城市高层建筑的建设、地下空间的开发，坑的挖掘深度越来越深，挖掘深度超过20m的坑越来越多。面对如此深的基坑挖掘，必须保证基坑本身边坡的安全，减少对周边现有建筑物、地下管线的影响，进行基坑支撑，在基坑支撑工程中坡桩的应用非常普及。基坑挖掘深度大，在许多坡桩支护工程施工中经常遇到卵石，使坡桩难以施工。卵石地区成桩方式大致有：冲击法（工效低）、反循环法（适应小粒径卵石）、人工挖孔法（无水、风险大）、长螺旋法、旋挖法（需要泥浆护墙或全套管、成本高）。本文针对北京某地区坑工程卵石的特性和地下水位深度条件，利用长螺旋通过现场技术实验、钻具改善，成功进行卵石坡桩施工，获得实用粘性土改良孔壁干孔施工技术。

1工程背景

该工程位于北京市丰台区卢沟桥乡丽泽金融商务区某地块，西距丽泽桥约300m，场地北侧为丽泽路并与地铁14#线东管头车站紧邻(结构完成)，场地其它侧面均为市政道路。建设规模:建设现场占地面积约21103.2m2，地面建筑面积约155000m2，地下建筑面积约80000m2，本工程由两座塔(a座:45层b座:32层)、裙子(c座:4层d座:4层)和纯地下室等构成。其中西侧a座塔计划控制计划高度为200m，东侧b座计划控制高度为150m。建设工程建筑基础结构设计条件详见表1.坑规模:坑面积约17000m2，土方量约390000m3，坑开挖深度约22.45m，局部约24.45m，采用复合土钉墙+桩锚支护结构体系。1.1地质条件根据岩土工程调查报告，现场内地层根据其原因类型、沉积年代分为人工填土层、第四纪沉积层和新近系泥岩、砾石层。按其工程性质，将钻探深度内的地层分为15个主层13个亚层(本区最大勘探深度100.00m)，其自上而下第1层层为人工填土层，2～9层为第四纪沉积层，10层以下为新近系泥岩、砾岩层。主要土层的物理力学参数见表2:1.2地下水外业钻探期间，没有发现上层滞水，测得地下水位埋深为28.62～29.00m。水位在坡桩底下，为坡桩干法施工提供了有利条件。

2基坑支护方案设计

2.1非基坑支护设计主要参数

现场±0.00=45.00m。支护形式:复合土钉墙+坡桩+预应力锚杆坡桩:桩径±800mm，桩间距1600mm的桩顶高度为-7.00m，桩底高度为-26.95m，有效桩长度为19.95m。桩顶连梁断面尺寸为800mm×600mm。坡桩和连梁混凝土强度为C25。(图1a)

2.2地铁侧基坑支护设计主要参数

现场±0.00=45.00m。支护形式:土钉墙+坡桩+预应力锚；坡桩:桩径1000mm，桩间距1600mm；桩顶高度为-12.20m，桩底高度为-28.60m，有效桩长度为16.40m；桩顶连梁断面尺寸为1000mm×1000mm。坡桩和连梁混凝土强度为C25。(图1b)。

3基坑护坡桩施工

3.1卵石成孔工艺试验

经资料分析：本工程地下水位埋深，无外来水补充(老管线全部断裂)，各地层渗透性好。因此，本工程施工完全可以实施干法作业。根据设计方案，首先进行上部复合土钉墙工程(-7.00m)，进行坡口桩工程，从地层状况看坡口桩整体完全落入砂卵石层。经过对各种桩孔工法和成本分析的比较，决定坡口桩采用长螺旋孔工程。因此，在上部(-7.00m)复合土钉墙施工前，首先在现场中部位置挖掘20m×30m深度6.50m的基坑进行下部坡桩成桩技术试验。3.1.1钻机参数钻机是履带式双动力系统钻机:螺旋钻具旋转采用双电机动力头(110kW)提供动力;钻机行走，钻具提升，挺杆升降等为柴油动力。螺旋钻具芯管内径ф273mm、壁厚20mm，标准节每节4500mm，法兰加摩擦块连接。动力头转速17r/m。

