全套管旋挖扩底桩技术在某工程中的应用

邓锦良

(1.福建永强岩土股份有限公司;2.福建省岩土与环境企业工程技术研究中心　福建龙岩　364000)



全套管旋挖扩底桩技术在某工程中的应用

邓锦良1,2

(1.福建永强岩土股份有限公司;2.福建省岩土与环境企业工程技术研究中心福建龙岩364000)

结合某桩基工程案例，介绍了一种自有知识产权的新型的桩基技术——全套管旋挖扩底桩。文章详细描述其施工工艺流程、质量问题分析及控制要点，并通过桩基检测论证了方案的可行性。工程实践证明，该桩基技术节能降耗，又无噪音污染、环保、快速、安全。

全套管；旋挖钻机；扩底桩

0　引言

三十年来，我国经济建设稳步快速的发展，带动了城市建设的高速发展[1]。随着高层建筑的大规模建设，桩基础技术有了很大的发展。

1　全套管旋挖扩底桩施工工艺

全套管旋挖扩底桩的工艺原理是采用大激振力高频锤沉入钢套管，旋挖钻机管内取土、采用扩底钻头扩底施工，清孔安放钢筋笼，全套管内灌注混凝土，最后通过高频锤拔管成桩，其主要工序如图1：

①高频振动沉入钢套管：对中后缓缓将桩管压入土中1m～2m，观察有无偏差并用靠尺测量垂直度后才能继续沉管，如遇桩倾斜或地下障碍物时，应及时将桩管拔出，待处理后方可继续施工。

②旋挖管内钻进取土：当钢管沉入土层预定位置后，旋挖钻机就位，调平对中，在无泥浆护壁的情况下进行管内取土，并将取出的土掷于固定区域以便外运。

取土后，应逐根观测孔底的涌水情况，经30min水位恢复量≤50mm方可进行下一工序。

③旋挖至设计标高并扩底：在管内取土达到桩底设计标高后进行更换扩底钻头进行扩底施工，施工单位进行自互检，合格后会同监理单位、业主代表一起用专用测绳进行孔深测量，并留下成孔验收签字记录。

④安放钢筋笼：在安放导管后、浇灌混凝土之前，要清理桩底沉渣，确保桩底沉渣厚度达到设计要求。吊放钢筋笼时，要对准孔位，直吊扶稳、缓慢下沉。

⑤浇注混凝土：砼由导管下料灌至标高。砼灌注工作开始后，连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，中途不停工；在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。

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⑥高频振动拔出全套管：灌注砼完毕应加振5～10s再开始匀速上拨，边振边拨，桩管内应保持不少于2m高度的砼，拨管的速度控制在0.8～1.2m/min，在较弱土层交界处应控制在0.6～0.8m/min，保证桩身砼的密实度和防止缩颈，直到将管拨出地面，在拨管过程中应用敲击钢管的方法观察管内砼下落情况及时调整拨管速度。

2　工程案例

2.1工程概况

拟建工程由1#～4#住宅楼、商业楼及地下室组成，基坑开挖面积28 121m2，两层地下室，基坑周长680m，开挖深度7～11m。总建筑面积100 485m2，地下建筑面积49 200m2，建筑物概况详见下表1。

表1　建筑物概况表

2.2地质概况

场地岩土层自上而下分别为：

杂填土①：呈灰褐色，褐黄色，松散，干～稍湿，主要由砾石、块石混杂混凝土块、砖块等建筑垃圾回填，回填时间5～7年，欠固结，均匀性较差。该层全场分布，层厚2.70～5.90m，工程性能差。

卵石②：浅灰色，稍湿～饱和，松散～稍密，卵石成分以石英岩、花岗岩为主，次圆～浑圆状，一般粒径以2～30cm为主，局部达45cm，含量占51.1～62.50%，分选性一般，中粗砂冲填。该层全场分布。层厚2.0～9.10m，现场重探击数后为4.58～16.60击，标准值N′=10.03击，工程性能中等。

粉砂岩残积砂质粘性土③：灰黄色，褐黄色，稍湿～饱和，可塑～硬塑，由粘粒、粉粒及石英颗粒组成，矿物成分已全部风化变质，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，力学强度总体上随深度的递增而逐渐增强。局部地段缺失。层厚2.20～18.50m，现场标贯修正击数后为8.03～26.11击，标准值N′=14.83击，工程性能中等。

