粗粒径，大厚度砂砾岩灌注桩施工工艺

姜其路

一、工程概况：

奉化银泰广场——大型城市综合体。建筑面积近35.6万方，二层全地下室。建筑高度33.7米～158米。

二、地质情况：

地质5层：含粘土角砾，含粉质粘土（砂）卵石。灰黃色，中密，主要成分：角砾、卵石各占30%左右，余为沙粒粉土，填充20～25%粘性土。角砾粒径5㎝～30㎝，层厚7.0～10.5米，全址分布。

三、工程桩基设计要求：

桩基采用钻孔灌注桩，桩型分抗拔桩＼抗压桩Φ800㎜、Φ1000㎜四种桩型。入中等风化凝灰岩持力层大于1.0米。共2586根。

四、工艺选择和机具选用：

桩基施工面临三大难题

第一，地质特殊，需穿透深厚角砾层，粒径5㎝～30㎝，层厚7.0～10.5米，同时满足嵌入中等风化凝灰岩大于1.0米。

第二，桩数量大。工程桩加围护桩数量3580根，如采用冲击钻成孔工艺，成孔须4-6天，投入数量非常庞大的冲击成孔钻机，临电需3000千瓦，工程日常用电设计为1200千瓦，为桩基单项施工配备如此大临电负荷不经济。

第三，计划工期要求6个月，必须采用新工艺和新技术挖掘潜力。

经多方考察，最终选定引进当时尚不多见的旋挖机成桩工艺。一台旋挖机一天可以完成2-3根桩，考虑旋挖机的维修保养占30%，投入12台旋挖机，可在规定的工期内完成施工。

五、旋挖机施工工艺优点：

1燃油动力，临电负荷小，只须满足钢筋加工，少数的泥浆泵，施工照明用电和生活电，临电力设施依赖性小。

2 减少了泥浆外运，堆土可以利用夜间外运，现场整洁。

3 采用吊机安放钢筋笼，单笼长度18米，钢筋笼直立焊接，提高效率，保证质量。

4 旋挖机扭矩大，旋挖抓斗，可突破强风化岩层，速度快，效率高；孔底岩样鉴别直观、可靠。

5 钻头自重大，每工作循环反复扫孔，桩身垂直度好，放笼方便，不易“卡笼”；极大减少塌孔，桩缩径，沉渣超标等现象；成桩表面光滑，桩形完整。

六、工艺要点：

1 场地硬化及场地布置：

○1 机械化施工需有坚实的道路条件。按照建筑物的布置，划分施工区块，做好道路硬化。采用塘渣垫层，并浇筑15公分厚c30混凝土路面，道路布置尽量避开桩基位置，经后可作为挖土车辆的出土道路，统一规划。

○2应埋设过路排水管，用于排除地面的雨水和泥浆。场内集中设置泥浆池，经沉淀的水可以排入市政排水管道，排水口应设置钢丝网笼过滤泥浆，防止堵塞市政排水管网并安排专人清理。泥浆池要设置在方便泥浆外运位置，并做好防护和设置照明警示，防止人员坠落。

○3钢筋笼加工场地应平整结实方便进料和出料，硬化处理防止钢筋污染，钢筋笼应分类堆放，并标识防止混用。

○4注意对场地电力线路的保护，防止施工机械对电力设施的破坏导致电力设施和触电伤亡发生。

2 合理选择桩径和确定成桩顺序：

砂砾直径大，桩径小，砂砾容易堵塞旋挖斗门，导致成孔慢，效率明显降低，机械损耗和旋挖斗修理率上升。桩径设计宜80cm以上。成桩顺序考虑桩距，宜“间隔跳打”但原则倒退式施工，以满足机械化施工场地要求。

3泥浆比重控制：

旋挖斗成孔过程中孔壁的坍塌对成孔影响不大，采用原土造浆和补浆工艺，个别地层出现流沙层，则需控制泥浆的比重，可采用投放过期水泥作为造浆悬凝材料加碎石固壁，控制旋挖速度，提高孔口的泥浆高度，防止塌孔。

4 渣土的清运：

旋挖机成孔的特点是，渣土几乎原土堆放在孔边，桩基完成，需及时的将土运走或转运至堆土场地，以免影响后续桩基施工。可采用正向铲车配合挖土机，进行场内近距离土方转移，所以对地面的塘渣硬化层要求比较高，塘渣层厚度满足30公分方能适应作业场地要求。

