旋挖灌注桩处治软基的工艺与质量控制研究

许 霆 皮远明 李 诚 张治锋

(中建五局第三建设有限公司，湖南 长沙 410004)

软土在我国广泛分布，尤其以湖南、江苏及两广等东南区域分布最普遍[1]。其具有压缩性大、含水率高、天然地基承载力低等显著特点，不能直接作为房建工程地基，通常需要采取一定措施进行加固，达到设计地基承载力。

目前地基处理的方法有很多种，例如强夯法[2]、换填垫层法[3]、水泥土搅拌法[4]等。而旋挖灌注桩作为一种较为先进的桩基技术，引入国内的时间较晚，但应用范围扩展很快，目前在公路、铁路、房建等领域得到了广泛推广[5]。与传统的桩基技术相比较，旋挖灌注桩施工具有机械化程度高，作业效率快，施工精度高，节约人力成本，噪声少，较为环保，适用范围广等优点[6]。但在不同领域中应用，其相关技术要求和质量控制标准需要进一步的研究。本文依托长沙某房建工程为例，系统探讨软土地基中旋挖灌注桩的工艺要求和质量控制要点，为完善其施工关键技术标准以及进一步推广该方法提供了参考。

1 工程概况

长沙某项目位于望城的经济开发区，规划净用地面积为413 474.95 m2，合约620亩。主要以生产厂房、倒班宿舍、餐厅、动力站房及配套用房等为主要布局，形成“办公—研发—生产—配套”的完备生产体系。结合室内土工试验获取各土层物理力学参数如表1所示。

由表1可知：项目区域土层为软土，天然地基承载力较低。本工程拟采用旋挖灌注桩进行加固处理。

2 旋挖灌注桩施工工艺

2.1 埋设护筒

为防止孔口出现坍塌，在下钻前需在孔口位置设置护筒。本工程中护筒每节长2 m，直径比设计桩径大0.1 m，用6 mm钢板制作。若地质情况较差，可将其接长。护筒由人工开挖放入孔中，同时注意要高出地面约0.5 m。护筒上部开设2个溢浆孔，以便溢出的浆液通过孔流出，然后经处理后可回收再利用。最后钢护筒底部及四周用粘土回填并分层夯实，避免底部出现坍塌或渗漏等问题[5]。

表1 土层物理力学参数

2.2 泥浆制备

本工程中泥浆制备的材料选用膨润土。首先在搅拌机中加入规定水量，再加入规定量的膨润土以及外加剂，然后搅拌5 min后将泥浆放入池中待用。通常，制浆量为2倍的混凝土桩体积。在钻孔施工时，泥浆比重还要结合地层和施工情况及时调整，以保证成孔质量。

2.3 旋挖钻成孔

钻机的钻头选用双开门筒状钻头。钻机开始钻进时，要缓慢钻进，当达到护筒以下1 m时，可提到常规速度。钻进时每回次进尺控制约0.6 m，并通过控制盘来监控垂直度，如有偏差应及时进行纠正[6]。在出渣时要同时向孔内注浆，使孔内水头始终不低于护筒底0.5 m。

2.4 清孔

钻孔过程中孔壁难免会掉渣，而这些沉渣会对浇筑混凝土后的成桩质量造成很大影响。因此在成孔后对其进行检查，各项指标都符合要求后应进行清孔。清孔要及时且质量要到位，通常采用正循环回转钻的方法。通过探测泥浆指标来判断孔底沉渣厚度，若不符合规定要求，则进行二次清孔，直至符合要求。

2.5 钢筋笼骨架的制作与安装

钢筋笼在加工棚集中分节焊接制作，要确保钢筋表面洁净以及试焊合格。钢筋笼吊装采用汽车吊，吊绳要一样长。钢筋笼应对准孔位并垂直缓慢的下放，防止钢筋笼破坏孔壁。安放好后，在钢筋笼中设4根φ16钢筋吊环并与钢护筒顶部焊接固定，以防在浇筑过程中发生浮笼现象[6]。

2.6 导管安装

导管管径要与桩径匹配，本工程中采用内径25 cm的钢导管。导管使用前要进行抗压测试和水密承压测试，各项性能满足要求后方可使用。导管底应高于孔底0.3 m～0.5 m左右，以便首次浇筑时能够顺利排出隔水栓。

2.7 混凝土灌注

混凝土灌注前，必须严格检查混凝土的标号及配合比，控制混凝土的坍落度在200±20 mm范围内，满足要求后方可进行灌注作业[6]。浇筑首盘混凝土时，用量不应少于1 cm3，使导管底端能被混凝土埋入0.8 m以上。浇筑混凝土采用直升导管法，保证作业过程导管一直处于埋深2 m～4 m范围。若埋深过浅则由于混凝土喷出后不密实容易断桩，若埋深过深则由于下部混凝土硬化容易导致断管。在浇筑到桩顶前要进行充分振捣。

2.8 吊出护筒和拔出套管

混凝土灌注作业结束后，利用振动锤配合拔出套管，然后利用吊车缓慢垂直的吊出钢护筒。检查并冲洗干净后，可在下一个旋挖灌注桩作业中继续使用。

3 质量控制要点

3.1 桩位控制

首先由测量工程师根据设计院提供的基准点在厂区周边合适且稳定的位置做好控制点，根据桩位定位图和控制点测放出钻孔桩桩位并作好标记，再次进行复测。经复测验收合格后方可开钻。

3.2 桩斜控制

在软弱不均的复杂地层，加上工程人员的操作方法不当，常常导致钻孔倾斜。因此，在钻机钻进前，可以通过安装支架作为导向，然后对中整平，以此保证孔位的精确和钻杆的垂直。钻机钻进时要匀速给进，并同时测定孔斜，要保证孔斜率小于1%，孔中心偏差小于0.1 m。要有专人负责监控，一旦发现孔斜过大，立即采取纠斜措施。

3.3 桩径控制

要合理选择钻头直径，护筒内径不应小于钻头直径0.1 m。在软土地层中，经常发生缩孔，因此需采用优质的泥浆护壁。

3.4 桩长控制

施工中对地面标高与各项设计高程都要搞清，正确进行换算。土层中钻进，锥形钻头的起始点要准确无误，根据不同土质情况进行调整[7]。

3.5 桩顶控制

当混凝土灌注至最后一斗时，应准确探明浮浆厚度，计算调整末斗混凝土容量，水下混凝土灌注要高于设计桩顶标高为0.5 m[7]。

3.6 成品保护措施

1)安装和移动钻机运输钢筋笼以及浇筑灌注混凝土时均应注意保护好场地的轴线控制桩机水准基准点。

2)在开挖基础土方时，应注意保护好桩头，防止挖土机械碰撞桩头，造成折桩或倾斜。

3)旋挖灌注桩施工完成后，不得在其周围随意堆放重物，防止桩身变形。

4)严格按施工规范施工，保证混凝土施工的养护时间，在养护期间禁止施工及机动车辆通行。

5)对完成工序严格进行防护，防止后续工序施工过程，将已完成的部位破坏。

6)为避免缩径、桩身倾斜等问题，要规划好桩机行走路线以及打桩顺序，如采用跳一钻一的方式。

4 结语

旋挖灌注桩是一种较先进工艺方法，在工程应用中具有良好经济与环保效益，因此值得广泛推广。但在应用时，需要根据工程的实际情况，合理的安排施工，严格按照工艺要求并把控好质量控制要点，从而保证工程质量。