砂土状强风化粉砂岩④-1：褐黄色，稍湿，粉砂状结构，薄层状构造，母岩为钙质粉砂岩，主要成份为石英及少量的粘土矿物等。岩石风化强烈，裂隙发育，岩芯呈砂土状，岩石坚硬程度属极软岩，岩体完整程度分类属极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类，力学强度较高，全场分布，层厚4.50～22.50m，现场标贯修正击数后为38.84～137.7击，标准值N′=44.36击，工程性能较好。

碎块状强风化粉砂岩④-2：褐黄色，灰黄色，稍湿，粉砂状结构，薄层状构造，母岩为钙质粉砂岩，主要成份为石英及少量的粘土矿物等。岩石风化强烈，裂隙发育，岩芯呈碎块状，岩石坚硬程度属极软岩，岩体完整程度分类极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ类，力学强度较高，全场分布，层厚2.35～37.62m，现场标贯修正击数后为67.74～130.20击，标准值N′=114.63击，工程性能较好。

中风化钙质粉砂岩⑤：灰色，粉砂质、钙质结构，薄层状水平层理，成分为石英、长石及少量的岩屑等，岩石节理裂隙发育，裂隙面见铁质渲染，含钙质较多，滴稀盐酸起泡，岩芯呈短柱状，锤击易碎，属软岩类。岩石取芯率TCR=80%～90%，岩石质量指标RQD=35%～45%，岩体基本质量等级总体属Ⅳ级，局部地段揭露，未揭穿，揭穿厚度4.07～5.66m，工程性能好。

2.3桩基设计情况

桩基方案选择采用全套管旋挖扩底桩。桩径800～1 500mm，扩大头直径1 500～2 500mm。桩基设计参数详见表2。

表2　桩基设计参数表

2.5技术难点

场地基坑边为均溪河，水面高于基坑底6m左右，地下水位高，对基坑止水要求高。且场地分布厚层卵石层，对沉桩有影响。

2.6质量控制要点

(1)桩身垂直度控制。检测和校正钢套管本身的垂直度，垂直度容许偏差小于10mm。钢套管振入过程中，用经纬仪不断校核垂直度。当套管垂直度相差较小，利用高频液压振动锤夹持装置调整；当垂直度相差较大时，先前后左右移动桩机使之对中。

(2)持力层判断。由于旋挖扩底钻进速度受土层种类、风化程度、机械设备影响较大，在实际施工工程中应根据工程地质报告及取出芯样判断是否钻进桩端持力层。

(3)扩大头尺寸控制。打开扩孔器后根据设计最大扩底直径，开始扩孔。当扩底钻头不再挤破孔壁，机械荷载较小，钻杆转动比较轻松且能高位挡转动时，停止扩孔，关闭扩孔器，提取转杆。

(4)清渣。扩底桩扩大头完成扩底后，将扩孔器更换为捞渣斗。多次捞渣取土后，用测锤测量，沉渣厚度<50mm后马上浇筑砼封底。

2.7桩基检测

本工程采用静载试验检测单桩竖向抗压抗拔承载力及低应变检测桩身完整性，详见表3、表4。

3　结论

全套管旋挖取土扩底桩采用全长钢管护壁可重复利用，节约制备泥浆的材料或人工护壁的钢材、水泥等砼材料，无泥浆污染，无泥皮；穿透能力强，能提供大直径、高承载力桩基；桩身砼通过高频振动密实，不产生离析、缩径等桩身缺陷；无噪音污染，避免出现泥浆护壁施工及人工挖孔桩塌孔等安全事故发生，是国家基本建设的发展方向。全套管旋挖扩底桩的推广应用，将极大改变传统的施工技术和工艺，节约资源，为我国经济建设作出新的贡献。

[1]许万强，郑添寿，张强.组合钢桩基坑支护成套技术[J].福建建筑,2011(10):96-98.

[2]沈保汉.桩基础施工技术现状及发展方向[J].建筑技术，2000(05):43—45.

[3]JGJ94-2008 建筑桩基技术规范[S].

Application of full casing rotary digging and expanding bottom pile in a project

DENGJinliang1，2

(1.Fujian Yongqiang Geotechnical Co., Ltd.,LongYan 364000;2.Geotechnical and environmental enterprise engineering technology research center of Fujian, LongYan 364000)

The Article describe the whole casing spin dig expanded bore pile construction process, analysis in the problem of quality, and control points, which combined with the example of a pile foundation engineering in Sanming City.It demonstrates the feasibility of the scheme by the inspection of the pile foundation.

Full casing; Rotary drilling rig; Enlarged bottom pile

邓锦良(1977.06-)，男，工程师。

E-mail:yqytdengjinliang@163.com

2016-04-01

TU74

A

1004-6135(2016)06-0038-03