软土地基大直径钻孔灌注桩旋挖成孔的施工控制

史秋艾

中煤地生态环境科技有限公司 北京 100071

1 背景工程介绍

工程位于上海浦东新区外环线以东、龙东大道以北的张江高科技园区银行卡产业园内。基坑开挖面积11180m2，基坑周长442m。该工程基坑普遍开挖深度约16.05m，局部深坑落深0.8～1.6m。围护体系使用钻孔灌注桩围护结构，三轴搅拌桩止水，三道混凝土支撑体系。基坑围护墙体使用Φ1200mm@1400mm钻孔灌注桩，有效桩长31.5m，坑边局部落深处使用Φ1200mm@1400mm钻孔灌注桩，有效桩长34.5m。本场地地基土属典型上海市软弱场地土类型，且局部浅层土砂性较重。

2 软土地基大直径钻孔灌注桩旋挖成孔存在的问题

2.1 地层不稳定

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，地层不稳定是一个很常见的问题。工程地基土属典型上海市软弱场地土类型，且局部浅层土砂性较重。软土地基本身就具有不稳定性，并且存在水分渗透、荷载集中等问题，因此在钻孔过程中容易出现地面塌陷等问题，导致施工进度受到影响，甚至可能对施工质量产生影响。

2.2 钢筋笼装配不良

钢筋笼需要严格按照设计要求进行装配，并确保其与钻孔壁面之间的距离符合要求。如果装配不当，则可能导致混凝土无法充填至目标位置或者填充后强度低下。

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，钢筋笼是起到连接地面结构和深层地基的作用的重要组成部分。如果钢筋笼装配不良，会严重影响灌注桩的质量和承载力，甚至可能导致桩身开裂、变形、断裂等问题。

2.3 转子选择不当

根据岩土工程学原理，在处理软腐泥地基或黏性土壤时使用较大转速的转子是最好的选择。如果使用了过小的转速，那么容易导致进入较深层次时无法顺利开孔或者无法及时排除土屑[1]。

3 施工控制关键点

3.1 钻机选择

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，钻机的选择非常重要。选用合适的钻机可以提高工作效率，保证施工质量和安全性。而对于软土地基这种特殊情况，钻机选择更需要考虑周全。首先，应该根据场址的具体情况来确定最佳的设备类型和参数。在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔通常需要使用大功率、转速较低的设备，以确保开孔效果和安全性。针对不稳定地形和变异地质条件，需选用可靠性高、适应能力强的设备。同时还需要关注设备本身的耐久性、可维修度等指标，根据实际情况来选择尺寸、型号等相关参数。在考虑设备型号时还应充分考虑施工环境因素，如施工场所宽窄、障碍物多少等，以便设备能够在狭小空间内有效运行并可随时调整方向与位置。确认好所需材料后再检查是否符合相关技术规范，在此过程中应充分考虑材料的质量、强度等指标，同时对选用材料进行必要的检测和筛选。在设备使用过程中应监控其工作状况及时做好维护保养，只有这样，才能避免可能出现的故障或意外情况，并确保钻机的高效率运行。

总之，在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，钻机选择是非常重要的一环。需根据实际情况来选型，以尽可能满足施工需要，确保施工进度、质量和安全性。同时还需注意设备维修保养，在使用过程中做到科学合理调配，以提高设备使用寿命并降低成本。

3.2 转子选择

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔的转子选择是非常关键的一步。转子的选择直接影响到施工质量和效率，同时也与施工安全密切相关。因此在选择转子时需要考虑以下几个方面：软土地基通常比较松散、易塌陷，在进行钻孔时容易出现地层不稳定等问题。因此在选择转子时需要充分了解地层特征，并根据实际情况选用符合要求的转子。对于软土地基，选择合适的转速和进给速度可以提高开孔效率，并避免出现卡钻或者断壳等问题。选用合理大小和形状的转子可以有效降低设备维修频率并提高施工效率。软土地基环境复杂，在使用过程中可能会受到各种不同程度的损伤，所以在设计过程中应该考虑到耐久性和可靠性等指标，并确保其能够承受重压、高温、强腐蚀等不同环境。需要根据实际施工情况来选择转子种类，以保证设备可以在狭小空间内运行。软土地基的钻孔较为困难，要选择合适的转子，还需要考虑到成本问题。不同型号、材质的转子价格差异较大，应该根据实际需求和预算来做出选择。

