半岛居家地下室长螺旋挤压入岩灌注桩施工总结
一、 工程介绍：小区位于福清市阳下镇，该小区分为别墅区与1幢30层住宅、1幢5层住宅，
别墅区已建造完成。两幢多层住宅西北侧为村民别墅，为防止地下室开挖造成村民别墅影响，故在多层住宅西北侧打围护桩。
桩型：长螺旋挤压入岩灌注桩，发明专利号：201210026528.7；桩径：600mm；桩长：8米~13米，需进入550kpa块状强风化凝灰岩1米~4米。全笼钢筋笼桩65根，素桩65根。施工天数：11天（12小时施工）。
三、地质情况介绍：
1、粉质粘土② Q4 灰色，灰黄色；可塑；成份以粉粒、粘粒为主，局部粘粒含量高，渐变为粘土，夹少量砂砾。冲洪积成因，干强度中等，韧性中等，无光泽反应，无摇震反应，全场均有分布，揭露厚度1.20m~3.20m，层顶埋藏深度0~1.4m（局部出露地表）、层顶标高20.20~22.51m。
2、圆砾③ Q4：灰，灰白、褐灰色；饱和，稍密~密实状、大于2mm颗粒含量约50%，粗颗粒岩性为凝灰岩，风化程度为中微风化状，充填成分为砾砂或粗砾，冲洪积成因，全场均有分布，揭露厚度1.8~3.8m、层顶埋藏深度2.5~4.00m，层顶标高18.02~19.81m.
3、凝灰岩残积粘性土④ Q2：灰白、灰褐色；硬塑~坚硬状；以粘粒、粉粒为主，由凝灰岩风化残积而成，切面稍有光滑、韧性中等、干强度中等，场地内仅11、12、16、26、27、29、30、33、34号孔有分布，揭露厚度1.8m~4.6m，层顶埋藏深度，5m~5.7m，层顶标高15.92m ~17.13m，
4、全风化凝灰岩⑤：灰黄、灰白色；散体结构，岩芯呈砂土状，岩石为较软岩，岩芯极破碎，岩体基本质量等级为V级，场地内仅9、11~15、33、34、B7有揭露，揭露厚度1.3m~5.1m、层顶埋藏深度5.1m~7.6m，层顶标高12.92m~16.64m。
5、强风化凝灰岩⑥2(J3N)：灰黄、灰白色；原岩结构清晰，风化裂隙发育，散体结构，岩芯呈砂土状，岩石为软岩，岩芯极破碎，岩体基本质量等级为V级，场地除9、10、12、13、22、31、32、B2号孔外，其余各孔均有揭露，揭露厚度0.8~6m，层顶埋藏深度5.3m~10.2m，层顶标高11.51~17.11m。
强风化凝灰岩⑥1(J3N)灰黄、灰白色；原岩结构清晰，原岩结构清晰，风化裂隙较发育，碎裂结构，岩芯呈砂砾状碎裂(块)状，岩石为软岩，岩芯较破碎，岩体基本质量等级为V级，场地内各孔终有揭露且在高层建筑区均揭穿该层，揭露厚度2.7m~12.3m、层顶埋藏深度4.6~12.7m。
6、中风化凝灰岩⑦(J3N)：灰黄、灰白色；原岩结构清晰，风化裂隙较发育，碎块结构，岩芯呈短柱状~柱状，岩石为较软岩，岩芯较破碎，岩体基本质量等级为IV级，场地内各孔均有揭露且在高层建筑区均揭穿该层，揭露厚度2.7~12.3m，层顶埋藏深度4.6~12.7m，层顶标高9.23~17.0m。
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岩土名称
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重度
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压缩
模量
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直剪
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承载力
特征值
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冲孔灌注桩
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粘聚
力
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内摩
擦角
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侧阻力
极限值
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端阻力
极限值
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Y
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KN/m
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MPa
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KPa
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度
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KPa
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KPa
|
KPa
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素填土①
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18.0*
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粉质粘土②
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19.6
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4.2
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29.5
|
18.8
|
160
|
30
|
|
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圆砾③
|
20.5*
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25.0*
|
|
30.0*
|
300
|
55
|
|
|
凝灰岩残积粘性土④
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19.5*
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7.0*
|
25.0
|
20.0*
|
210
|
60
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全风化凝灰岩⑤
