西北地区大厚度细砂层旋挖钻孔灌注桩施工技术

杨小琼

（甘肃第七建设集团股份有限公司 甘肃兰州 73000）

0 前言

西北地区大厚度细砂层的地质条件下进行旋挖钻孔灌注桩施工，在上部换填与局部钢护筒护壁施工技术基础上形成的西北地区大厚度细砂层灌注桩综合施工技术。

1 特点

（1）在旋挖成孔过程时桩身上部土层出现土质疏松、塌孔，立即对上半部分出现塌孔的区域采用三合土（粘土∶水泥∶砂=5∶3∶2）进行换填处理。

（2）灌注桩塌孔出现在桩身中部及以下时，采用局部钢护筒护壁施工技术，并采用特制的助推桶安放钢护筒，提高施工效率。

（3）钢护筒侧壁梅花型布置φ35mm的孔眼，加强桩身与钢护筒之间、钢护筒与侧壁之间摩阻力。

（4）西北地区大厚度细砂层灌注桩、桩底扩大头部位后注浆固结沉渣细砂。

2 施工工艺流程

井桩测量定位→钻机就位→首节开挖→开挖桩孔土方→钻进过程中出现塌孔判断塌孔位置，选择处理方法→塌孔及换填→二次开挖→中、下部塌孔安放钢护筒及连接→清孔及验收→钢筋笼吊放→二次清孔→浇筑混凝土。

3 操作要点

3.1 施工准备

（1）对施工现场所有操作人员进行施工技术交底和安全交底。特别是对本工程的砂层分布特点即将面临的施工状况进行详细的交底，在旋挖机作业时，除机组以外其他人员应与施工机械保持一定安全距离。

（2）材料准备：进入施工现场的材料必须具有出厂合格证和检验报告、经复试合格后方可投入使用。

（3）机械准备：施工前必须先检查机械完好率，同时要求操作人员必须了解设备的构造和性能，熟悉操作方法和保养要求，规范操作机械，同时现场须有完好的备用机械。

3.2 钢护筒制作

根据现场实际情况，为了使钢护筒有足够的刚度，承受灌注桩土壁变形引起的侧压力，护筒材料厚度≥4mm，工程护筒外径按灌注桩设计尺寸（D+200）mm加工焊接成标准高度1200mm，在筒身上打满φ35mm的孔眼，梅花形布置，孔间距为260mm×225mm。第一排与最后一排中心距筒边150mm，第一排与最后一排中心距为900mm。为方便工程钢护筒吊放，防止护筒上口挤压变形，要求在每节护筒内壁顶部焊接2根φ12圆钢吊钩。

3.3 钢筋笼制作

（1）钢筋笼加工：钢筋笼施工厂区内制作，尺寸控制按照设计图纸及施工规范。接头采用焊接或机械连接，接头按50%错开，外露钢筋留置长度满足搭接（焊接）长度。主筋与箍筋点焊连接。

（2）钢筋笼提前按设计图纸加工成型，为使钢筋笼具有一定刚度和整体性，应采取适当的加固措施，防止变形。钢筋笼第一节下口稍弯折成倒锥台状，使其吊放入孔方便。

（3）灌注桩测量定线。

根据已测放的建筑物控制线或轴线，测放每根桩位的中心线，并用φ12的钢筋插入桩心做标记保护，派专人监管负责。

（4）机械就位。

钻机摆放到位后，对准钻孔中心。利用系统对钻机进行桅杆调直，保持钻机转盘中心、钻头、桩位中心在同一垂线上，做到垂直钻孔，桩位中心垂直偏差应小于20mm，严格控制灌注桩成孔垂直度不大于1%。

（5）钻头着地、开孔。

缓缓放下钻头，使钻头中心与桩心重合，启动钻机，以低速旋转开孔。利用钻头自重并加液压作为钻进压力。

（6）首节开挖。

在桩成孔开挖土方时因桩距过小，采取跳孔开挖，以防塌孔，开挖后及时在桩端上口安设工具钢护筒。

（7）钻进成孔工艺。

成孔前检查钻头装置、直径、磨损情况，对钻头磨损超标的及时更换。

利用旋挖机安装的红外线摄像头和操作室内的显示仪可对成孔情况进行实时监控，一旦孔中发生坍塌，能及时确定塌孔的位置。首先在操作室内的显示仪盘信息输入系统输入成孔灌注桩的桩顶标高、桩底标高、桩身长度等参数进行开挖，开挖过程中遇塌孔时，可在显示仪上显示，依据数据显示盘显示塌孔上下标高数据，不仅能依据上下标高数据确定塌孔部位，同时也能根据两标高数值的差值预估护筒加工长度。

