京沪高铁南京南站干成孔旋挖灌注桩施工技术

曾雷 张定根

【摘要】介绍了旋挖钻干成孔灌注桩的性能特点、施工工艺要求和旋挖钻干成孔灌注桩在京沪高铁南京南站站房工程中的应用。

【关键词】旋挖钻干成孔灌注桩；基础；工艺；质量

1. 工程概况

京沪高铁南京南站站房工程位于南京市南部的主城区和江宁开发区、东山新区之间，由宁溧路、机场高速、绕城公路、秦淮新河等围合的区域，距南京市市中心约10.5km。本工程由中铁第四勘察设计院集团有限公司与北京市建筑设计研究院共同设计，由上海铁路局组织兴建。中国建筑股份有限公司总承包施工。

南京南站中心里程DK1018+540.696，由北向南依次布置有京沪高速场、沪汉蓉宁杭场、宁安场。

建筑面积：387327㎡，其中主站房面积281109㎡（含客运用房89015㎡，商业用房26171㎡，设备辅助用房72015㎡，换乘用面积86640㎡，辅助生产生活用房7268㎡），无站台柱雨棚106218㎡。

±0.00相对于绝对标高：11.014m（黄海高程）；12.876m（吴淞高程）。

2. 旋挖钻干成孔灌注桩性能特点和工艺流程

2.1旋挖钻干成孔灌注桩的性能特点

本工程桩桩径从Φ800--Φ1500不等，具有桩径粗、桩身长、单桩承载力大、耐久100年、施工工艺先进等特点。根据工程所处地区地质条件及旋挖钻干成孔的优点，我们选用旋挖钻干成孔方法施工工程桩。

2.2工艺流程

施工准备→测量放线→定桩位→桩机就位→旋挖钻孔埋设护筒→护筒位置高程复核→桩机重新就位→旋挖成孔→判断入岩深度（持力层）→清孔→下钢筋笼→下导管→灌注砼→导管起卸→成品桩

3. 旋挖钻干成孔施工

3.1施工准备

施工设备的选择：因工程桩桩身最长35m；根据地质情况及工程特点，经研讨对比，决定本工程采用旋挖钻干成孔方法成孔，选用宝峨BG-25C钻机。辅助设备有 QY-25汽车吊、CAT320挖掘机、斯太尔运土车、钢筋机械、电焊机、水泵等。

3.2测量放线

依据业主提供坐标点，利用微机计算出每根桩坐标值，利用拓普康GPT-7001全站仪，投测桩位中心点及桩位控制点，控制点距中心点3米，每桩位设4个控制点。同一承台桩基要采取跳挖施工，测投桩位点亦采取跳投。

3.3定桩位

依据测设中心点及控制点，按桩位平面布置图，布置地桩。地桩选用木桩，长20cm，规格为30mm*30mm。木桩顶钉小钢钉，以此为圆心（即桩中心），旋挖钻钻头对准钢钉。该钻头要比欲成工程桩直径大20cm（为挖埋护筒用）。

定位成果先由测量员整理，经技术负责人验收合格后，报监理复核，合格后进入下道工序。

3.4桩机重新就位

桩机就位前，要平整道路以满足履带式桩机平稳行走，确保坡度不大于10度。移动机身调至桩位附近，精确调整桩机，使钻头中心对准桩中心桩位，在桩孔两侧相互垂直方向观测并试落钻头，固定机身，保证机身平整稳固。就位完毕，先将钻头中心与桩位中心重合，随即锁定桩机旋转开关，开始钻进。

3.5旋挖成孔

3.5.1施钻准备

施钻前，按设计及地勘报告所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。以便针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度。准备钻孔施工记录单及岩样盒，备足密封塑料袋（保存岩样）。