对已成桩的桩引孔部分进行回填，防止人员跌落桩孔，如不能及时回填的，需要进行空口防护。

5 钢筋笼加工和接长：

吊机下放钢筋笼，一般18m标准笼段，加筋箍筋直径一般用Φ16，主筋同箍圈必须焊接牢固，防止起吊变形或者散架。为保证笼体的加工质量，在桩基进入持力层后即估算钢筋笼的长度，预先减少焊接量（笼体起吊最高可达22米）。钢筋连接要注意焊接质量，经过质量察验合格后，方可下笼。注意设置足够的保护块数量，钢筋笼严禁直接吊挂在护筒上，应设置吊笼架，防止笼体偏位。吊筋长度需经计算确定，保证顶部钢筋标高。放笼时间尽量要缩短，减少孔底泥沙沉积。放笼完毕，即下导管，导管最好采用螺纹连接导管，避免出现钩笼现象；在混凝土灌注前，需要进行连续清空半个小时以上，通过测绳检测孔地泥浆，沉积小于5公分。

6 验孔质量控制：

要求桩基进入中等风化岩层1m，上部结构均为百米高层，为典型端承桩，持力层的检验是工程质量控制的关键所在。持力层进入特点：1 钻机发生明显的入岩层的跳动，需要加液压才能正常的掘进。2 捞取孔地岩样直观判断。3 进入岩层后硬掘进的绝对进度控制，入岩后，每小时进度在20-40公分之间，要求连续工作3小时。最后根据岩样和有效嵌岩深度综合考虑终孔条件。

需要注意：部分岩层有夹层埋藏，入岩打穿表面的硬层后，钻机仍然可以以一个小时1.5米的进度掘进，甚至穿透软弱层7-8米才能进入正常的岩层。有的岩层硬而脆，裂隙发育完全，虽然岩样不错，仍不适宜作为持力层，则需研磨进入整体岩层方能满足要求。

通过后期沉降观测，整体沉降均在8-20mm之间，由此可见，对持力层的控制达到了设计要求。

7 混凝土灌注：

保证首灌混凝土能很好的冲开孔地的泥浆和沉积物，最好采用编织袋装新鲜混凝土然后用钢丝绳吊置于导管口，产生很好的冲击力并能有效的隔离混凝土与泥浆混合，保证埋管质量和桩底混凝土质量。要注意防止“钢笼上浮”，一旦发现上浮，立刻减缓灌注速度，反复提插导管，使钢笼复位；如发现导管有漏水，流量小的可通过快速灌混凝土，提高混凝土的管内高度，完成灌注；如发现导管破裂则需要即刻拔出导管，修复后从新下管；精确控制灌注标高，桩顶浮浆过多，即使采用了1.5米的超灌注，也难保证桩顶部混凝土的密实度，可采用钢筋探钎，以探到混凝土石子为佳；防止出现“砂芯桩”，在初灌注时尽量保持导管深埋，在最后的顶部混凝土要尽量保持导管浅埋，并反复插捣。

8 旋挖斗加工及机械损伤探查：

斗齿采用挖机斗爪加工，斗爪在玄武岩裂隙发育完全的岩层使用，能有效破损岩层，提高挖掘效率，但在中风化凝灰岩层使用，故障率明显上升，修复人工损耗大很不经济，此时应采用风炮钻头加工斗齿，利用嵌岩时机械产生的“冲震效应”可有效应对此类地层。注意对挖斗和钻杆工作部进行焊缝疲劳撕裂探查，一旦发现问题及时修复，挖斗最采用“一用一备”，以免出现机械怠工。

9 意噪音扰民的影响：

旋挖机施工噪音较大，需要办理特种作业许可，在城市施工许可时间段施工，减少“扰民”。

结 论

旋挖桩基施工成本相对较高。但具备泥浆排放少、场地整洁、临时设施依赖性小、节约人工成本、施工效率高优点，尤其是场地狭窄，工作面不能展开的工程，可有效缩短施工周期。随着机械化装备提高，今后会日益普及。本文因特殊地质条件而对旋挖机的施工工艺，作粗浅介绍，限于本人水平有限，有不尽完美之处尽情谅解。