3.1.2成孔工艺考试钻机组装，调试完成后，考试开始：钻机轻松钻到6m，提升钻机。观察钻孔：钻孔完好，孔口细砂稍塌陷，孔深5m。继续钻入钻头，钻入10m后提高钻头，测量孔的深度为7.0m，观察到钻头整体不是崩溃，而是在5.5m的位置有1.5m左右的高度，大部分的孔出现崩溃现象，孔的砂层直径为1.2m，高度为0.8m的漏斗型崩溃。分析:出现这种局部塌落可能是在钻进过程中正巧赶上大粒径的卵石处在钻孔周边，钻具把它“惊动”出现局部颗粒失稳引起的。因为钻头切削不动卵石，只能把整个卵石“连根拔起”，而整个卵石是稳定的，这说明这种卵石的直立性很强，只是颗粒间失稳。在钻进过程中使用了挖掘机配合清理钻出的卵石，发现洒落在地面土上的卵石被挖掘机履带碾压过后，地面坚硬无比。

接此启示，决定将钻出的卵石混合粘性土填入孔中，压实，再次钻入。试验结果显示，钻头恢复到10m，提高钻头，在原来崩溃的孔口旋转钻出完整的夹子卵石质井口台，钻头崩溃的地方修补，呈现完整的钻头。再进行几次上下钻头，钻头没有损坏钻头，试验初步成功。继续进入深处，提高钻头，测量观察钻头，在塌孔处填充混合的人工卵石粘性土材料，重复进入，成功钻出孔壁光滑的合格钻头。随后又进行了多方面的试验，并对其中一个钻孔孔口做了安全警戒防护，进行了长达20d的静置观察(因土方开挖才回填)。观察发现钻孔完好，孔壁没有破损。最终决定采用这种方法进行基坑下部桩施工。

3.1.3工艺总结①长螺旋在进入排土过程中对孔壁的压力很大，用这种侧压力将回填的泥玉石土压入崩塌孔，形成孔壁的支护。②钻头改进。钻入蛋石层不能切碎，只能搅拌整个蛋石层，挤压到叶子上输送。因此，钻头钻头的角度变大，形成锐利的犬齿，翻动卵石粒子整体。由于磨损严重，必须事先准备好，更换方便，钻头可以借用现在挖斗的斗齿(子弹头)。③实际施工时回填粘土只需填到超过坍塌位置即可，而且可以直接回填粘性土，无需另添加卵石(因为在重钻时所填粘土首先被钻具旋压进坍塌处，下面钻上的砂卵石会持续挤入其中，进而形成稳定的泥质卵石层)，土质不应太湿太粘。④上下钻具时，一定要边旋转边升降，不要碰到孔壁，也可以进一步加强孔壁。⑤进入下部粘土夹层时，钻出的土在上排过程中进一步修补孔壁，使孔壁光滑。⑥上部复合土钉墙施工土方挖掘时，应预留上部素填土和粉质粘土，以备下一个坡口桩施工护墙，每个孔可预留4m3。

3.2基坑护坡桩施工

技术试验解决了钻孔护墙问题，基坑上部土钉墙施工完成后，开始基坑护坡桩施工(图2)。图2坡桩施工工序Figure2Slopeprotectionpiconstructionprocedure考虑钻孔间的相互影响，采用两个桩跳跃施工，钻头设有副卷扬升降装置，可吊起钢筋笼，节约施工机械的本工程由于北侧临地铁14#线东管头站(其结构完成)，根据设计要求进行了1000mm护理施工。

4基坑开挖和检测

本工程于2014年初将基坑挖掘到基坑槽底部(深度22.0m预约0.50m)，挖掘显示坡桩桩身平滑，说明钻孔无塌陷现象(图3)。第三方检测机构长期跟踪监测:地面沉降观测、坡顶及坡顶水平位移观测、桩体测量斜管测量等，检测数据完全在设计和规范要求范围内，基坑稳定。此外，由于客观原因，该基坑至少应用于2021年下半年，从另一方面进一步检查了该坡桩成桩技术的可靠性。

5结论

本文通过在北京某地区深坑坡桩施工的实践，提出了在无水卵石中利用长螺旋进行干孔施工的实用技术:钻孔回填粘性土，利用长螺旋钻孔排放过程中对钻孔壁的挤压作用，使钻孔塌陷和钻孔不稳定位置再次挤压成所谓的人工泥玉护墙层的钻孔施工技术。这种施工工艺有：①施工快捷、简单、省时。成孔、吊钢筋笼、浇注混凝土一机完成，无需其他机械设备。②成孔质量好。孔径尺寸规范，无缩径、扩径现象。③桩孔混凝土浇灌方便。成孔和混凝土浇灌互不影响，商砼浇注可以避开城市交通限时的约束，不拖泥带水，施工现场干净，改善了施工环境。④节俭。使用的护墙粘性土可以当场取材的桩体混凝土的使用量接近理论的计算使用量。⑤环境保护。不污染所在地层的钻头的双重动力，以电力为中心，减少废气排放到大气中。

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