（8）上部塌孔及换填。

根据现场实际成孔情况，并查看地质报告，在旋挖成孔过程时桩身上部土层发现土质疏松、塌孔，立即对上半部分出现塌孔的区域采用三合土（粘土∶水泥∶砂=5∶3∶2）进行换填填处理，采用旋挖钻钻斗将桩孔内的土挖出，用汽车吊或塔吊将电动冲击夯吊入塌孔部将三合土（粘土∶水泥∶砂=5∶3∶2）进行分层夯实，夯实后放置最少3d后进行二次开挖。

（9）二次开挖。

当桩身上部塌孔部位细砂层用三合土置换处理并静置最少3d后，在桩身周边形成了一圈相对稳定的土层，此时便可进行旋挖钻二次开挖。

（10）中、下部塌孔及护筒设置。

根据现场实际成孔情况，并查看地质报告在旋挖成孔过程时桩身中下部及下部末端土层发现塌孔，立即对采用局部加设钢护筒成孔。

依据数据显示盘中显示塌孔上、下标高数据确定的塌孔位置，立即采用预先加工好的钢护筒进行支护作业。钢护筒采用4mm厚钢板卷制焊接而成，钢护筒外直径为桩身直径+200mm，并在钢护筒侧壁上布置第一排与最后一排孔眼中心距为900mm的φ35mm的孔眼。

3.4 清孔及验收

成桩前要进行整体清孔，通过旋挖钻机钻头清渣工艺。在孔内做二次或多次投钻。即用钻斗一次投到设计标高，在原位旋转片刻，停止旋转，静拔钻斗，使孔底沉渣尽可能清理出来。

钢筋笼安放过程中会出现碰撞孔壁而造成的虚土或沉渣，必须进行二次清孔，采用勺钻清理孔底虚土。如虚土是砂或砂卵石时，可先采用孔底浆拌合，然后再灌注混凝土。端承桩孔底沉渣不得大于50mm。经验收合格后可进行下一道工序。

3.5 钢筋笼吊放

（1）采用塔吊或汽车吊吊放钢筋笼，人工辅助对准。吊放钢筋笼过程中保持钢筋笼中心轴线与桩心轴线吻合，保证桩顶标高、钢筋笼焊接、保护层符合设计要求。钢筋笼放置前在钢筋笼外侧绑扎定型保护垫块，厚度与保护层要求厚度相同。

（2）钢筋笼吊放入孔时，应对准孔位轻放、慢放。以免碰撞孔壁，采取措施固定在护筒口上端周边预先均匀放置四根导向小钢管，当钢筋笼吊起垂直扶正后，沿导向钢管缓缓下放到底，吊起导向钢管。导向钢管设置在孔深的1/2～2/3。为防止灌注混凝土时钢筋笼移位，在灌注桩井口用混凝土垫块塞实固定。

3.6 浇筑混凝土

根据图纸设计及规范标准要求出具混凝土试配委托单，注明水泥、粗细骨料及外加剂掺量要求。由相应资质的混凝土试验站提供施工配合比。混凝土浇筑前，再次检查孔底沉渣是否符合规范要求，钢筋笼放入孔内后立即浇筑混凝土，若钢筋笼吊入桩孔放置时间超过4h必须进行二次验孔，如孔内出现新的沉渣，必须二次清孔。

3.7 后注浆

为提高桩端承载力，消除灌注桩不均匀沉降，采取后注浆的方法来固结沉渣，提高单桩承载力，采用预埋注浆管和配套的专用四通及注浆头具有一定强度的软管，确保浆液注入均匀，采用我司研发的“注浆头”它包括由一个直径为φ30长度为300mm的焊接钢管上下套丝便于注浆头的连接，每间隔50mm做十字对称打直径为8mm的孔眼，共计20个孔眼，孔眼四周缠绕黑胶布，用图钉由外向内堵塞孔眼。

4 结束语

西北地区大厚度细砂层旋挖钻孔灌注桩综合施工技术，施工全过程处于安全、快速、优质的可控状态，施工中无泥浆外流，无安全生产施工发生，得到了业主和监理单位的一致好评，为工程创优奠定了坚实的基础。

该技术充分体现了绿色建筑理念，因地制宜，符合“节能、节水、节地、节材、保护环境”的四节一环保及绿色施工要求，取得了良好的社会效益。