谢 显
(中国水利水电第八工程局有限公司,湖南 长沙 410000)
随着科技水平的不断进步,桩基施工工艺也在不断地进行着技术更新。旋挖桩施工技术在基坑工程施工中,对于成孔速率的提升及基坑工程施工过程中的环境保护都有着极大的作用。但是旋挖桩施工过程中容易受到施工环境及设备操作等外部因素的影响,因此,只有加强旋挖桩基础施工过程中的质量监测和控制措施,才能在保障工程施工进度的基础上,确保工程的质量达到设计要求。
旋挖桩是最近几年才广泛用于基础桩施工的较为先进的桩基施工工艺,主要用于深基坑的施工建设。在旋挖桩基础施工过程中,需要对基坑环境做好动态监测,同时通过及时优化和调整桩基施工方式,确保基坑的整体质量及安全。
旋挖桩基础施工主要是利用旋挖机钻头本身的重力进行回旋切割岩土的方式,通过旋挖机钻头内部的活门装置,将钻出的岩土回收至钻头内,通过不断提升卸土,再深挖的方式,直至将钻孔打到基桩设计深度的施工方式。在旋挖机施工过程中,必须根据前期的地勘资料,对施工所在地的岩土成分做出分析,确定是否需要采取相应的护壁措施。
旋挖桩基础施工,相较于传统桩基施工工艺,其技术优势主要体现在适应能力、成孔速率及环保效果方面。在适应性方面,旋挖桩基础施工工艺采用的动力装置能提供较强的设备驱动力,对桩基施工地质条件要求低于其他类型的施工工艺,不论是硬度较大的岩土层,还是在有地下水、流沙及溶洞的软土层,旋挖施工都可以通过较强的设备动力、泥浆护壁及钢护筒等方式完成施工,其工艺具有较强的适应性,可以确保施工的质量及工期;在成孔速率方面,旋挖机可以达到10 m/h的钻孔速度,极大地加快了施工进度,同时施工人员可以通过相关设备对钻孔位置进行精确定位,确保桩基工程的施工精度,节约施工人力成本;施工环境保护方面,旋挖机可以直接将岩土钻渣储存于钻桶内部,在卸载时不会产生泥浆,对工地的环境保护起到了良好的作用,同时旋挖机在施工时的噪音明显低于其他桩机,对工地周围居住环境的影响也降到了最低。
旋挖机在进行桩基施工时,也存在一定的缺点,首先,旋挖机由于自身重量较大,占地面积较广,因此对工地地基承载力的要求较高,在软土地基施工作业时,需要对地面进行硬化处理;其次,旋挖机在施工时,需要其他重型机械进行配合作业,例如在安装钢筋笼时,需要使用起重机,在卸载岩土时,需要相应的运土设备配合施工。
随着我国基础设施建设力度的加大,以及建筑行业的不断发展,各种多层、高层建筑不断出现。在进行复杂建筑施工中,旋挖桩技术是现阶段使用比较广泛的桩基施工技术,在不同地质条件下都可以进行有效的基础桩基施工。针对旋挖桩技术施工的说明应包括其技术应用、施工工艺、施工流程及施工要点。
旋挖桩基础施工的工艺技术在深基坑建设中的应用非常广泛,其工艺自动化水平较高、成孔速度较快并且可适应各种复杂地质条件的施工。在建筑工程规模日益增大的今天,旋挖桩基础施工工艺的应用,可以大大地节省建设方及施工方的成本投入,主要包括施工中的渣土及排污处理成本、设备租用成本、人力资源成本等,同时旋挖桩基础施工工艺的应用,对于争创文明工地也具有非常重要的作用。
旋挖桩基础施工主要的施工工艺分为三种,根据施工地质条件的不同,主要包括:干作业成孔工艺:主要用于岩土比较坚硬的地层,在成孔过程中,不必采取护臂措施,可直接形成桩孔;湿作业成孔工艺:主要用于软土地层,在旋挖桩基础施工时,需要通过泥浆护壁对桩孔进行保护;全护筒护壁工艺:主要用于施工地层存在地下水、流沙、溶洞等情况,通过套管跟进的方式,在桩孔施工过程中,形成护壁,以确保桩孔质量及施工安全。
