旋挖桩施工技术在深基坑中的应用

黄海

（中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，四川 成都610000）

1 工程概况

民航二所科研办公楼位于成都市人南立交东侧，南二环内侧。拟建物地上25层，地下2层。东侧为盛隆街，西侧为民航总局测试中心大楼。地理环境优越，交通十分方便。本工程东侧为空地，距离盛隆街27.0m；南侧距离宽10.0m的绿化带3.0m，绿化带外为二环路；西侧南端距离民航总局测试中心大楼（地面以上14层，地下1层）12.0m，距离2层办公楼16.8m，北端距离砖混办公楼（3层，基础埋深约3.0m）5.0m；北侧距离砖混办公楼（3层，基础埋深约3.0m）4.9m。场地地形平坦，地面高程为494.51～495.46m，最大高差0.95m。基坑开挖深度为7.70m～13.00m。分别对各坑壁段采用（ZH3型桩应用于7.7m坑壁段；ZH2型桩应用于11.6m坑壁段；ZH1型桩应用于13.0m坑壁段）旋挖桩进行施工。根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），该工程侧壁安全等级为一～二级。

2.工程地质及水文条件

2.1 工程地质条件

根据勘察资料，在勘察深度范围内地基土按时代和成因分为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）和白垩系上统灌口组泥岩（K2g）组成。各层特征简况如下：

①杂填土：褐色、黑灰色，松散，稍湿；主要为粘性土、粉土，分布于场地表层，含较多建筑垃圾，场地内普遍分布，层厚0.80～2.50m。②素填土：褐黄色、黑灰色为主，松散，稍湿～湿；主要为耕植土、含卵石粘性土，基本完成自重固结，含少量卵石、砖瓦块等，均匀性差，该层在场地内普遍分布于地表和杂填土层之下，层厚0.60～2.80m。③粉质粘土：褐黄色，软塑～可塑，含少量铁锰质氧化物及钙质结核，局部见卵石风化痕迹，含少量的砂颗粒，主要分布与场地北侧，层厚0.50~1.90m。④粉土：灰黄色，稍湿，主要成分为长石，含少量石英和云母，含较多粘粒或砂粒，场地内普遍分布，层厚0.40~2.50m。⑤细砂：青灰色、褐黄色，湿～饱和，主要成分为石英和长石，见少量云母碎屑和其它黑色矿物，普遍分布于卵石层顶部，以透镜体分布于卵石层中，层厚0.40~3.70m。⑥卵石：青灰色、褐黄色，饱和，稍密～密实，卵石粒径2～8cm，个别大于15cm，亚圆形，卵石成份多为岩浆岩和沉积岩，中等～微风化，中砂、砾石、少量粘性土充填，充填物含量20～50%，局部含少量漂石，卵石层顶面埋深4.70～6.60m，高程488.56～490.46m。根据《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026-2001），按N120动力触探锤击数及卵石含量将其分为稍密卵石（⑥-2）、中密卵石（⑥-3）、密实卵石（⑥-4）三个亚层：稍密卵石（⑥-2）:夹少量角砾，卵石约占60%，击数为4.1～6.9击，N120统计标准值5.69击；以层状或透镜状分布，岩芯采取率为80%。

中密卵石（⑥-3）:夹少量角砾，卵石约占70%，击数为7.0～11.0击，N120统计标准值8.47击，以层状分布为主，少量透镜体状分布，岩芯采取率为90%。

密实卵石（⑥-4）:夹少量角砾，卵石约占75%，N120击数>11击，N120统计标准值17.96击，以层状分布为主，少量透镜体状分布，岩芯采取率为90%。

⑦泥岩:根据风化程度分为两个亚层：强风化泥岩⑦-1：红褐、紫红色，粉砂泥质结构，岩质软，节理发育。岩芯多呈碎块状或饼状。岩芯碎块手可折断。层位顶面埋深13.60～16.10m，相当于绝对高程479.34～481.37m，层厚1.70～3.00m。

中等风化泥岩⑦-2：岩质较软，含少量砂质，风化裂隙较发育，裂隙面充填灰绿色粘土矿物，锤击声半哑～较脆。岩芯多呈短柱状，少量长柱状或碎块状，此次勘探未揭穿。

2.2 水文地质条件

场地内地下水类型为赋存于填土层的上层滞水和砂卵石层中的孔隙潜水。主要受大气降水、地下水迳流补给，本次勘察期间雨水较为充沛，部分钻孔测得静止水位，埋深3.50～4.70m。根据区域水文资料，历年最高水位埋深在自然地面下2.50m左右，水位年变幅1.00～2.00m。根据成都地区的降水经验，建议场地卵石土综合含水层渗透系数k取18m/d（2.08×10-4m/s），为强透水层。