3.3 钢筋笼装配

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔的钢筋笼装配是非常重要的一步。钢筋笼作为连接深层地基和地面结构的关键部分，若装配不良会严重影响到灌注桩的质量和承载力。

首先，需要确认好设计方案，根据施工图纸或设计方案确认好所需要的钢筋笼规格、数量、尺寸等相关参数。其次，做好提前加工，理顺每一根钢筋，并将其机械加工为符合规定标准的长度和形状，以便后续安装。再次，钢筋笼预制，应在专门设立预制场所内按照设计方案进行统一生产。这样做可以有效控制施工进度，从而保证施工质量和安全性。

装配过程中要对每个环节都认真检查，确保构造形状、尺寸等与设计方案相符，并对接口处进行充分焊接处理以增强整体稳定性。在操作过程中要注意随时清理现场垃圾、碎片等杂物，避免钢筋笼发生变形或损坏等不良情况。完成装配后需进行验收，确保灌注桩的质量和承载力达到设计要求。

3.4 施工过程监督

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔的施工过程监督是确保施工质量和安全性的重要环节。在监督过程中，应注意以下几个方面：在施工前应对现场进行初步勘探、测量，并根据相关规范和标准对施工方案、设备和材料等进行比对和分析。在钻孔过程中，需要实时监测土壤的稳定情况，并采取相应措施，以保证危险因素得到及时排除。并检查钻机的转子状态是否正常，对异常情况做出相应反应。同时还需要及时核实钢筋笼的数量、尺寸、形状等参数是否符合设计要求，确保其焊接牢固。安全检查不可或缺，每日进行安全检查并记录，及时发现隐患并做出处理或报告。同时还需要加强现场管理，防止人员违规行为导致事故发生。而在完成钻孔之后，需要在断面位置开展必要的检验和试验，以确保灌注桩的质量和承载能力达到要求[2]。

4 软土地基大直径钻孔灌注桩旋挖成孔的施工控制策略

4.1 加强场地勘察

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔施工时，场地勘察是非常重要的一步。由于软土地基的特殊性质，场地勘察需要更加细致和全面。因此，需要对当前施工区域内的地形、水文、气候等情况进行全面了解，并结合当地历史记录资料进行分析，以确定预计条件。在现场利用先进设备对软土层深度进行测量，并对深部岩石等硬质材料走向、岩性等相关参数做出初步判断。并对目标区进行植被探测及采样分析，以便于推断未来3～5年内该区域未来可能发生的变化趋势。此外，还需要获取过去关于该区域的沉降、渗透系数及其他有关数据，并在施工前计算其影响范围。在此之后选择合适的探测方法，对软土地基进行深入探测。可使用静力探测、动力触探、岩土试验等方式获取更加详细的数据。最后，对所采集到的样品进行化验和分析，以便于确定施工方案和材料选用。

4.2 增加支撑措施

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，由于软土的性质，施工过程中可能会发生土体失稳、坍塌等问题。为了保证施工安全和施工质量，需要采取一些措施来增加支撑力度，保障施工顺利进行。在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，可选用各种支撑材料来加强支撑力度。例如，在开挖过程中可以使用钢板桩作为暂时性护壁；也可以使用水泥浆固化技术对开挖面进行加固；最常见的则是使用钢筋网片或钢管作为加固材料以增强抗压能力。在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，还可以设置临时支撑结构。例如，在开挖过程中可设置预制混凝土墙、砼梁等临时结构体系，以确保周边环境稳定并防止侧壁塌方；同时还需对其稳定性进行计算分析，以保证其承载能力符合工程要求。需要对施工过程进行实时监测，特别是针对地层的稳定性和变形情况等方面，这样可以及时发现问题并采取相应措施，避免意外事故的发生。

