浅谈旋挖桩在实际工程中的应用

谷家传

【摘要】以重庆某房建工程为例，从旋转桩的优点、施工工艺技术、施工质量检测、进度和安全措施保障等几个方面对旋挖桩的工艺和施工方案进行了探讨。研究结果表明，本施工方案设计合理，符合技术规范和安全建设要求，可供同行技术人员进行参考。

【关键词】旋挖桩;基础设施;地下基础;安全保障           【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.31.121

土木工程建设的不断发展，桩基施工机械化水平不断提高。按照施工工艺不同可分类为灌注桩、静力压桩、振动沉管、粉喷桩、旋挖钻等。本文以旋挖桩施工为例，探讨旋挖钻施工原理及优势。旋挖钻成孔是通过底部带有活门的桶式回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计孔底标高[1]。这种施工工艺主要有如下优势：1）成孔速度快，与传统的循环钻机相比优势明显，这样就有效地保证了工程的进度;2）旋挖钻机区别在于可以循环使用泥浆，而传统循环钻机是不断地产生泥浆。旋挖钻机更可适用于干成孔作业。3） 环保特点突出，与传统循环钻机不断产生泥浆相比，旋挖钻机可以循环使用泥浆，旋挖钻机适用于干成孔作业;4）行走移位方便，旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置;5）桩孔对位方便准确，在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，有效的保证了成孔的各项指标。基于旋挖钻机施工效率高、速度快、施工精度高、履带式行走移位方便的特点，该工程桩孔的施钻可采用旋挖钻机。

1、工程概况

大足区万古工业园区安置房（二期）建设项目建筑面积为111396.22㎡（其中1#楼建筑面积为2802.84平方，2#楼建筑面积为6798.71平方，3#楼建筑面积为2988.22平方，5#楼建筑面积为15646.32平方，6#楼建筑面积为17792.65平方，7#楼建筑面积为17792.65平方，8#楼建筑面积为17885.17平方），这几栋的基础形式为机械钻桩。该工程为政府主导的重点工程，挖孔桩所处位置特殊，工期紧，桩间距较大，挖孔桩开挖浇筑的进度和施工安全都是要求很高，因此有必要编制专项施工方案。

2、施工工艺技术

旋挖桩的施工工艺主要分为桩位的测设和检测，桩基的开挖和泥浆护壁、成孔检测，钢护筒和钢筋笼的制作和安装，混凝土的浇筑和养护等几个部分，现分别将过程阐述如下。

（1）桩位放样与质量控制。按从整体到局部的原则进行桩基的位置放样，并作好记录留查。通过定位的控制桩放样，把钻孔的位置标孔底。采用旋转机上的控制系统，实时对旋挖钻机的钻孔深度，垂直度进行调节，成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查。

（2）桩基开挖与护壁。在施工过程中回填上部采用钢护筒护壁，下部采用泥浆护壁，防止塌孔和孔内缩径。泥浆护壁是利用泥浆与地下水的压力差来控制水压力与孔壁压力，以确保孔壁的稳定。钻孔达到设计深度后，停止进尺，将钻头提出，采用清底钻头进行清孔，然后注入净化泥浆置换孔内含渣的泥浆，清孔时孔内水位需保持在地下水位以上3.0～6.0m。

（3）钢护筒和钢筋笼的制安。根据地勘结果，地表为回填土，回填物颗粒大小不均匀，存在塌孔隐患，需要下长度不少于回填层厚度、厚度不小于10mm的护筒，在灌注混凝土时，随灌随拔护筒，混凝土灌注完成后，将护筒拔出。下笼前在孔壁内侧下放三根直径为50mm的钢管、并兼作钢筋笼保护层，确保钢筋笼居中，从而减少钢筋笼与孔壁擦挂掉土入孔内。钢筋笼下完后，再次测量孔深，以确定孔内有无虚土和沉渣，如果孔内有虚土和沉渣，吊出钢筋笼，用旋挖钻机清孔后再次检查沉渣厚度，直到符合规范允许范围内要求。

