西安市朱宏路快速化改造项目南起北二环，北至绕城高速收费站，道路全长约5.9KM，其中主线桥长约2.32km，该项目新建主线高架桥1座，互通立交1座，平行匝道桥4座。主线桥标准宽25.5国和32.5m，立交匝道、平行匝道标准宽8.5m。

本项目共有桩基526根，桩径1.5 m，桩长最大为55 m，其中砂层厚度平均为50 m。主要砂层情况：中砂级配不良，层厚0.50～4.30 m；中粗砂级配不良，层厚3. 10-20. 90 m

1、砂土的特点是只有内阻力而无内聚力。只靠内摩阻力来保持稳定。砂土在地下水位以下时的含水量、湿度会显著增高，这将会导致砂土内摩阻力和抗剪强度降低。旋挖钻在施工过程中形成钻孔后，孔径在厚砂层因高含水量及高湿度，导致其因应力而缩小，会进一步使缩径在粉质黏土层出现，从而导致孔壁出现坍塌。鉴于厚砂层的这些特性，在旋挖钻施工中会遇到下列问题：由于厚砂层具有快速沉淀的特性，孔内沉淀过厚、埋钻现象时常发生；因孔壁不完整，充盈系数难以控制，钢筋笼下放困难。这将导致施工进度受到较大影响，对施工效率与成本控制均有负面影响。

2、深桩、厚砂层情况下旋挖钻施工关键施工技术

2.1使用旋挖钻机专用聚合物化学泥浆

使用旋挖钻机专用高效聚合物化学泥浆，比重小、含砂率极低、黏度高、渗透能力强、清洁环保；这种化学泥浆制浆速度快，护壁效果好，沉淀凝聚速度快，无污染，可有效控制沉渣厚度、増强桩基承载力、降低灌注难度及施工成本。

它具有如下特点：

2·1·1  能够最大限度地黏住并快速沉淀钻屑。泥浆聚合物相对分子质量通常高达2×107，水解后分子链扩散并与其余分子链重新连接，这会形成较为黏稠的近似糊状的泥浆。

2·1·2 由于钻具在孔内连续运动，聚合物泥浆与水的混合越均匀，其黏度越强、凝聚越快。

2·1·3 聚合物化学泥浆体系能够对孔壁提供压力，避免不稳定地层发生钻孔过程坍塌。

2·1·4 聚合物化学泥浆体系能够最大化旋挖钻进能力，提升掘进速度。

2·2 聚合物化学泥浆配置

用空压机造浆法进行化学泥浆的拌制。

‚将清水注入泥浆制备池后，即刻用20%氢氧化钠（NaOH）溶液将水的pH调节至8～10之间。当泥浆池内注满水后即可根据比例要求加入适量片碱，用空压机鼓动均匀，通过循环泵口缓慢加入聚合物泥浆粉料，再次进行搅拌，确保拌和好的溶液其黏度达到22 s左右。目测当旋挖钻钻杆从孔中提出时，钻杆上明显有泥浆挂壁，且当钻头提出时，泥浆从钻头滴落呈细长丝状，如同"拔丝苹果"的丝状。

若拌和好的泥浆经检测黏度高于22 s,可直接加水稀释；若黏度小于22s,可启动循环泵自循环，之后通过在出水口补充泥浆粉料，再用空压机继续搅拌，直至条件满足。黏度满足要求的泥浆可通过在现场观察大致进行判断，一般情况下当捞砂斗提起后成线丝状即可。

若泥浆质量不达标，将造成如下后果

1) 不能形成有效的护壁膜或黏附性差，易于脱落，导致易坍孔、缩径及孔壁稳定性差。

2) 导致孔内容易形成沉渣。灌注时候可能会造成堵管、孔底不干净等灌注事故。达不到设计要求的桩底承载力。

3) 利用泥浆循环泵将拌制好的泥浆注入钻孔，在钻机钻进过程中，若含砂层含砂较多，需提前准备足够量的化学泥浆，钻进过程中不断补充泥浆，确保地层压力平衡，保持泥浆液面。

※※※成孔过程注意事项※※※

1) 首先应控制好孔内泥浆液面，通常控制在护筒顶以下30～50 cm，这样可保证静柱压力。在出入孔口6 m的深度处进行钻头的提起、放下作业时，需遵循轻提、轻放的基木原则，这样可避免扰动孔内的泥浆，同时可有效确保孔壁稳定性。起钻时，钻头速度不宜过快，避免导致抽吸压力过大引起坍孔。

2) 旋挖桩钻进中，应保持钻杆伸、收速度均匀。钻进后期，应适当降低钻进速度，这样可以提高沉渣清除的效率。

3) 当钻孔成型后，应停放一会后再次下放钻头进行沉渣捞取。沉渣捞取结束后，对孔深进行实测，确保孔深满足设计要求后即可开始进行下一步钢筋笼下放作业。钢筋笼下放施工中，应确保钢筋笼的垂直状态，同时避免碰撞孔壁。

4) 在导管下放之前，应先对导管的气密性进行检查，避免泥浆渗入到导管内部。

2.4清孔、检孔质量控制

1) 成孔检查4个阶段：主杆、钻杆、钻头总长计算桩基高程；孔是否垂直(探笼检查)；孔径检测；灌注前的孔底高程、沉渣厚度。

2) 浇筑水下混凝土时，允许沉渣厚度，柱桩不大于10 cm，摩擦桩不大于30 cm，否则进行二次清孔，清孔时不定期用测绳测量孔深。清孔完毕，复制孔深、孔位坐标，采用检孔器检查有无缩孔情况，以及成孔倾斜情况，若不能顺利放下，查找原因井处理，若顺利则进行下一道工序，待各项指标经检查合格后再移走钻机。

三、结语

旋挖钻机专用高效聚合物化学泥浆具有制浆速度快、护壁效果好、沉淀凝聚速度快、对环境无污染、可有效控制沉渣厚度、降低灌注难度及施工成本等优点。

通过高效聚合物化学泥浆的高效利用，大幅提升了钻机成孔效率，减少了施工人员的投入，缩短了工期。同时由于化学泥浆可重复利用，避免了大量购买膨润土的投入，降低了施工成本。

结合本工程实践经验，针对深桩、厚砂层次挖钻机成孔施工来说。采取结合化学聚合物泥浆护壁的优势显著。工程实施效果表明，通过应用此种施工方法，不仅钻孔机承载力满足设计要求，同时其施工质量得到更有效的保证，验证了该施工方法在深桩、厚砂层的可行性。