旋挖桩桩基施工必须结合施工所在地的详细地勘资料来进行,在进行施工前,必须经过精确的计算和设计,通过科学有效的理论设计保障旋挖桩基础施工的有效性和安全性;同时在旋挖桩基础施工时,针对每一个施工工序都必须做好安全防护和监理督察工作。旋挖桩基础施工的主要流程包括:测量放线、旋挖成孔、泥浆循环、清孔措施、灌注混凝土等,具体施工流程如图1所示。
图1 旋挖桩施工流程图
旋挖桩基础施工过程前,必须根据施工设计图对桩孔位置进行精确定位,同时进行规范的测量和放线;在施工过程开始时,钻孔速度不宜过快,需等待旋挖机导向系统全部进入以后,才可以提高钻头前进速度;同时在旋挖机施工过程中,随时观测地层岩土变化并记录;在钻头因意外原因导致钻孔工作暂停时,必须保障桩孔内液体表面高于出浆口;放置钢筋笼之前必须进行清孔操作,确保孔底沉渣达到施工设计要求;钢筋笼焊接制作过程必须符合相关规范,起吊安装前必须确保钢筋笼的完好,安装过程中确保钢筋笼安装流畅,如遇阻碍,必须马上排查问题并解决;混凝土桩体浇筑过程必须连续进行,严禁中断,浇筑过程中利用插入式捣固棒振捣,同时记录及检测桩体相关参数,避免出现断桩与倾斜。
旋挖桩基础施工技术管理必须从施工图设计阶段开始,在施工图中,必须明确标注孔基位置,并对地质情况作出详细阐述,选择合适的旋挖桩基础施工工艺;桩孔施工期间,对旋挖机工作数据详细记录并与地质勘察报告相比对,对施工现场遇到的任何技术问题做好相应的应急管理预案;钢筋笼制作过程必须符合设计标准,制作工艺必须符合相关国家规定,制作完成后必须经过质量检测,确定合格后方能进行安装施工;混凝土浇筑施工过程中必须严格记录施工数据,并就浇筑桩体承载力做出详细的检测,确认桩体强度达到施工设计要求。
旋挖桩基础施工过程中,对项目标准的执行、对旋挖机设备的操作以及对施工数据的监测及分析都需要现场施工人员一一落实,因此,在加强旋挖桩基础施工的质量管理过程中,必须对施工人员进行有效的管理及培训,确保参与施工人员熟悉旋挖机操作流程及施工的整体工艺,熟悉相关数据的检测技术,同时培养施工人员在施工过程中遇到紧急情况下,能快速做出判断故障判断,并启用相关应急措施的能力。
参与旋挖桩基础施工的设备不仅是旋挖机,同时还有起重机、渣土运输设备等大型施工设备,同时由于旋挖机作业时,需要用到很多数据监测仪器,施工现场的电气设备也非常多,因此,为保障施工过程的安全顺利及桩基施工的整体质量,必须对施工现场的设备进行有效的管理。首先,必须确保旋挖机施工地面承载力达到标准,确保设备安全;其次,对施工过程中渣土运输设备做好保养维护,对运输路线作出明确划定,确保施工现场安全;然后,对于起重机及混凝土浇筑设备做好调试工作,确保钢筋笼起吊安装过程的平稳、浇筑施工顺利实施;最后,对施工现场的电气设备做好管理,保障电气设备的正常运行的同时,确保施工现场的用电安全和施工人员的生命安全。
旋挖桩基础施工最终的目的是保障桩基的整体质量达到施工图设计标准,以保障建筑工程整体施工过程及建筑物投入使用后的安全,因此,在旋挖桩基础施工质量控制的重点最终是对施工完成后的桩基进行质量检测。桩基的质量检测一般交由第三方检测机构,主要有钻芯检测法、振动检测法、超声脉冲检测法、射线法等,可以根据建筑工程实际需求做出合适的选择。针对建筑工程项目,一般要求I类桩基达到80%以上,同时严禁有Ⅲ类及Ⅳ类桩基的出现。
旋挖桩基础施工工艺是目前深基坑工程施工中,使用较多的较为先进的施工工艺。通过对旋挖桩施工工艺技术要点和施工过程中整体流程的分析,在进行桩基施工时,必须通过一定的施工质量控制体系来确保基坑工程的整体施工效果,通过制度来进行施工的管理,通过培训来提高施工人员的设备操作水平,通过数据来实现施工过程的监管,最后通过桩基质量检测来确保工程质量。只有把握好旋挖桩基础施工质量控制的要点,才能在确保建筑工程施工及建筑使用安全的前提下,提高施工企业整体的经济效益和社会效益。