩形成止水帷幕。
施工钻孔灌注桩是采用适当的钻孔方法,在地层中按要求形成一定形状的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土),成为桩基础的一种工艺。钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。
目前，钻孔灌注桩常用成孔机械有如下几种:潜水钻机、反循环钻机、冲击钻机、长螺旋钻机和旋挖钻机。由于场地淤泥比较厚，该工程在施工支护桩时尝试了三种机械，分别是旋挖机、长螺旋钻机和冲击钻孔机。
旋挖钻机对地层有广泛的适应性，在黏土、粉土、砂层等土层，强度小于60MPa的岩层钻进速度快，静浆护壁，无泥浆循环，因此具有良好的环保性。其缺点是设备复杂，价格较髙，油耗较大，施工时需配备装载机，在硬质岩层施工速度较慢等。
因具有环保性能优越、成孔质量理想、施工效率高等特点，而深受工程设计和施工单位的欢迎，特别是在复杂地基工程中，其实际应用效果受到了普遍的好评。旋挖桩适用于各种复杂的地质条件，如：软土、流泥、流砂、卵砾石等。旋挖桩有以下优点：1成孔速度快；2适应性广泛；3环保性能突出；4桩孔对位方便、准确。
但旋挖桩也有局限性：受施工土层的制约较大；機械维修费用高、时间长；桩机移动时对场地要求较高。
本工程在施工初期，选用旋挖桩机施工，因为旋挖桩机成孔速度快，通常为施工单位的首选机械。正是由于旋挖桩成孔速度快，而本工程施工现场淤泥层较厚，地下水位较高，施工过程中成孔困难，即使适当加大了泥浆比例，成孔质量仍未理想。
长螺旋钻孔压灌混凝土桩是近年来开始应用于工程的一种新桩型。它通过高压泵送混凝土，对桩周土挤密渗透作用而形成的变截面桩，与普通混凝土灌注桩相比，可有效的降低工程造价，缩短工期，具有优良的技术经济指标。由于它具有独特的优越性，近几年来，迅速的推广应用，该桩型具有极其广泛的发展前途。
长螺旋钻机是无需泥浆的干式成孔设备,适用于地下水位以上的填土、黏土、粉土、砂土、风化软岩和粒径不大的卵砾层。噪声和振动较小。但是对于地下水位以下的地层和较硬岩层作用有限，另外，可施工的桩径和深度的范围较小。
本工程在旋挖桩难以实施的情况下，引进了长螺旋钻机，但由于该种钻机不宜用于地下水位较高的地质条件，最终以失败告终。
冲击钻孔法俗称冲孔桩，广泛应用于沿海地区基础工程中，具有施工机械简单、操作方便、成本低、施工噪音小、振动小，无挤压等优点，特别适合于由碎石土、砂土、粘性土及淤泥等多种图层混合组成的复杂性地基中使用。但冲孔灌注桩也有其弱点，如水下浇筑混凝土的技术复杂，施工难度大，且成桩过程的隐蔽性，成桩后不能进行开挖验收，导致施工过程中容易产生各种质量缺陷。冲孔过程的通病如缩孔、塌孔、梅花孔、冲孔倾斜、掉钻落物、卡钻、钻孔漏浆、流砂、糊钻和埋钻等问题。冲孔桩的施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，必须防治在冲孔过程中和灌注混凝土过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。
冲击钻孔的施工工艺可以分为钢丝绳冲击成孔和反循环冲击成孔，但施工效率低（反循环冲击成孔可提髙排渣速度，加速钻进速度），废浆排放量大，钻头磨损较快。采用冲击钻机成孔时，用泥浆护壁，泥浆循环出渣。
在冲孔过程中要根据土层情况合理调节泥浆的比重：在粘性土中成孔时应注入清水，以原土造浆护壁。在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，采用制备泥浆或在孔中投入膨润土造浆；成孔至淤泥层时，由于淤泥本身也有一定的造浆能力，泥浆比重应适当调小；在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，加大泥浆比重。依据土层情况，控制施工速度。通过在设置导向环，保证冲孔的垂直度。成孔施工要以地质资料为指导，对于施工中出现的各种问题，要判断正确，处理及时。桩端进入设计预定岩（土）层后方可终孔验收，进入下道工序。
本工程采用冲击钻孔施工时，采用正循环冲击法，因为该桩为支护桩，桩端持力层为中粗砂层，对孔底残渣剩余要求不高。施工时注意控制成孔速度，在不同的土层适当调整泥浆比重。具体施工过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
结语
在淤泥或淤泥质土较厚、地下水充沛的场地，施工灌注桩如何成孔，保证不塌孔、选择成孔机械是关键，可首选冲击钻孔法，泥浆比例也是成孔关键。
虽然灌注桩在施工中被普遍采用，但施工灌注桩有多种施工工艺可供选择，如何选择最经济有效的施工工艺是一门学问。正如本支护桩工程，如果在施工开始前对目前常用的钻机先进行分析研究，选择正确的钻机机型，少走弯路，将会节约工期和节省成本。
参考文献：
1.建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008
2.冲孔灌注桩常见质量缺陷及其防治措施探讨，张文义，广东水利水电
3.长螺旋钻孔压灌混凝土桩承载特性研究及工程应用，周立祥，中南大学硕士学位论文
关键词：灌注桩、旋挖桩、长螺旋桩、冲孔桩
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