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20.5*
|
20.0*
|
25.0*
|
25.0*
|
350
|
70
|
|
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强风化凝灰岩⑥1
|
21.0*
|
30.0*
|
30.*
|
30.0*
|
450
|
80
|
3000
|
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强风化凝灰岩⑥2
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22.0*
|
50.0*
|
/
|
/
|
550
|
100
|
5500
|
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中风化凝灰岩⑦
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24.0*
|
/
|
/
|
/
|
1500
|
150
|
10000
|
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备注：1、表中带“*”者为经验值;2、表中“（）”内数值为固结快箭
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三、场地水文地质条件
（一）地表水
场地地处于大北溪凸岸，南侧外40m，北侧外60m为大北溪，大北溪水流量较大，水域宽度约30m，常水位标高约18.5m，近期洪峰水位标高20.50m，地表水对工程施工影响较大。
（二）地下水类类型与埋藏条件
拟建场地地下水为第四系松散岩类空隙水和岩石风化带空隙裂隙水，场地地下水类型属于潜水，场地地下水主要赋存于粉质粘土②、园砾③、凝灰岩残积粘性土①和岩石风化带中，其中园砾③含水性、透水性好、属于强透水含水层，勘探期间测得钻孔初见水位埋深2。75~3.65m，勘察结束后统一观察各钻孔内地下水终孔稳定水位埋深为2.70~3.60m（高程18.60~19.71m）,根据本区水文地质资料，场地地下水年变化幅度为1.00m，场地近3~5年及历史最高水位水位高程为20.80m。
根据本场地15号孔的地下水抽水试验成果表明当水位降深分别为2.58m、5.28m、7.62m，单孔最大涌水量分别为59.28m3/d、103.68m3/d、125.91m/3d；从抽水试验结果表明，场地下伏含水层涌水量较大（具体成果见附表5）。
四、成桩分析
本次工程，成桩后开挖7米~7.5米，成桩质量目视可见均，桩身100%合格，各桩排布平直，桩身圆直。在开挖剖面上可清晰见到从粉质粘土à圆砾à散体强风化à块状强风化的土层分布，给成桩能力分析带来准确依据。
取B37、A37、A38、B39四根桩进行分析，此四根桩在6米~7米处出现块状强风化，岩芯结构清晰。手拔可取出块状分离石，手掰不易，敲击碎裂。
300kpa圆砾层的平均钻进速度：76.7厘米/分钟。
450kpa块状强风化的平均钻进速度：47.8厘米/分钟。
550kpa块状强风化的平均钻进速度：21.5厘米/分钟。
以下为开挖后图片：
钻进数据表：
|
土层名称
|
B39桩
|
|
土层深度(米)
|
钻进速度(米/min)
|
主卷扬速度
|
动力头电流
|
土层厚度
|
用时
|
|
素填土
|
0~2.46
|
0.841
|
841
|
31
|
2.46
|
02:24
|
|
圆砾
|
2.46~5.08
|
0.785
|
785
|
50
|
2.62
|
03:18
|
|
散体状强风化
|
5.08~6.08
|
0.413
|
413
|
52
|
1
|
02:23
|
|
块状强风化
|
6.08~10.74
|
0.264
|
264
|
51
|
4.66
|
21:04
|
|
土层名称
|
A38桩
|
|
土层深度(米)
|
钻进速度(米/min)
|
主卷扬速度
|
动力头电流
|
土层厚度
|
用时
|
|
素填土
|
0~3.36
|
0.675
|
675
|
24
|
3.36
|
04:14
|
|
圆砾
|
3.36~5.28
|
0.749
|
749
|
46
|
1.92
|
02:34
|
|
散体状强风化
|
5.28~6.06
|
0.407
|
407
|
38
|
0.78
|
02:00
|
|
块状强风化
|
6.06~10
|
0.24
|
240
|
50
|
3.94
|
08:48
|
|
土层名称
|
A37桩
|
|
|
土层深度(米)
|
钻进速度(米/min)
|
主卷扬速度
|
动力头电流
|
土层厚度
|
用时
|
|
素填土
|
0~1.82
|
0.51
|
510
|
9
|
1.82
|
03:44
|
|
圆砾
|
1.82~4.66
|
0.769
|
769
|
43
|
2.84
|
03:39
|
|
散体状强风化
|
4.66~5.94
|
0.638
|
638
|
52
|
1.28
|
02:02
|
|
块状强风化
|
5.94~9.92
|
0.155
|
155
|
60
|
3.98
|
09:25
|
|
土层名称
|
B37桩
|
|
土层深度(米)
|
钻进速度(米/min)
|
主卷扬速度
|
动力头电流
|
土层厚度
|
用时
|
|
素填土
|
0~1.94
|
0.838
|
838
|
8
|
1.94
|
03:42
|
|
圆砾
|
1.94~5.74
|
0.766
|
766
|
35
|
3.8
|
06:58
|
|
散体状强风化
|
5.74~7.58
|
0.454
|
454
|
49
|
1.84
|
04:14
|
|
块状强风化
|
7.58~11
|
0.203
|
203
|
45
|
3.42
|
22:44
|
五、钻具改进
本次钻具的钻体部分，由厂商按我司要求进行制造。在施工前因对钻齿的形式与排布尚有不确定性，故钻齿部分由我司人员自行设计焊接。在施工期间一共试验了两种钻体结构、以及四种钻齿布置形式，最终确定此类土层的最佳钻具形式：
 
该钻具的特点：1、钻齿寿命长，较以前的钻具可延长2~3倍寿命。
2、破土能力较强，较以前的钻具可提高1.5倍。
3、裙边刀具有自锐能力，即在钻进磨损的过程中会自行产生刀刃并锐化。
钻齿排布要点：钻尖、侧齿、裙边刀这三者需相互配合，既要有破岩能力，同时又要有良好的导渣能力，否则会出现只破岩不进尺，造成钻进速度下降。这三者的分布位置与角度需在反复实践中才能得出最佳参数。
后续改进方向：钻齿排布暂告一段，钻体结构需要再改，可再提高钻头的导土能力，籍以提升钻进速度。
六、总结，此次工程采用新钻具并取得成功，可以穿透550kpa~600kpa块状强风化岩。
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