解析旋挖钻孔成桩施工技术在建筑桩基工程施工中的应用

李星星 李泰成

(河南省地矿局第二地质矿产调查院，河南 郑州 450000）

桩基工程是建筑的基础，其施工水平直接决定着建筑质量，为节约城市用地，现代化城市建筑多为高层建筑，层数和重量的增加，对桩基承载力提出了更高的要求。若桩基强度较低，极易出现建筑的沉降和塌陷，破坏建筑稳定性，甚至威胁到人们安全。灌注桩法在建筑桩基工程中较为常用，即在地基挖掘一定比例的桩孔，置入制备好的钢筋笼，然后用混凝土进行灌注，形成桩基础。旋挖钻孔成桩是其中较为先进的技术，本文主要对此进行分析。

1 旋挖钻孔成桩技术及其特点

打孔是灌注桩法进行灌注的前提，在众多成孔方法中，钻孔技术比人工挖孔效率高，可避免沉管灌注法产生的噪音，在公路、铁路、桥梁桩基工程中广泛应用。旋挖钻孔成桩技术即是其中一种，多指在埋设护筒的基础上，利用旋挖钻机进行钻孔，然后安置钢筋笼和导管进行混凝土灌注的技术。该技术在淤泥层、黏性土层及砂土中较为适用，孔径最大可达4m，成孔深度可达90m左右。

该技术采用机械自动化，能够降低劳动强度；效率高、速度快，操作简单；一次成孔率高，且质量好；冲击力和振动小，不破坏土壤结构的稳定性；对周围环境污染程度轻；具有良好的灵活性，如更换钻头比较方便。其施工原理为：通过钻杆的旋转，将钻斗切入土层，由底部的切削齿切割土块，并倒入钻斗，当钻斗装满土屑后，将其提出。若土层较厚，钻斗自重不能切入时，可对液压油缸加压使其切入土层。施工流程大致包括准备工作、制备泥浆、埋设护筒、钻孔、清孔、安装钢筋笼、混凝土灌注、质量验收。

2 旋挖钻孔成桩施工技术在建筑桩基工程施工中的应用

某住宅小区占地75 000m2，计划建设10栋现代化住宅楼，采用框架剪刀墙表结构，高度均为32层，设有2层地下室，现代简约风格，另有两层裙房。地基土质也粉质黏土和黏土居多，为提高地基承载力，桩基工程采用旋挖钻孔成桩技术进行施工。经实际调查发现，施工的难点在于：（1）孔壁易发生坍塌；（2）成孔过程中沉渣较多，加大了清孔难度；（3）黏土层易堵塞钻斗，且很难甩出；黏土层较硬时，效率比较低。

2.1 准备工作，包括旋挖钻机选择、场地清理、桩基定位、平台搭设等事项，现场杂物较多，且道路表面起伏不定，有多处坑洼，首先对施工现场进行了清理，并对坑洼进行填补，然后从整体上进行了整平。旋挖钻机是挖孔的重要设备，结合多方面因素考虑，最终选择使用来自天津宝峨公司的BG25C钻机，有较强的地层适应力，最大扭矩230KN·m。在桩基定位时，按照施工图纸合理设置轴线坐标控制点，然后进行桩中心放样，误差不允许超过5mm，同时做好标记，进行复核。

2.2 制备泥浆。因现场土层以黏土质为主，地层处于压力平衡状态，钻孔过程中极易破坏其平衡，为保持孔内的压力稳定性，决定采用优质泥浆，以提高其性能。砂层土内部的黏结性较差，开展旋挖工作极易出现孔壁坍塌，这就要求增加泥浆的黏度。这样在渗入孔壁后，有利于增加砂层内部颗粒间的黏结力，形成一层薄泥皮，防止水的渗入，从而避免孔壁塌落。本工程主要使用优质黏土粉，和Na—CMC增黏剂，按照一定的比例调配泥浆。

2.3 埋设护筒。护筒除了能防止孔壁坍塌，还具有定位、保护孔口等功能，使用的护筒直径比桩径大12cm，长度则加深至地表以下8m。按照竖直方向，先用钻头钻深6m，将护筒埋入，以旋挖钻机的钻杆将护筒压入地下，直至与地面平行，并在周围围定量的土，用于储存泥浆。

2.4 钻孔工作。钻孔是灌注的基础工作，尤为关键，钻孔前已对地面做了整平处理，可稳定放置钻机，直至调整后确定不会发生沉降或位移。钻孔之初，要保持慢速，使用小冲程，待确定方向垂直时，再适当加快速度，为避免碰到护筒，钻机尽量不要倾斜。钻到1/3处时，碰到硬质卵石，可以加快冲程，若碰到表面凹凸的漂石，可将其垫平后再钻。钻孔顺序必须提前设计好，以避免现场混乱，浪费工时。工程采用分班连续作业的方式，钻孔进行中实时记录下钻孔信息及其他变化，以保证钻机不发生倾斜，每深入3m左右时，测试并调整倾斜度。

2.5 旋挖钻斗的改进。因旋挖钻孔中有大量沉渣，不便甩出，加大了清孔难度，为此，对钻斗进行了改进。该钻机采用的是双开门旋挖钻斗，齿刃前角为45°，内外钻杆采用自动内锁互扣“铠”式钻杆，通过齿条可彼此啮合，形成一个有机整体，承受的扭矩和压力较大，而桩径较小，使得单位钻齿平均收到的压力变大，最终导致甩土困难。为此，将切削刃的前角改为30°，有效解决了甩土困难的问题。

2.6 钢筋笼的制作与安装。①设置加强肋筋时，间距要与规定相符；②在箍筋上穿上圆形的混凝土预制块，能够确定桩的保护层厚度；③进行安装时，尽量不要发生大幅倾斜或摆动，以免与墙壁相撞，此外，为防止出现塌孔的情况，需对入孔的垂直度进行实时调整。

2.7 混凝土浇筑。①混合比率要依据工程所需而定，水泥的初凝时间控制在2.5h之内，等级通常要在42.5MPa以上。②混合物的和易性要好，运输中能够有效避免泌水、离析等情况发生。灌注过程中，应保持混凝土良好的流动性，坍落度控制在180mm-220mm之间；③整个浇筑工作不可间断，需连续进行。

3 结语

桩基工程是建筑的基础，直接关系着最终建设质量，必须确保桩基的稳定，使其强度和承载力都能达到要求。旋挖钻孔成桩是其中较为常用的技术，且效果很好，值得推广，在实际应用中，务必要按照规定进行每一项操作。

[1] 杨勇文，丁晓敏.旋挖钻孔成桩施工技术在地铁上盖建筑桩基工程中的应用[J].工程与建设，2013,20（1）：144-145.