超深基坑钻孔围护桩侵限处理方案研究

李俊生 梁桥欣

(中铁交通投资集团有限公司，广西 南宁 530021)



超深基坑钻孔围护桩侵限处理方案研究

李俊生 梁桥欣

(中铁交通投资集团有限公司，广西 南宁 530021)

通过超深基坑钻孔灌注桩侵限影响周边围护桩钻进的工程案例，探讨了钻孔桩侵限后的处理措施，评价各类处理措施对于解决侵限问题的效果，并从侵限回填低标号混凝土重新钻进、超声波检测垂直度、钻机站位对钻孔桩偏移方向的影响等方面，为后续工程施工提出建设性建议。

超深基坑，侵限，超声波检测，钻机站位

1 工程背景

该超深基坑是南宁某深埋明暗挖结合地铁站为增加暗挖作业面而设的通往暗挖作业面的临时结构，结构尺寸南北长13.7 m，东西长11.8 m，基坑深度55.51 m。基坑围护结构采用钻孔灌注桩+环框梁+桩间网喷支护。采用φ1 500@1 900钻孔灌注桩，桩长61.31 m，桩数30根，桩间净距400 mm。施工方案为先施工偶数桩号，再施工奇数桩号，在SJ-9钻进48 m处遭遇SJ-8，SJ-10因桩身倾斜侵入SJ-9范围致使钻进困难的情况，围护桩平面图如图1所示。

2 超声波检测

由于桩长达62 m，桩间底部出现咬合、侵限概率较大。采用

中国科学研究院声学研究所研发的UMD100Q超声波钻孔检测仪对桩进行垂直度检测，检测报告可反映桩身垂直度相关信息，SJ-8，SJ-10检测报告如图2所示。

提取检测报告数据，如表1所示，SJ-8钻进48 m时偏孔30.17 cm，SJ-10偏孔37.23 cm。

表1 检测数据

依据图2绘制图3，因SJ-9桩身倾斜，在48 m处与SJ-10咬合，无法钻进至设计深度。

3 拟采取处理方案及可行性分析

1)冲击钻冲孔。SJ-10桩长61.31 m，在48 m处偏移37.23 cm，按比例可计算出桩底偏移达47.55 cm，占桩径的32%，强行冲孔必然导致主筋外露、损害，且因孔壁倾斜，冲孔会导致冲锤砸击孔壁而塌孔，该方案不可取。

2)回填低标号混凝土。采用C15混凝土回填，待达到设计强度的75%后重新钻进，成孔后下放按桩径1∶1比例制作的探笼进行测试，现场探笼不能下放成功，孔壁面粗糙、不平顺、呈不规则性弯曲状是主要原因。

钻头钻进时接触面为C15混凝土面和原状土层面，如图4所示，土层硬度低于混凝土，在钻进过程中，钻头易趋向相对较软侧偏移，致使回填后重新钻进仍然存在孔壁垂直度难以保证、无法钻进至设计标高的问题。

3)扩孔回填低标号混凝土，外包裹钻孔桩。进行扩孔处理，扩孔示意图如图5所示，现场在钢筋笼下放至53 m处出现严重卡笼现象。

经研究分析，决定在SJ-9扩孔桩位处回填C15素混凝土，再在基坑外侧包裹SJ-9-1，SJ-9-2(与围护结构桩等长，φ1 500与SJ-9桩间距1 900 mm)，桩位如图6所示。

采用基坑外侧围护桩包裹方案取得预期效果，SJ-9-1，SJ-9-2能顺利钻进至SJ-9设计标高处，该方案SJ-9为素混凝土桩，SJ-9-1，SJ-9-2为钢筋混凝土钻孔桩。

在后续基坑开挖过程中，考虑到素桩SJ-9抗剪性能较差，在SJ-9处不能抵抗基坑外侧的主动土压力。支撑体系逐层依次架设后，主动土压力变为基坑内侧的支撑集中力和基坑外侧的被动土压力疲劳扰动，此桩位处为整个围护结构体系的薄弱环节，安全风险较大。采取用SJ-9-1，SJ-9-2包裹和SJ-9，SJ-9-1，SJ-9-2三根桩冠梁与SJ-8，SJ-10整体连接，这一风险得到了控制，且SJ-9-1，SJ-9-2可作为很好的抗剪安全储备，在后续对桩顶水平位移进行实时监控量测时，均符合规范要求。

