软土地区大孔径钻孔桩技术

李吉梅

摘要：工程建设与国家发展、人们的生活关系密切。当前建筑、交通事业快速发展，使得工程建设备受关注。在施工过程中，经常性地会遇到软土地基的问题，需要采取有效措施，提高路基或地基的稳定性和长期性，其中，大孔径钻孔桩技术就显得相当适用，不仅能改善软土土质，也能确保施工质量。本文将从软土地区的基本特性出发，分别介绍了施工中软土地区大孔径钻孔桩技术的问题和措施。

关键词：施工 软土地区 特性分析 大孔径钻孔桩技术

1、软土地基的特性分析

在施工过程中，不可避免地会遇到各种类别的土质，这就会对上部结构的稳定性与安全性产生直接影响，一旦遇到软土地基的问题，将会严重影响施工，這就需要对土体进行有效加固与改善。所谓的软土其实指的是具有较高含水量、抗剪能力弱、孔隙大、压缩性强的细粒土。正是由于软土含水量高、压缩性强、固结时间长、透水性差以及土层层次分布复杂程度高，就需要采取一定的加固处理措施。

1.1孔隙比大

软土大多存于沿海以及湖泊等地，是由大量的河流沉积物与冲积物堆积而成，在软体形成过程中，因为外部作用力不足，就会造成孔隙较大。在加上软土多位于滨水地区，土体含水量很大，存在较高的淤泥灵敏度，使得后期钻孔桩施工出现降水量工作量大的问题。

1.2可压缩性良好

因软土是固结土或者微超固结土，大量存在工程施工中，所以软土又属于高压缩性土，压缩系数约为0.1-0.2，多为0.7-1.5MPa-l，最高可达4.5MPa，该数值会随土的液限与天然含水量而逐渐升高。倘若需将铁路建于软土地基上，则会发生较大沉降，还会发生较大变形，这种变形不够均匀，使上部结构出现开裂与损坏现象。

1.3渗透性差

尽管软土有着丰富的含水量，但是渗透性却很弱，渗透系数约在i×10-4至i×10-8 cm/s之间，而在软土地区，因土层中含有一定数量的薄层或极薄层粉、粉土和细砂等，所以，软土在水平方向的渗透性要远远超出垂直方向。正是因为软土较强的渗透性和含水率，导致土地的凝结速度大大降低，加上后期有效应力增长缓慢，导致土体受到荷载作用后就会出现很大的孔隙水压力，会直接影响到地基强度大小。

2、软土地区大孔径钻孔桩施工存在的问题

2.1成桩挤土效应

在大孔径钻孔桩施工过程中，因桩对土体造成严重挤压，出现土体浅层凸起或者深层土体发生横向挤出现象，通常，挤土效应的出现会影响周围路面和建筑物，导致开挖基坑发生坍塌现象或使得已完成打桩操作的桩体出现倾斜或上浮的问题。倘若压桩施工方法与顺序不合理，成桩数量过多或者压桩速度太快，就容易发生挤土效应。如果桩体周围都是非饱和土体，在打桩时的挤压作用下，就会出现土体体积收缩的问题，使得挤压产生的应力因此减少。当然，如果土体属于饱和土质，收缩性就会较小，易出现位移，导致挤土效应的出现。这也就意味着，在沉桩过程中，应对土体的挤压作用加以充分考虑。

2.2软土剪切蠕变

考虑到软土地基自身抗剪能力弱，在地基开挖过程中，应当采取分层开挖的作业方式，各层开挖高度差也应低于Im，但是在实际施工中，很多操作人员为了追赶工期，并未严格按照开挖准则开挖软土地基，所进行的是一种无序或大面积开挖，致使桩基发生倾斜、侧移以及折断现象。在开挖软土地基前，需要做好排水工作，控制土地的流动性，使地基抗剪强度得到提升。