剑桥郡花园位于广东省中山市西区博爱路北侧，基坑开挖深度为13.95～14.65m。基坑安全等级为一级，基坑设计合理使用年限为1年。根据钻孔揭露，场地内地层由上到下依次为第四系人工素填土层、耕植层，第四系冲洪积淤泥层、淤泥质中砂层，第四系冲洪积粘土层、中粗砂层、含粘性土砾砂层及砾砂层，第四系冲洪积淤泥质粘土层、淤泥质中砂层，第四系冲洪积含粘性土砾砂层、砾砂层、粉质粘土层、中粗砂层，残积成因的砾质粘性土层，下伏基岩为燕山期花岗岩。基坑支护结构采用灌注桩加三道预应力锚索结构，灌注桩直径1.2m间距1.3～1.4m。支护桩外侧采用搅拌桩形成止水帷幕。
施工钻孔灌注桩是采用适当的钻孔方法,在地层中按要求形成一定形状的井孔,达到设计标高后,将钢筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土),成为桩基础的一种工艺。钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。
目前，钻孔灌注桩常用成孔机械有如下几种:潜水钻机、反循环钻机、冲击钻机、长螺旋钻机和旋挖钻机。由于场地淤泥比较厚，该工程在施工支护桩时尝试了三种机械，分别是旋挖机、长螺旋钻机和冲击钻孔机。
旋挖钻机对地层有广泛的适应性，在黏土、粉土、砂层等土层，强度小于60MPa的岩层钻进速度快，静浆护壁，无泥浆循环，因此具有良好的环保性。其缺点是设备复杂，价格较髙，油耗较大，施工时需配备装载机，在硬质岩层施工速度较慢等。
因具有环保性能优越、成孔质量理想、施工效率高等特点，而深受工程设计和施工单位的欢迎，特别是在复杂地基工程中，其实际应用效果受到了普遍的好评。旋挖桩适用于各种复杂的地质条件，如：软土、流泥、流砂、卵砾石等。旋挖桩有以下优点：1成孔速度快；2适应性广泛；3环保性能突出；4桩孔对位方便、准确。
但旋挖桩也有局限性：受施工土层的制约较大；機械维修费用高、时间长；桩机移动时对场地要求较高。
本工程在施工初期，选用旋挖桩机施工，因为旋挖桩机成孔速度快，通常为施工单位的首选机械。正是由于旋挖桩成孔速度快，而本工程施工现场淤泥层较厚，地下水位较高，施工过程中成孔困难，即使适当加大了泥浆比例，成孔质量仍未理想。
长螺旋钻孔压灌混凝土桩是近年来开始应用于工程的一种新桩型。它通过高压泵送混凝土，对桩周土挤密渗透作用而形成的变截面桩，与普通混凝土灌注桩相比，可有效的降低工程造价，缩短工期，具有优良的技术经济指标。由于它具有独特的优越性，近几年来，迅速的推广应用，该桩型具有极其广泛的发展前途。
长螺旋钻机是无需泥浆的干式成孔设备,适用于地下水位以上的填土、黏土、粉土、砂土、风化软岩和粒径不大的卵砾层。噪声和振动较小。但是对于地下水位以下的地层和较硬岩层作用有限，另外，可施工的桩径和深度的范围较小。
本工程在旋挖桩难以实施的情况下，引进了长螺旋钻机，但由于该种钻机不宜用于地下水位较高的地质条件，最终以失败告终。
冲击钻孔法俗称冲孔桩，广泛应用于沿海地区基础工程中，具有施工机械简单、操作方便、成本低、施工噪音小、振动小，无挤压等优点，特别适合于由碎石土、砂土、粘性土及淤泥等多种图层混合组成的复杂性地基中使用。但冲孔灌注桩也有其弱点，如水下浇筑混凝土的技术复杂，施工难度大，且成桩过程的隐蔽性，成桩后不能进行开挖验收，导致施工过程中容易产生各种质量缺陷。冲孔过程的通病如缩孔、塌孔、梅花孔、冲孔倾斜、掉钻落物、卡钻、钻孔漏浆、流砂、糊钻和埋钻等问题。冲孔桩的施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，必须防治在冲孔过程中和灌注混凝土过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。
冲击钻孔的施工工艺可以分为钢丝绳冲击成孔和反循环冲击成孔，但施工效率低（反循环冲击成孔可提髙排渣速度，加速钻进速度），废浆排放量大，钻头磨损较快。采用冲击钻机成孔时，用泥浆护壁，泥浆循环出渣。
在冲孔过程中要根据土层情况合理调节泥浆的比重：在粘性土中成孔时应注入清水，以原土造浆护壁。在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，采用制备泥浆或在孔中投入膨润土造浆；成孔至淤泥层时，由于淤泥本身也有一定的造浆能力，泥浆比重应适当调小；在砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，加大泥浆比重。依据土层情况，控制施工速度。通过在设置导向环，保证冲孔的垂直度。成孔施工要以地质资料为指导，对于施工中出现的各种问题，要判断正确，处理及时。桩端进入设计预定岩（土）层后方可终孔验收，进入下道工序。
本工程采用冲击钻孔施工时，采用正循环冲击法，因为该桩为支护桩，桩端持力层为中粗砂层，对孔底残渣剩余要求不高。施工时注意控制成孔速度，在不同的土层适当调整泥浆比重。具体施工过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
结语
在淤泥或淤泥质土较厚、地下水充沛的场地，施工灌注桩如何成孔，保证不塌孔、选择成孔机械是关键，可首选冲击钻孔法，泥浆比例也是成孔关键。
虽然灌注桩在施工中被普遍采用，但施工灌注桩有多种施工工艺可供选择，如何选择最经济有效的施工工艺是一门学问。正如本支护桩工程，如果在施工开始前对目前常用的钻机先进行分析研究，选择正确的钻机机型，少走弯路，将会节约工期和节省成本。
参考文献：
1.建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008
2.冲孔灌注桩常见质量缺陷及其防治措施探讨，张文义，广东水利水电
3.长螺旋钻孔压灌混凝土桩承载特性研究及工程应用，周立祥，中南大学硕士学位论文