城市高層建筑的建設(shè)、地下空間的開發(fā)，坑的挖掘深度越來越深，挖掘深度超過20m的坑越來越多。面對如此深的基坑挖掘，必須保證基坑本身邊坡的安全，減少對周邊現(xiàn)有建筑物、地下管線的影響，進行基坑支撐，在基坑支撐工程中坡樁的應(yīng)用非常普及�；�坑挖掘深度大，在許多坡樁支護工程施工中經(jīng)常遇到卵石，使坡樁難以施工。卵石地區(qū)成樁方式大致有：沖擊法（工效低）、反循環(huán)法（適應(yīng)小粒徑卵石）、人工挖孔法（無水、風險大）、長螺旋法、旋挖法（需要泥漿護墻或全套管、成本高）。本文針對北京某地區(qū)坑工程卵石的特性和地下水位深度條件，利用長螺旋通過現(xiàn)場技術(shù)實驗、鉆具改善，成功進行卵石坡樁施工，獲得實用粘性土改良孔壁干孔施工技術(shù)。

1工程背景

該工程位于北京市豐臺區(qū)盧溝橋鄉(xiāng)麗澤金融商務(wù)區(qū)某地塊，西距麗澤橋約300m，場地北側(cè)為麗澤路并與地鐵14#線東管頭車站緊鄰(結(jié)構(gòu)完成)，場地其它側(cè)面均為市政道路。建設(shè)規(guī)模:建設(shè)現(xiàn)場占地面積約21103.2m2，地面建筑面積約155000m2，地下建筑面積約80000m2，本工程由兩座塔(a座:45層b座:32層)、裙子(c座:4層d座:4層)和純地下室等構(gòu)成。其中西側(cè)a座塔計劃控制計劃高度為200m，東側(cè)b座計劃控制高度為150m。建設(shè)工程建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計條件詳見表1.坑規(guī)模:坑面積約17000m2，土方量約390000m3，坑開挖深度約22.45m，局部約24.45m，采用復(fù)合土釘墻+樁錨支護結(jié)構(gòu)體系。1.1地質(zhì)條件根據(jù)巖土工程調(diào)查報告，現(xiàn)場內(nèi)地層根據(jù)其原因類型、沉積年代分為人工填土層、第四紀沉積層和新近系泥巖、礫石層。按其工程性質(zhì)，將鉆探深度內(nèi)的地層分為15個主層13個亞層(本區(qū)最大勘探深度100.00m)，其自上而下第1層層為人工填土層，2～9層為第四紀沉積層，10層以下為新近系泥巖、礫巖層。主要土層的物理力學(xué)參數(shù)見表2:1.2地下水外業(yè)鉆探期間，沒有發(fā)現(xiàn)上層滯水，測得地下水位埋深為28.62～29.00m。水位在坡樁底下，為坡樁干法施工提供了有利條件。

2基坑支護方案設(shè)計

2.1非基坑支護設(shè)計主要參數(shù)

現(xiàn)場±0.00=45.00m。支護形式:復(fù)合土釘墻+坡樁+預(yù)應(yīng)力錨桿坡樁:樁徑±800mm，樁間距1600mm的樁頂高度為-7.00m，樁底高度為-26.95m，有效樁長度為19.95m。樁頂連梁斷面尺寸為800mm×600mm。坡樁和連梁混凝土強度為C25。(圖1a)

2.2地鐵側(cè)基坑支護設(shè)計主要參數(shù)

現(xiàn)場±0.00=45.00m。支護形式:土釘墻+坡樁+預(yù)應(yīng)力錨；坡樁:樁徑1000mm，樁間距1600mm；樁頂高度為-12.20m，樁底高度為-28.60m，有效樁長度為16.40m；樁頂連梁斷面尺寸為1000mm×1000mm。坡樁和連梁混凝土強度為C25。(圖1b)。

3基坑護坡樁施工

3.1卵石成孔工藝試驗

經(jīng)資料分析：本工程地下水位埋深，無外來水補充(老管線全部斷裂)，各地層滲透性好。因此，本工程施工完全可以實施干法作業(yè)。根據(jù)設(shè)計方案，首先進行上部復(fù)合土釘墻工程(-7.00m)，進行坡口樁工程，從地層狀況看坡口樁整體完全落入砂卵石層。經(jīng)過對各種樁孔工法和成本分析的比較，決定坡口樁采用長螺旋孔工程。因此，在上部(-7.00m)復(fù)合土釘墻施工前，首先在現(xiàn)場中部位置挖掘20m×30m深度6.50m的基坑進行下部坡樁成樁技術(shù)試驗。3.1.1鉆機參數(shù)鉆機是履帶式雙動力系統(tǒng)鉆機:螺旋鉆具旋轉(zhuǎn)采用雙電機動力頭(110kW)提供動力;鉆機行走，鉆具提升，挺桿升降等為柴油動力。螺旋鉆具芯管內(nèi)徑ф273mm、壁厚20mm，標準節(jié)每節(jié)4500mm，法蘭加摩擦塊連接。動力頭轉(zhuǎn)速17r/m。

