收稿日期:2006-01-10作者简介：沈以珍(1973-)，女，助工，中铁二十局集团第四工程有限公司，山东青岛 266061
沈以珍
摘 要：结合工程实例，介绍了工程概况、桩基钻孔施工流程及施工过程，并给出合理的技术措施和详细的施工工艺，节
约了施工成本，对类似工程施工有一定的借鉴作用。
关键词：大桩径深桩，基础，施工工艺
中图分类号:T U 753文献标识码:A
1 工程概况阿(荣旗)深(圳)国家重点公路黄河大桥工程Õ合同段南引桥为2联@6孔35m+7联@7孔35m+2联@6孔35m 先简支后连续预应力混凝土组合箱梁，西方庄大桥为7孔35m 先简支后连续预应力混凝土组合箱梁，桩基(h 1.8m)有348根，单根长45m~72m 不等，共21744m，为摩擦桩。大桥位于黄河下游典型的游荡性南岸滩区，由于该河段堤宽，水面辽阔，因而流势分散，泥沙易于淤积，地质情况较复杂，地质情况从上到下依次为亚砂土，亚粘土，细砂，亚砂土，中细砂，中砂，亚粘土，细砂。层厚不等，局部夹杂淤泥质亚砂土，粉细砂。因地下水位较高，桩基要穿越7m~8m 淤泥质亚 砂土、粉细砂层，施工中极易形成流砂坍孔现象，为保证设计要求的桩周摩阻
力，经过方案比选，采用反循环钻进和清孔施工工艺，加强泥浆比
重控制，效果明显，钻孔和灌注水下混凝土过程中没有异常发生。2 桩基钻孔施工流程(见图1
)
3 桩基钻孔施工
3.1 施工准备
1)桥址位于农田中，故先清除地表植被和耕植土，用推土机
dmm1摊平，压路机碾压，对于局部地基较软，影响钻机偏位的地基采用
挖除换填0.5m 砖渣处理。沿线路左侧架设电力线路,50m 立一
杆，立杆带一配电箱，同时根据现场地形特点，每200m 左右人工
打水井一口，以保证施工用水。2)测量放样。放出桩基中心桩,
并放出中心桩的十字护桩。3)护筒埋设。经过计算，采用高度为
2.2m，厚8mm 的钢板护筒，护筒在埋入过程中严格控制其中心位
一下一下的顶开
置。且高出地面30cm，护筒内径比桩径大0.3m 。由于本工程桩
基施工经历冬季，故要求护筒后回填土要分层夯实且不得夹杂冻
土，为保证护筒不漏水，要求护筒泥浆口与泥浆槽连接2m 范围
内必须用砂浆护面。4)沉淀池、泥浆池布设。为了保护黄河湿
地，不使清孔钻渣污染环境，又可使泥浆循环使用，沉淀池、泥浆
池布设采用隔一挖一，即99号墩与100号墩间挖池,101号墩与
102号墩间挖池，依次类推布置。因采用反循环钻进，泥浆需用量
大，沉淀池尺寸为10m @10m @3m，泥浆池尺寸为5m @5m @
3m，沉淀池与泥浆池间以流槽连通。5)机械选择。根据以往施
工经验和地质情况以及工期安排，钻机采用泵吸式反循环钻机,
必须是黄海G M 20或上探GPS -18型及以上钻机，配套砂石泵型
号必须是6PS 型及以上，钻具尽量是单腰锥形状，若为双腰锥形,
要求双腰间距不大于40cm，且需有足量的保径设置。3.2 工艺要点1)钻孔。用反循环法钻进，泥浆护壁的方法成孔。a.由于反
循环施工需要一定的水头压力，要求开孔前15m 内采用正循环
钻进,15m 以下采用反循环钻进。b.采用减压钻进开孔，使初成
孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，同时可防止孔口的坍塌。钻
进深度超过护筒底部后可恢复正常钻进速度。2)清孔。在钻孔
过程中根据地质柱状图深度及时捞取渣样作对比，调整泥浆比
重，不同地层选用不同泥浆比重，在整个钻进过程中循环造浆，使
泥浆悬浮钻渣，便于清孔。鉴于本桥位区地质分层以砂质土为
主，清孔后砂率难以满足要求，故购进泥浆分离器用于清孔。为
了减少孔底沉淀，减小侧壁泥皮厚度，提高桩端承载力和桩侧摩
阻力，要求必须进行二次清孔。3)钢筋笼制作与安装。根据场地
及起吊能力情况，钢筋笼分节制作，孔口安装，钢筋接头采用镦粗
直螺纹连接。每安装一节钢筋笼立即对声测管注清水，以防漏浆
堵管，安装完成后，从声测管内下测绳进行孔深检查，钢筋笼就位
后精确牢固定位。4)灌注水下混凝土。导管拼装完成经水压试 验合格后，量出每节导管长度以确保导管埋入混凝土的有效长
度，随后按编号顺序吊装导管，导管应居于钢筋笼中央，并反复上下拔插导管检查是否有挂笼现象。灌注混凝土要连续进行，初凝时间不小于整体灌注时间，并尽量缩短拆除导管等非施工生产时间以降低整体灌注时间。每灌注一车混凝土，都要用满足重量要求的测锤检测孔内混凝土顶面位置，及时调整导管埋深，导管埋深不小于2m，也不大于6m，以5m 左右为好。桩头混凝土高度控制在1m 。4 注
意事项1)合理布置施工现场，保证水、电、路满足施工生产，合理选择施工机械及配套设施，缩短施工时间。2)在不同地层中，要合理选择好泥浆指标，要准备足量的膨润土或黄土、纤维素和纯碱,
疏桩基础工作机理的非线性分析
收稿日期:2006-01-12
作者简介：孙光文(1970-)，男，工程师，云南省陆良县设计院，云南陆良 655600