4 结语

本工程实例教训深刻，因最后一根围护桩侵限带来的一系列连锁反应，致使基坑开挖工期滞后10 d，现场采取了几种常用的处理方式均未取得预期效果，最终花费较大的时间、资金成本，甚至严重影响项目部管理人员自信心，通过本案例可得出以下几点心得：

1)引起桩身偏移因素较多，如地层软硬不均、旋挖钻机钻前校核不到位、钻机特种作业人员自身操作水平不足、钻机站位场地不平整等因素。开钻前，对桩位测量放线务必准确，在桩间距较小的情况下(φ1 500@1 900)通常采取桩位中心外放10 cm的处理方式，但该方式仅适用于桩身朝基坑内侧或外侧倾斜的情况，当桩身朝基坑边线倾斜，则桩位中心外放对解决侵限问题效果不明显。

2)钻孔桩开孔后应缓慢钻进，形成较长一段良好稳固的护壁，确保孔位、垂直度符合要求，待导向部位全部进入地层后，方可加速钻进。在钻进至20 m，40 m，50 m设计标高时用超声波检测仪进行桩身垂直度检测，以便及时进行纠偏调整。

3)根据实际钻进情况，结合地质勘探报告和其他已施工完的桩的资料，总结最佳钻进速度，每次钻进尺控制在60 cm左右，并注意放斗要稳，提斗要慢。

4)钻进过程尽量保证24 h连续不停，一名钻机手钻进一个桩孔过程中尽量确保连续，中午或晚上休息时间尽量缩短，另外钻进开始后一个机手确保钻进到底，避免中途更换机手。

5)钻孔过程中钻杆自身的缺陷造成偏孔。钻杆由4节组成，每节之间存在一定的活动间隙，钻进第1节钻杆(20 m)时影响较小，钻进到第2节至第4节时，因钻杆之间的活动间隙，旋转、加力过程中钻杆会出现不同程度的间隙累加致使偏移，这一情况在软硬不均地层中尤为明显，应实时做好包括添加润滑剂在内的钻杆维修与保养。

6)从现场大量钻进实际数据统计分析，当基坑深度超过50 m时钻孔桩垂直度很难控制在0.5%以内。除去地层软硬不均的因素外，桩身偏移方向更易趋向钻机行走方向而非垂直钻机行走方向发展，所以在站位选择时应使钻机其“面对”基坑，位置一旦调整正确，在钻进全过程中钻机不得随意行走，桩身若有倾斜也可使其趋向垂直基坑边线方向而减少侵限可能。

7)在先施工偶数桩号、再施工奇数桩号的“隔一打一”方案中，15根奇数桩均存在侵限可能，占总桩数的50%；若采用“隔二打一”方案，即第一轮施工SJ-1,4,7,10,13,16,19,22,25,28，第二轮施工SJ-2,5,8,11,14,17,20,23,26,29，第三轮施工SJ-3,6,9,12,15,18,21,24,27,30，此方案第二轮施工侵限可能性较小，仅第三轮施工存在侵限可能，占总桩数的33.3%。

Ultra deep foundation bored pile retaining intrude limit treatment scheme

Li Junsheng Liang Qiaoxin

(ChinaRailwayCommunicationsInvestmentGroupCo.,Ltd,Nanning530021,China)

Through ultra deep foundation bored intrude limit affect the surrounding envelope pile drilling project cases discussed when the bored piles invasion limited to measures to deal with the evaluation for all kinds of action to solve the problem of invasion limited effect, and from intrude limit low-grade backfill concrete drilling again, the degree of vertical ultrasonic testing, drilling rig for bored piles offset stations aspects of impact the direction of constructive proposals for future construction.

ultra deep foundation, intrude limit, ultrasonic testing, rig stations

1009-6825(2016)11-0076-03

2016-02-02

李俊生(1988- )，男，硕士，工程师

TU463

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