3.旋挖桩施工方法和技术要求

3.1 旋挖桩施工工序：

3.2.旋挖桩施工方法及技术要求：

开孔前，桩位应定位准确，在桩位外设置定位龙门桩。桩位轴线采取在地面设十字控制网和基准点。钻机就位时，确保垂直度偏差不大于1%。

在钻进过程中，采用连续性筒式取土钻进成孔；钻机就位：通过自身履带爬行至需钻桩位，由机械自身电脑控制进行钻机桅杆与机身水平和垂直调整；埋设护筒：钻机就位后，在测量和施工人员的指导下，钻尖对准桩位中心，钻机旋挖至一定深度取出土后下放护筒。一般护筒埋深1-2m，根据现场情况护筒应高出地面30cm左右为宜；复测、校正桩位与护筒中心偏差：护筒埋设好后，由测量人员和监理代表进行桩位复核校正。本道工序完成后申报开孔通知单并进行钻进成孔；若因地层原因，旋挖钻机无法正常掘进，则才用人工风镐进行代替，并将护筒焊接，将其压至孔底充当护壁，挖孔深超过10m时必须采用机械通风。孔内照明须使用12V安全电压和防爆灯；井孔要设置牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下。挖孔工作暂停时，孔口必须罩盖。

钢筋笼制作必须按设计图纸要求精心加工。钢筋的品种，钢号及尺寸规格应符合设计要求，其制作偏差符合主筋间距：±10mm；箍筋间距：±20mm；钢筋笼直径：±10mm；钢筋笼长度：±50mm；主筋弯曲度：≤1%；钢筋笼弯曲度：≤1%；的规定：分段制作的钢筋笼，钢筋接长采用单面搭接焊，焊缝长10d，封闭箍和加强环采用单侧搭接焊，焊缝长10d，主筋焊接时接头应错开，在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的50%，螺族箍筋应大部分与主筋点焊，增加钢筋笼的强度。扎口焊接时，上下主筋位置对正，保持钢筋笼上下轴线一致。钢筋笼入孔时应对准孔位轻放慢慢入孔，钢筋笼入孔后应徐徐下放，不得左右转动，严禁高起猛落强行下放。焊接部位表面污垢应先行清除。钢筋笼下放孔内符合要求后，可将主筋点焊于孔口护筒上或用铁丝牢固绑扎于孔口，以使钢筋笼定位和防止窜动。

3.3.、桩芯砼浇筑

下灌注导管后，二次清孔，确保孔底沉渣厚度符合规范要求。

对灌注导管要检查其圆满度，垂直度及其连接密封性，按期对导管进行水封试验。下入孔内导管的底部距孔底300-500mm，并做好记录。隔水塞用和导管口径相符的皮球。保证足够的初灌量，保证埋深0.8～1.5m，连贯灌注时埋深2-6m，灌注应连续进行。灌注混凝土过程中，要经常探测混凝土面上升高度，检查埋管深度。混凝土上升到骨架底口 4m以上时，再提升导管，使导管底口高于钢筋笼骨架底部 2m以上，可以恢复灌注速度，保持正常的埋管深度，灌注接近桩顶时，要保持足够的导管高度，采用接入短导管等措施，水下混凝土灌注面高出桩顶设计高程 1.0～1.5m（此高度是根据该地层裂隙发育等情况暂定，具体由设计、监理及业主方确定），以便清除浮浆，确保混凝土桩身质量。拆除导管之前测量混凝土面高程，以保证灌注混凝土达到设计高程。

导管提升应保持居中，防止挂碰钢筋笼，拆下的导管要及时冲清干净。灌注砼时充盈系数控制在1.1。根据试桩砼充盈系数为1.3，但此地层灌注砼时充盈系数可能会大于1.1，超出部分的砼应由甲方及监理签证认可。接近桩顶时，由于导管内砼高度减少，压力降底，管外泥浆稠度比重增加，出现灌注困难，应提高漏斗高度。砼灌注完成时，适时拨出护筒，并做好孔口防护，防止发生意外事故。浇筑混凝土时，按设计及规范要求数量留置混凝土试件，测定 28d强度。

3.4 、桩顶连系梁施工

待桩芯砼浇筑后，沿桩位开挖基槽并清理出桩顶预留主筋，基槽成型并经检查合格后方可绑扎连系梁钢筋，最后支模浇筑砼，待砼浇筑8小时后即可拆模。连系梁顶标高一般可根据自然地坪高度进行调整。

[1]《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）;

[2]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）;

[3]《基坑土钉支护技术规程》（CECS96-97）