3.1.2成孔工藝考試鉆機組裝，調(diào)試完成后，考試開始：鉆機輕松鉆到6m，提升鉆機。觀察鉆孔：鉆孔完好，孔口細砂稍塌陷，孔深5m。繼續(xù)鉆入鉆頭，鉆入10m后提高鉆頭，測量孔的深度為7.0m，觀察到鉆頭整體不是崩潰，而是在5.5m的位置有1.5m左右的高度，大部分的孔出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象，孔的砂層直徑為1.2m，高度為0.8m的漏斗型崩潰。分析:出現(xiàn)這種局部塌落可能是在鉆進過程中正巧趕上大粒徑的卵石處在鉆孔周邊，鉆具把它“驚動”出現(xiàn)局部顆粒失穩(wěn)引起的。因為鉆頭切削不動卵石，只能把整個卵石“連根拔起”，而整個卵石是穩(wěn)定的，這說明這種卵石的直立性很強，只是顆粒間失穩(wěn)。在鉆進過程中使用了挖掘機配合清理鉆出的卵石，發(fā)現(xiàn)灑落在地面土上的卵石被挖掘機履帶碾壓過后，地面堅硬無比。

接此啟示，決定將鉆出的卵石混合粘性土填入孔中，壓實，再次鉆入。試驗結(jié)果顯示，鉆頭恢復(fù)到10m，提高鉆頭，在原來崩潰的孔口旋轉(zhuǎn)鉆出完整的夾子卵石質(zhì)井口臺，鉆頭崩潰的地方修補，呈現(xiàn)完整的鉆頭。再進行幾次上下鉆頭，鉆頭沒有損壞鉆頭，試驗初步成功。繼續(xù)進入深處，提高鉆頭，測量觀察鉆頭，在塌孔處填充混合的人工卵石粘性土材料，重復(fù)進入，成功鉆出孔壁光滑的合格鉆頭。隨后又進行了多方面的試驗，并對其中一個鉆孔孔口做了安全警戒防護，進行了長達20d的靜置觀察(因土方開挖才回填)。觀察發(fā)現(xiàn)鉆孔完好，孔壁沒有破損。最終決定采用這種方法進行基坑下部樁施工。

3.1.3工藝總結(jié)①長螺旋在進入排土過程中對孔壁的壓力很大，用這種側(cè)壓力將回填的泥玉石土壓入崩塌孔，形成孔壁的支護。②鉆頭改進。鉆入蛋石層不能切碎，只能攪拌整個蛋石層，擠壓到葉子上輸送。因此，鉆頭鉆頭的角度變大，形成銳利的犬齒，翻動卵石粒子整體。由于磨損嚴重，必須事先準備好，更換方便，鉆頭可以借用現(xiàn)在挖斗的斗齒(子彈頭)。③實際施工時回填粘土只需填到超過坍塌位置即可，而且可以直接回填粘性土，無需另添加卵石(因為在重鉆時所填粘土首先被鉆具旋壓進坍塌處，下面鉆上的砂卵石會持續(xù)擠入其中，進而形成穩(wěn)定的泥質(zhì)卵石層)，土質(zhì)不應(yīng)太濕太粘。④上下鉆具時，一定要邊旋轉(zhuǎn)邊升降，不要碰到孔壁，也可以進一步加強孔壁。⑤進入下部粘土夾層時，鉆出的土在上排過程中進一步修補孔壁，使孔壁光滑。⑥上部復(fù)合土釘墻施工土方挖掘時，應(yīng)預(yù)留上部素填土和粉質(zhì)粘土，以備下一個坡口樁施工護墻，每個孔可預(yù)留4m3。

3.2基坑護坡樁施工

技術(shù)試驗解決了鉆孔護墻問題，基坑上部土釘墻施工完成后，開始基坑護坡樁施工(圖2)。圖2坡樁施工工序Figure2Slopeprotectionpiconstructionprocedure考慮鉆孔間的相互影響，采用兩個樁跳躍施工，鉆頭設(shè)有副卷揚升降裝置，可吊起鋼筋籠，節(jié)約施工機械的本工程由于北側(cè)臨地鐵14#線東管頭站(其結(jié)構(gòu)完成)，根據(jù)設(shè)計要求進行了1000mm護理施工。

4基坑開挖和檢測

本工程于2014年初將基坑挖掘到基坑槽底部(深度22.0m預(yù)約0.50m)，挖掘顯示坡樁樁身平滑，說明鉆孔無塌陷現(xiàn)象(圖3)。第三方檢測機構(gòu)長期跟蹤監(jiān)測:地面沉降觀測、坡頂及坡頂水平位移觀測、樁體測量斜管測量等，檢測數(shù)據(jù)完全在設(shè)計和規(guī)范要求范圍內(nèi)，基坑穩(wěn)定。此外，由于客觀原因，該基坑至少應(yīng)用于2021年下半年，從另一方面進一步檢查了該坡樁成樁技術(shù)的可靠性。

5結(jié)論

本文通過在北京某地區(qū)深坑坡樁施工的實踐，提出了在無水卵石中利用長螺旋進行干孔施工的實用技術(shù):鉆孔回填粘性土，利用長螺旋鉆孔排放過程中對鉆孔壁的擠壓作用，使鉆孔塌陷和鉆孔不穩(wěn)定位置再次擠壓成所謂的人工泥玉護墻層的鉆孔施工技術(shù)。這種施工工藝有：①施工快捷、簡單、省時。成孔、吊鋼筋籠、澆注混凝土一機完成，無需其他機械設(shè)備。②成孔質(zhì)量好。孔徑尺寸規(guī)范，無縮徑、擴徑現(xiàn)象。③樁孔混凝土澆灌方便。成孔和混凝土澆灌互不影響，商砼澆注可以避開城市交通限時的約束，不拖泥帶水，施工現(xiàn)場干凈，改善了施工環(huán)境。④節(jié)儉。使用的護墻粘性土可以當場取材的樁體混凝土的使用量接近理論的計算使用量。⑤環(huán)境保護。不污染所在地層的鉆頭的雙重動力，以電力為中心，減少廢氣排放到大氣中。

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