浅谈旋挖成孔灌注桩在新近回填土中的施工方法

李 松 张程萍 杨 柳 程 鹏

中国核工业二四建设有限公司

施工技术

浅谈旋挖成孔灌注桩在新近回填土中的施工方法

李 松 张程萍 杨 柳 程 鹏

中国核工业二四建设有限公司

在新近回填土中采用旋挖钻机成孔施工技术，具有施工效率高，施工安全、环保的特点，适用于安全文明施工、质量要求较高且工期紧的工程项目。

新近回填土；旋挖成孔灌注桩；施工方法

1 引言

对于新近回填土一般情况下设计选用人工挖孔桩，但在实际施工中如桩身过长，施工速度不仅慢，而且危险性很大。而采用旋挖成孔灌注桩成为首选，旋挖成孔是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，该施工方法主要特点是施工效率高、安全、环保，适用于安全文明施工、质量要求较高且工期紧的工程项目。

2 工程概况

本工程为32层框架剪力墙结构，原设计选用的为人工挖孔桩，根据所提供的地勘资料和对现场的实地勘察，本工程部分桩身长度超过30米，且地下水较丰富，新近回填土厚度较深，回填土为泥夹石，土体内石方含量高，如在上述回填土中采用人工挖孔桩，桩身过长施工速度不仅慢，而且危险性很大；为保证施工安全，建设单位多次会请专家对本工程桩基选型进行论证，最后确定回填土区域内如桩长大于20米采用旋挖成孔灌注桩，在施工时必须严格遵守相关规范规定。

3 主要施工方法

3.1 根据现场实际情况选择合理施工方式

根据土质情况，施工时选择干作业旋挖成孔工艺及技术措施，施工前安排钻机进行试钻，通过试钻，对钻杆、钻具、斗齿、护筒、泥浆、清孔工具、检测等施工机械与设备进行选择和优化，对施工方式、钻进参数、岩石钻削时加压方式、钻进扭矩、钻头转速、进尺速度、检测质量控制指标等进行调整和固化，明确工效指标，合理选择旋挖机钻进参数。

3.2 干作业旋挖成孔工艺及技术措施

3.2.1 钻机就位

钻机平台、钻机及钻架稳定牢固，不产生位移及沉降；对钢护筒的位置及直径进行复查，钻头、钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5cm；电力及机械系统运转正常；

钻机就位后，应测量护筒顶或平台标高，用于钻孔过程中进行钻孔测量参考；检查在钻机回转半径内是否有障碍物影响回转；

3.2.2 埋设孔口护筒

每根桩钻孔前孔口设置坚固、不漏水的钢护筒，钢护筒钢板厚度不小于10mm。护筒直径比设计桩径大20-30cm，顶面高出施工平台30cm，埋设深度不小于5m。

埋设护筒采用挖坑法，由吊车安放。护筒安放后应对其中心位置和垂直度进行复核，并测量护筒顶高程，根据桩顶设计标高，计算桩孔需挖的深度。

3.2.3 旋挖钻机钻孔

开始钻孔时要保证好钻杆垂直，钻机稳定，然后通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土，反复循环直至成孔。

3.2.4 钻孔异常情况处理

当发现坍孔并且坍孔不严重时，可采用加泥浆并提高比重、加高水头、埋深护筒等措施后继续钻进；坍孔严重时，需回填土，再重新钻孔。

钻孔中发生弯孔和缩孔时，一般可将钻机的钻头，提起到偏斜处进行反复扫孔，直到钻孔正直。如发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，应采用小片石或卵石与黏土混合物回填到偏斜处，待填料沉实后再重新钻孔纠偏。

发生卡钻时，不宜强提。应查明原因和钻头位置，采取晃动大绳、采用小钻头冲击以及其他措施，使钻头松动后再提起。

发生掉钻时，应查明情况尽快处理。严禁人员进入没有护筒或其他防护设施的钻孔区域内。必须进入有防护设施的钻孔时，应确认钻孔内无有害气体，备齐防毒、防溺、防埋等安全保证措施后，才可进入，并设专人负责现场指挥。

对于钻孔过程中遇到孤石、夹层等特殊地质情况时，要求放慢钻进速度，并延长钻孔时间，逐步钻进通过孤石或夹层。

因故停钻时，应将钻头提出孔外，不要将钻头放于孔内休息或过夜。

3.3 成孔检查

3.3.1 孔径、孔形和竖直度检测

孔径检测是在成孔之后，下入钢筋笼之前进行的，是根据桩径制做笼式探孔器入孔检测。检测时，将探孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径、孔形及竖直度符合要求。如中间遇阻则钻孔有缩径或孔斜现象，必须采取措施消除钻孔中发生弯孔和缩孔。