陈颖辉(1963-)，男，硕士，副教授，昆明理工大学建筑工程学院，云南昆明 650224
陈忠义(1966-)，男，工程师，中油辽河石化分公司工程质量监督站，辽宁锦州 124022孙光文 陈颖辉 陈忠义帕斯卡裂桶实验
摘 要：结合目前在本领域已经取得的一些研究成果，对疏桩基础的工作机理进行了非线性分析，并对各种因素对工作
机理的影响趋势进行了分析，从非线性的角度对疏桩基础的工作机理进行了阐述。
关键词：疏桩基础，荷载反应，工作机理，非线性分析
中图分类号:T U 473.1文献标识码:A
引言疏桩基础是把建筑物按传统桩基设计确定的桩的数量与间距(一般3倍~4倍桩径)进行精简与疏布(一般5倍~6倍桩径)的桩基础，通过控制建筑物的沉降量和补偿天然地基承载力不足来确定桩的补偿量的一种基础型式[1]。这种基础形式很好地解决了施工过程中所存在的一些问题，避免了由于桩距过密而导致施工困难的实际情况。实质上，它是利用疏化桩基原理提高单桩有效承载力，并发挥桩间土的承载能力来补偿桩基承载力，属桩土共同作用范畴。也就是说，在疏桩基础中，上部结构所传递下来的荷载不再是全部由单桩来进行承担，而是由桩和桩间土来共
同承担[2]。疏桩基础是减沉桩基础研究所取得的成果之一，它的
出现是一种设计思想的转变，是以控制建(构)筑物的沉降量为目
标的桩基础型式，但同时疏桩基础不是简单地在常规桩基设计上
对桩的数量进行减少，而是能够充分利用浅层地基承载力和桩土
共同工作的一种复合桩基。部分人士认为疏桩基础仅仅是充分
利用浅层地基承载力的一种桩基础型式，这种看法是片面的，实
质上疏桩基础也属复合桩基的范畴。
1 疏桩基础的承载机理
疏桩基础根据单桩在基础中起到的主要作用不同，分为协力
疏桩、减沉疏桩两种形式[3]。单桩在竖向荷载作用下，桩间土和长链二元酸
单桩都不同程度的承担荷载，但是单桩与桩间土发挥主要作用的
阶段和程度是不同的。粉质粘土上摩擦桩模型试验已表明，当
单桩所承受荷载接近P u 时,Q )S 曲线斜率急剧增加，其形状与
单桩P )S 曲线相似，曲率变化点也相互对应，当Q 达到极限荷
载Q u 时，各单桩荷载也先后达到P u 。桩间土反力P 也仅当单桩
进入非线性阶段后才能比较明显地发挥作用。当各桩都达到P u
时，再进一步加载，则主要由桩间土承担后续荷载,Q )S 曲线呈
现出渐进式的破坏状态。软土中大尺寸桩的模型试验结果也
得出与上述模型试验相同的结论。文中通过对所建立的非线性
有限元模型进行分析也发现，当单桩荷载达到P u 时，是桩间土是
否明显发挥作用的临界点，可见疏桩基础中单桩的非线性工作机
理占主导或控制地位，有文献提出，用三折线形式的单桩P )S
曲线的非线性特征来反映桩中各桩的非线性行为是较为可行
和安全的(见图1)
。因此，根据桩在竖向加载情况下桩的反应，已有研究人员提出把疏桩基础的荷载反应划分为两个阶段(见图1)：第Ñ阶段：单桩主要作用阶段；第Ò阶段：桩间土起作用阶段。这两个阶段的划分，能够为沉降计算提供一定的依据，当桩基中所有单桩所承受的荷载均小于P u 时，沉降计算就可以完全按照弹性理论来进行计算，当桩基中有单桩的荷载大于P u 或所有单桩所承受的荷载要控制好钻压。3)应保证孔内水位高于地下水位2.0m 以上，防
旋转连接止形成负压而导致孔壁坍塌。加强对钻头、钻杆、导管丝口密封
圈的检查。防止发生掉钻、漏水等事故。4)导管底端距桩底高度
必须满足规范要求，首盘混凝土量必须保证导管埋深大于1m 以
上，素混凝土部分灌注速度适当放缓，当混凝土面超过钢筋笼底
1m 以上时，方可恢复正常灌注速度。5)做好各工序现场质量控制，确保工序零缺陷。5 结语本合同段共有桩孔348根，因组织合理，方案理想，控制严格，在5个半月时间内全部完成，并经当地质量监督部门检测，全部为Ñ类桩，同时很好地控制了桩基混凝土的充盈系数(1.05以
下)，节约了施工成本，对类似工程施工有一定借鉴作用。
Foundation construction technology of large diameter deep -pile
SHEN Y-i zhen
Abstract:Co mbined w ith engineering example,t he project survey and the construction flow path of pile foundation bo red are introduced.T he r at ional technical measures and detailed construction techno logy are car ried out.T his w ill use for r eference to the similar construction.Key words:lar ge diameter deep -pile,foundat ion,construction technology
