摘 要：通过一百多年的科技发展，桩基施工在平原、高山、大江、大海及地质条件复杂的地区都实现了成功的运用，并积累了很多的经验和理论基础，但在多年泥石流堆积扇上施工深大桩基，是个非常罕见的案例，本文就这种特殊地层对桩基成孔施工进行研究探讨。

关键词：泥石流堆积地层；桩基；成孔

1 工程概况

某大桥位于构造剥蚀高中山地貌，主要表现为山体强烈隆升、河流深切、山高坡陡，河谷两侧多为滑坡、崩坡积和泥石流等堆积物，特殊的地形地貌给桥梁选址带来了很大的局限性，故造就了在泥石流堆积扇上施工深大桩基的罕见案例。

1、桩位处地质情况：漂卵石、块a石为主，粒径2cm～3m以上；骨架颗粒含量约70-80%，粒径离散性大；骨架空隙以砂质、泥质及角砾填充；地层地质分层极不均匀；局部存在漂石架空层，具有空隙大，稳定性差等特点；无有毒气体。

2、处水文情况：桥址区地下水主要为第四系松散堆积层孔隙水，桥址区地形起伏较大，除山间沟谷外，地下水埋深普遍较深，地下水位在地表以下23m处，地下水从高处向低处有一定的流动性。

3、桩基设计情况：共30根桩基，设计直径为2.5m，桩长42m的钢筋混凝土灌注桩，受力类型为摩擦桩。桩基布置为顺桥向5排，桩中心间距为6.5m+6.25m+6.25m+6.5m；横桥向6列，桩中心间距均为6.25m。

4、其它情况：交通极为不便，桥址处无高压电力供应，无造浆粘土。

2 桩基成孔方案比选

灌注桩施工最关键的工序就是成孔，由于地层构造的多样性、复杂性和部分不确定性，因而灌注桩成孔也有各种方法，归结起来可分为机械成孔和人工挖孔两种方法，机械成孔按钻机类型主要分为旋转钻机成孔、冲击钻机成孔、旋挖钻机成孔和套管钻机成孔。由于成孔方法的选择直接影响桩基质量、工期及成本，故桩基施工前必须对成孔方法进行比选。

根据机械成孔适用范围选择钻机类型：

通过机械成孔的适用范围可确定冲击钻机成孔适合本地层。

冲击钻机成孔与人工挖孔施工方法的比较及分析：

3 地下水的解决措施

采用在承台范围内通过深井降水的方法，将水位降低至桩底标高以下1m（水位降深达20m），降水井拟采用小型冲击钻机冲击成孔，成孔孔径600mm，再下放管井，管井采用钢管，直径300mm；再用大功率深井泵抽排水以达到降水目的。

1.深井降水施工的可行性分析：

桩基距最近水沟距离约180m，距附近江面最近距离约140m，江水面高程为低于桩底设计标高7.549m，不会对降水施工带来较大的影响，地下水主要分析来源为山体地表覆盖层孔隙水和水沟上游水源渗流，由于地勘报告中没有地层的水力参数，参考经验数据取值计算（地层渗透系数K取30 m/d，水位降深20m，抽水影响半径R取1500m），桩基范围内的假定基坑总涌水量计算值为15431.80m3/d，采用内径300mm、深55米的降水井需10口。

①降水计算

a、抽水井深度计算

抽水井深度计算示意图

抽水井深度计算公式：H=H1+h+l+L·i

H——水井深度（m）；

H1——桩基开挖深度（m），H1=42m；

h——降水面至桩底距离（m），取1.0m；

l——降水井滤管长度（m），取10m；

L——降水井至承台中心距离（m），取17.5m；

i——降水形成的水力坡度，取1/10；

计算得：H=54.75m，取值55m。

②承台范围内总涌水量估算

涌水量计算示意图

由于桩位处的泥石流堆积层较厚，底部不透水层深度未知，勘察未能打至不透水层，水井类型属于均质含水层潜水非完整井，考虑挖孔桩桩底标高尚比河流标高高7m，我们采用基坑远离边界计算；计算公式：

Q=1.366·K·{（H2 -hm2）/[lg（1+R/r0）+ （hm‐l）/l·lg（1+0.2· hm/ r0）]}

Q——总涌水量（m3/d）；

K——渗透系数（m/d），查《建筑施工计算手册》表2-15按粗砂取值K =30 m/d；

H——潜水含水层厚度（m），因为初见水位23.5m，地勘64.7m未打穿，取值H=50m；

hm——hm=（H+h）/2=（50+30）/2=40；

l——l=10m；

S——水位降深（m），取S=20m；

R——抽水影响半径（m），R=1500m；也可参照《建筑施工计算手册》表2-16中取值；

r0——基坑等效半径（矩形基坑计算）；r0=0.29（a+b）=0.29（29.5+35.25）=18.78m

Q=1.366·K·{（H2 -hm2）/[lg（1+R/r0）+ （hm‐l）/l·lg（1+0.2· hm/ r0）]}

=1.366*30 *（502‐402）/[lg（10+1500/18.78）+ （40‐10）/10·lg（10+0.2· 40/ 18.78）]

=40.98*376.57

=15431.80m3/d

③单井出水量计算

单井出水量计算公式：q=120*π*TS*l*k^（1/3）

=120*3.14*0. 15*10*30^（1/3）

=1756 m3/d

符号意义同前。

④深水井数量计算及水泵型号选择

计算公式：n=1.1·Q/ q=1.1x15431.8/1756=9.6，取值10；

深水泵每小时流量：Q1=1756 /24=73m3/h

考虑深水泵的工作效率，水泵的排水量加大，水泵选择250QJ100—4型。

2.成井难度上分析

降水井成井口径小，所需直径仅600mm，不会像大直径孔桩容易塌孔，施工过程中采用购进的优质粘土造浆护壁。

3.施工工期上分析

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本文标题：地下水丰富的泥石流堆积地层桩基成孔方法研究
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