3.3.2 孔深和孔底沉渣检测

孔深和孔底沉渣采用标准测绳检测。测法如下：使用满足灌注桩高度的测锤，慢慢地沉入孔内，探测沉渣顶面的位置，其施工孔深和测量孔深之差，即为沉渣厚度。

3.3.3 岩芯取样

本工程采用岩石单轴抗压强度检验桩基础地基承载力，每个桩孔钻取一组岩样。孔桩成孔过程中，及时通知监理单位、业主单位及相关质检部门对岩芯取样，取样后送检测所进行检测。

3.4 清孔

钻孔检查合格后，进行清孔。清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度符合质量要求和设计要求。

因本施工场地地质情况是回填泥岩、土、原生土及原生泥岩或砂岩，钻孔方法是干作业旋挖成孔，此方法更能保证成孔质量。个别孔内有少量积水，经过钻孔反复提钻排渣将积水基本排除。

经过钻孔完成后，清孔采用同桩直径的平底双开门清孔钻头进行清孔。采用该清孔钻头清孔时可将孔内残留细小石渣、粉末及积水清除干净，达到最终孔底沉渣厚度小于5cm的规范要求，清孔后再次用测绳检测孔深。

3.5 旋挖桩成孔验收

旋挖桩成孔后达到设计要求，报请监理及业主到现场进行验收。验收合格后方可进行后面的工序。

3.6 钢筋笼制作及吊装

钢筋笼骨架制作严格按照设计及规范要求施工。钢筋笼制作根据长度采用分节制作吊装入孔，分节制作的节数及长度视钢筋笼总长而定。节段钢筋笼成型并经检查合格后，由吊车吊起第一节钢筋笼，在吊装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁高提猛落和强制下放。下至最后一根加强筋断面时，用两根钢管平等对穿其中，压在孔口两侧枕木上，再将第二节钢筋笼吊起使其中心与第一节钢筋笼中心及桩孔中心重合，两钢筋笼主筋接头对正，保证钢筋笼焊接后上下段的轴线在一条直线上，不得出现转折。接头采用绑扎焊接连接，搭接长度为单面焊时不小于12d，双面焊时不小于6d(d为钢筋直径)。当每一主筋接头焊好后，将箍筋按规范要求绑扎搭接好，并在主筋接头附近(约1000mm范围内)将箍筋点焊在主筋上，以加强其搭接。

3.7 再次清孔

如果清孔与放置钢筋笼时间间隔较大，放置钢筋笼之前必须再次清孔。或者放置钢筋笼后检查发现沉渣厚度较大，必须用吊车吊起钢筋笼，清理孔底沉渣直至满足要求后再放置钢筋笼，钢筋验收合格后立即浇筑砼，防止孔壁坍塌。

浇注混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm，孔内沉渣测量采用前端悬挂平砣测绳测量，测出的差值即为沉渣厚度。

3.8 混凝土灌注

混凝土采用滑阀式浇筑混凝土，混凝土灌注速度宜为每分钟0.6～1.0m3。施工时应保证足够的混凝土初灌量，确保导管下口在一次混凝土灌注面以下，埋入深度不应少于800mm；混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔，导管埋入混凝土的深度不得小于2m并且不大于6m。

混凝土应连续浇筑，中途不得停顿。并应尽量缩短拆除导管的间断时间，每根桩的浇筑时间不应太长，须在2小时内浇筑完成。混凝土浇筑完毕，位于地面以下及桩顶以下的孔口护筒在混凝土初凝前拔出。

灌注桩顶以下5.0m 范围内混凝土时，应保持在灌注时使用插入式振捣器振实，每次灌注高度不得大于1.5m。桩顶宜超灌0.8m-1m。

每根桩制作试件每50m3留设一组，每根桩不少于一组。

3.9 混凝土桩头破除

桩基达到设计强度的70%以后，避免桩基受扰动，组织人工进行土石方开挖，挖桩间土至地梁底标高后即可进行桩头破除处理。采用人工破除桩头，破除的桩头运出场外指定弃土场弃置。

4 结束语

旋挖成孔灌注桩在新近回填土中的施工重点是针对可能出现的塌孔问题采取有效的处理措施，并重点控制桩的垂直度和沉渣厚度，这就要求在施工的每个环节必须有专人检查监督，特别在钢筋笼放置前必须进行二次清孔，此过程必须严格检测沉渣厚度。在砼浇筑时时一定要保证足够的混凝土初灌量，采用滑阀式浇筑方法，从而保证桩身的质量。通过对前期已完成的桩基进行超声波检测，施工的桩无三类桩，二类桩仅占到总桩数的3.7%。

[1]《旋挖成孔灌注桩施工技术规程》(DBJ50－156－2012)[2]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)

[3]《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)