2.3成桩工艺选择不合理

在选择成桩工艺，需要结合软土地基实际，分析软土地基的含水量、流土及渗流等特点，据以选择合理的成桩方式。倘若选择不合理，桩锚支护，没有设置水帷幕或者降水处理不到位，这样一来，就会因水位不稳定导致降水井和挖孔桩存在水力联系，这样渗流就会带走泥沙，进而出现严重的离析现象。如果在进行施工前，并未深入分析软土，就会因临时支护选择不到位，而无法土体形成有效约束，致使土体出现非均衡流失现象，进而引起桩体的倾斜。

3、软土地区大孔径钻孔桩技术要点

3.1加强成孔中的钻机控制

在施工中，倘若遇到软土地基的问题，在选择钻孔方式和钻孔机械时，都要和常规的土质钻孔方法存在较大差别。在钻机控制过程中，不能过于追求进度，而使用全压力和全速进尺的方式，这样会对土体造成一定影响，致使扩孔过大，这样势必就需要提高混凝土用量，致使施工成本增加。所以，在软土地基环境下进行大孔径钻孔桩施工，应当通过压力表以加强对钻孔压力的控制，每小时进尺距离控制在0.8-lm以内，孔底压力也应控制在钻头、钻杆及配套设施重要的70%以上，以加强对扩孔系数的控制，提高软土地基的稳定性。

3.2加强对护壁泥浆及轴线的控制

在软土淤泥土质环境下进行钻孔作业，必须加强对程控护壁泥浆的控制，根据土体含水量、分层和孔隙率等特点，选择适当的膨润土进行造浆护壁，钻孔中要确保泥浆比重介于1.4-1.5之间。还要结合地下水位和土体状况加强对水头高度的控制，从而提高护壁效果。同时，还要对施工中桩体的轴线进行有效控制，每顶进20cm就加强姿态复核，如果出现偏差，应及时采取相关调整措施，可对铰接油缸伸长量进行调整，使之达到允许偏差范围，从而确保钻孔桩的施工精度。

3.3加大对成桩的质量控制力度

在软土地基大孔径钻孔桩施工中，必须对成桩质量进行有效控制。一旦完成了钢筋笼的安装作业，就要下导管对桩孔进行清孔作业。在清孔操作前，应当进行导管的水密承压以及接头抗拉性试验。施工过程中，要确保导管内壁光滑，一旦试验合格，就可以安装从上到下的顺序对管壁进行标号，还要标明尺度。在导管安装过程中，可以使用导向架，使导管处在钻孔中心，这样能够有效避免灌注时会挂在钢筋笼上。在进行灌注施工前，可以对导管进行升降实验，保证各导管接头质量，并加强对导管悬空高度的控制。在混凝土灌注过程中，一旦混凝土面与钢筋笼底部接近时，就要控制浇筑的速度，确保导管埋深，以免钢筋笼因受到混凝土向上的冲击力而出现上浮现象。当混凝土面和钢筋笼底交错达到2m，就要加快灌注速度，提高钢筋笼埋深。

3.4钻孔异常处理

在钻孔过程中，往往会遇到各种钻孔异常问题，结合实际情况加以处理，尤其是塌孔，在软土地基环境下进行大孔径钻孔桩施工，往往很容易出现异常。钻孔过程中，如若钻孔内水位急速下降，孔扣出现细密的水泡，则表明有可能出现了坍孔问题，这时应当尽快停止钻孔作业，查明原因，看是否存在泥浆比重不当、钻头转速过快，空转时间过长等问题，这些问题都会导致坍孔问题的发生。为了有效预防坍孔，需要选用质量上乘的粘土砂浆，钻进时要保证水头，完成水下混凝土的灌注工作。比如说，如有坍孔发生，但不是严重，就可以采用大泥浆比重、埋深护筒以及加高水头等有效措施，使孔洞保持稳定性，然后继续进行钻进。

4、结束语

总之，在施工中，如果遇到软土地区的问题，就要采取有效地处理措施，大孔径钻孔桩技术往往应用较为广泛。实际施工时，需要把握软土地基的特点，明确施工中的问题，加强成孔中的对钻机、护壁泥浆、轴线的控制，合理运用各种施工技术，保障施工顺利进行下去，进而有效推动交通运输事业的发展。

参考文献

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