3.5.2资料收集

施钻作业分班连续进行，建立交接班制度。认真如实填写钻孔施工记录、填写机械运转记录，按钻进深度分别捞取岩样保存。

3.5.3施钻过程检查

施钻过程中随时观察主机所在地面和履带支承地面处的变化情况，发现沉降现象或钻杆跳动、机架摇晃不进尺等异常情况，立即停机检查处理。

施钻过程中，操作人员随时观察钻杆垂直度，并通过深度计数器控制钻孔深度。同时详尽并准确地记录每次的钻孔地质情况，为后续施工提供依据。

3.5.4成孔

当进尺深度达到设计标高时，在原处正向空转数圈，以清除螺杆上的积土，随后停止旋转，提升钻杆，把钻杆上带有的最后一斗渣土慢慢提离孔位，以防斗齿刮坏孔壁。

3.5.5终孔检查

当钻孔深度达到设计要求时，使用专用笼式井径测孔器测量孔径、孔型、孔深。确认满足设计要求后，经监理检查，同时填写终孔检查记录表。

3.6判断入岩深度（持力层）

利用最后钻机的钻进速度和所取上来的渣土，对照地勘报告描述岩层情况，来判断桩底持力层是否与设计相符。

3.7清孔

钻机钻到持力层，桩孔成孔后，进行清孔。清孔时用钻斗处理沉渣（带挡板的钻斗），在原处（不加压）旋转数圈，将孔底虚土（沉渣）尽量装入斗内，慢慢起钻，以防虚土再次落入孔底。复测孔底沉渣厚度要小于50mm，否则再次清孔，直至满足要求，填写清孔记录。

3.8下导管

采用直升导管法进行混凝土的灌注。导管用直径300mm的钢管，壁厚3mm，管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水。导管使用前，应进行接长密闭试验。用钻架或汽车吊吊放、拆卸导管时应防止碰撞钢筋笼。导管下至距离孔底0.5m处。

3.9灌注混凝土

3.9.1在灌注前办理好桩孔终孔及钢筋笼隐蔽验收手续，施工准备工作就绪，材料准备充分。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在18—22cm之间，扩展度控制在50—55cm之间，并有很好的和易性。混凝土初凝时间不小于4小时，并应保证在初灌混凝土完成后、混凝土初凝以前开始上部的混凝土灌注工作。

为保证导管初埋深不少于1m，根据桩径大小不同，计算不同桩径混凝土初灌量。（如Φ1500钻孔灌注桩初灌量不少于2.5 m??），并保证在初灌后能连续再灌注 ，这样就要保证第一车砼不少于初灌量的两倍（即不少于5 m??），必要时可采用储料斗。

3.9.2灌注砼开始后，应紧凑、连续的进行，严禁中途停工。灌注混凝土过程中，起拔导管时，应随时测量管外砼面高度，要勤测砼面，勤拔导管，并进行记录，防止将导管提离砼面或埋管太深。导管埋深不得小于1m，一般控制在3～4m。

3.10导管起卸

导管提升时应保持轴线竖直和位置对中，逐步、逐节提升。当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距护筒顶高度而定）。拆卸导管动作要快，拆装一次时间一般不宜超过15分钟。要防止法兰接头、螺丝、橡胶圈和工具掉入孔中，已拆下的导管要立即清洗干净，堆放整齐。

3.11成品桩保护

桩头混凝土强度达到5Mpa时，及时起吊钢护筒，注意保证桩顶不致扭曲破坏，以防损坏桩头。

4. 施工质量控制措施

4.1控制桩位桩径精度

灌注桩桩位偏差小于50mm，桩径个别断面负偏差小于20mm。孔深不许允负偏差，但不得超深300mm 。桩顶标高至少要比设计标高高出0.8m。

4.2质量检验标准

钢筋笼质量、混凝土质量主控和一般项目必须符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的规定。

4.3清孔要彻底

钻孔过程中，不得用加深孔底深度的方法代替清孔，若有超深，應以实际钻孔底标高为准计算沉渣厚度。清孔要彻底，沉渣量不能超过50mm..

5. 实施效果

工程中461根灌注桩，于2009年4月29日开始施工，于2009年9月26日完工工。依据国家行业标准《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003的要求，大应变检测12根，均符合设计承载力要求；小应变共检测461根，其中Ⅰ类桩461根，无Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类桩，均符合设计桩身完整性要求。通过检测，461根桩均可作为工程桩使用。证明了旋挖钻干成孔灌注桩的施工质量是有保障的，该批桩采取旋挖钻干成孔方法是成功的。