4.3 调整转子速度

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔时，调整转子速度是解决施工中的关键问题之一。在这个过程中，需要实时监测地层稳定情况和钻机性能，并根据实际情况适时调整转子速度。在开始施工前，需要充分了解软土地基的地层特征、土层厚度、强度等参数。同时对可能存在的隐患因素进行识别和预警，制定处理措施。然后将破岩器按规定安装到钻杆上，并在开始钻进前检查其工作状态是否正常。当遇到硬质物时，可通过升降机构抬高整个破岩器以增加其下压力；如果土体比较松散，则应适当减缓转子速度、缩小进给量以避免塌方或坍塌现象的发生。并且在施工过程中要实时监测土壤变形及排水情况，并根据数据分析得出合理结论。如若发现不稳定现象，则应及时停机处理，以保障施工安全。钻杆是钻孔中不可缺少的部分，其质量的好坏与施工过程中的效率、质量直接相关。在使用过程中要注意维护，避免其出现变形、弯曲等情况，并对破损部位及时更换。

4.4 优化钢筋笼设计

大直径钻孔灌注桩是一种在软土地基上应用广泛的基础工程，因此优化钢筋笼设计对于保证施工质量和安全至关重要。

首先，需要熟悉并掌握有关大直径钻孔灌注桩的设计规范与标准，确保符合相关规定的强度、稳定性、耐久性等要求。同时，也需考虑到当地实际情况和环境因素（例如气候、水文环境等）。其次，在确定所需承载力和深度后，可以通过计算方法确定所需的最小截面积和数量，并据此选择适当的钢筋直径及材料，以确保其满足相应强度指标。同时注意避免过多或不够用的问题。并根据所选用的材料及规格来计算每个部位所需的长度，结合实际情况调整每一个零件之间距离的宽度，以满足设计要求。在确定钢筋的密度时，需注意避免过于布置紧密而导致难以进行混凝土灌注。再次，确定连接方式。钢筋笼的连接方式也是关键之一。目前通常使用焊接和扣件两种方式，其优劣及适应情况因地区和工程差异较大。在选择时需要结合实际情况、施工条件等因素综合考虑。最后，加强施工管理。在施工过程中需要加强对钢筋笼设计和制作工艺质量检测的控制，重视每一个环节，确保生产出高质量、符合规范标准及安全要求的产品[3]。

4.5 加强施工人员技能培训

在软土地基上进行大直径钻孔灌注桩旋挖成孔，施工人员的技能水平直接影响到施工的质量和效率。因此，加强施工人员的技能培训是保证工程顺利完成的重要手段。对于新进入该行业或岗位的施工人员，应加强系统的理论培训和实际操作指导，并对其所需掌握的知识点、操作流程等进行全面而有序地讲解。同时还应定期组织现场教学、考试，以检验及巩固所学内容。理论与实践操作相结合是提高职业技能最有效的方法之一。培训过后，应安排适当时间与机会供新手们参与实际作业，鼓励其放开手脚，尝试自主解决问题。这样能够将理论知识转化为实战经验，同时也有助于发扬个人创造力及团队协作精神。在日常工作中遇到问题，应及时借鉴其他工作人员的经验和技巧，学习他们解决问题的方法。

5 结束语

软土地基大直径钻孔灌注桩旋挖成孔技术是处理软土地基的重要方法之一。然而，在实际施工过程中也会遇到各种问题。为了解决这些问题，应该从选择适当的施工设备、调整转子速度、优化钢筋笼设计、增加支撑措施以及加强施工人员技能培训等方面着手采取相应措施，最大限度地保证软土地基大直径钻孔灌注桩旋挖成孔效果。