（4）混凝土浇注。本工程施工采用商品混凝土，采用水下灌注混凝土方法进行施工，主要有如下步骤： 1）按照设计要求沉放钢筋笼;2）在導管底部开放的状态下将导管缓慢的沉到距孔底300～500mm的深度处;3）将封口板或球塞放在漏斗底部，封口板用细钢丝绳引出;4）灌入首批混凝土，加满整个料斗;5）将封口板或者球塞向上拔出，初灌混凝土，导管埋入混凝土内1.5m以上;6）连续灌注混凝土，上提导管，导管下口要始终埋在混凝土内下2m以上;7）混凝土灌注完毕，拔出护筒。混凝土浇筑完成后，及时检测混凝土浇筑质量，并进行养护。

3、特殊情况下的处置方案

本工程的施工难点在于高填方的施工，因为回填物中石块颗粒不均匀，较松散，钻进过程中容易发生塌孔[2]。处于沟谷处的楼栋桩基底层下部有5～6m软弱层，该软弱层有一定可塑性，易产生缩孔，根据地勘报告结合工程实际情况，对该工程不同地质段、会存在问题与处理办法。（1）塌孔的处理。针对孔桩缩孔、塌孔的情况，采用钢护筒进行处理，钢护筒按基础桩扩孔孔径设计，结合施工现场须采用10mm厚国标钢板，加工制作成现场所需要尺寸大小的钢护筒，然后运转至施工现场按流程进行施工。（2）钢筋笼上升。钢筋笼上升主要原因是由于砼表面接近钢筋笼底口，导管底口砼的灌注速度过快，使砼下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部1m～3m，且砼表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢砼灌注速度，最大灌注速度<0.4 m3/min。同时，还应适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少砼向上的顶托力，把筋笼上端焊固在护筒上，抵消部分顶托力，在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。（3）灌注桩补强。对需补强的桩，用超声波等无破损深测法探测的桩要钻两个孔，一个用做进浆孔，另一个用作出浆孔，孔深要求达到补强位置以下1m，柱桩应达到基岩。然后用高压水泵向一个孔内压入清水，将夹泥和松散的砼碎渣从另一孔冲洗出来，直到排出清水。

4、工程质量、安全与进度保证措施

基础施工过程中，在保证施工质量和安全的同时，如何保证工程进度是业主和施工方都十分关心的事情[3]。对于提高基础施工质量，主要从建立高质量的质量保证体系，建立质量保证措施、严格按设计要求施工和执行有关规范，做好质量保证组织措施，如加强内部管理、明确目标，严把“三关”，确保工序质量。安全生产是工程建设的重中之重，主要是加强组织保障，成立专门的安全机构，负责协调保障。机械施工时最好协调管理和安全检测，孔口及时进行支护，防止发生塌方或掉落碎石，同时做好排水。机械作业人员需要做好专门培训，持证上岗。同时做好现场的安全管控，施工设备用电安全措施，施工机具使用安全措施。同时，要加强施工期间全过程的监测和检查，及时把控施工质量。对于如何加快工程进度。主要是通过调整组织措施、技术措施和管理措施，主要从如下6个方面进行把控：组建强有力的项目施工领导班子、做到机械设备落实到位、编制切实可行的实施方案措施、做好各类物资保障、进行目标任务分解最终责任落实到人、编制专项预案，对项目进度进行动态调整和管理。

参考文献：

[1]孙为.浅谈旋挖桩在工程在实际应用中的质量控制[J].建筑工程技术与设计，2015（19）：934-934.

[2]施炳恒.浅谈建筑工程旋挖钻孔桩施工技术[J].中国科技投资，2017（4）：76.

[3]庄小香.浅谈旋挖桩在基础工程中的应用[J].四川水泥，2017（6）：334.