旋挖干作业成孔灌注桩技术在特高压工程中的应用

旋挖干作业成孔灌注桩技术在特高压工程中的应用

于洋

（吉林省送变电工程有限公司吉林省长春市130033）

摘要：在灌注桩施工中采用旋挖干作业成孔技术，适用于大多数地质情况，旋挖干钻进成孔工艺相比于泥浆护壁钻进工艺，无需泥浆护壁，施工效率高，成孔质量好，环境污染小，本文介绍了旋挖钻机在灌注桩基础施工中的应用，确保施工质量达到设计要求，施工进度满足建设需要。

关键词：旋挖干作业成孔灌注桩；地基处理；技术工艺；应用

特高压输变电工程，通常具有任务重、工期紧、要求高、安全风险大等特点，灌注桩施工能否安全、优质、快速地完成，对后续土建工程的正常开展，对整个工程有序建设具有重要意义。

1．引言

近年来，随着国家重点工程对桩孔质量、成孔速度、施工环保等要求的不断提高，旋挖成孔工艺越来越受到关注，其施工具有成孔质量好，工作效率高，噪音小，无污染等优势，钻头可快速穿过各种复杂地层，在桩基施工中具有非常广阔的前景。

2.适用范围及优点

干作业成孔灌注桩即不用泥浆或套管护壁措施而直接排出土成孔的灌注桩，目前干作业成孔的灌注桩常用的有螺旋钻孔灌注桩、螺旋钻孔扩孔灌注桩、机动洛阳铲挖孔灌注桩及人工挖孔灌注桩四种。鉴于南阳站扩建工程意义重大、工期紧张、工程量大、施工区域距离高压带电运行区近等特点，灌注桩施工要求进度快、环保、对周边建构筑物影响小，故选择了旋挖干作业成孔施工技术工艺。

旋挖干作业成孔灌注桩桩具有独特的优点：

1）施工时噪音小、振动小、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；

2）无泥浆污染，利于现场文明施工；

3）大直径钻孔灌注桩直径大、入土深、承载力大；

4）对于桩穿透的土层可以钻孔取土以检测土层的性质；

5）钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小；

6）施工机械化程度高，钻机采用履带式螺旋钻机，效率高、施工快、移动方便；

7）可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，能适

用于大多数地质情况。

3．施工工艺流程

施工准备工作→桩位测量放线→埋设护筒→旋挖成孔→钢筋笼制作及安装→混凝土浇筑→成桩养护→桩头处理→上部结构。

4．施工工艺

4.1施工准备

4.1.1施工机械准备

根据现场施工条件，选用桩机型号为神通GPS-10。

4.1.2技术准备

熟读桩基施工图、试桩报告、地质报告，进行施工技术交底，包括桩的类型与尺寸、桩位平面布置图、桩与承台连接、桩的配筋与混凝土标号、土层情况等。

4.1.3材料准备

根据施工图组织施工材料到位和加工。严格检查钢筋水泥出厂合格证、复检报告，并抽检取样送检。

4.2测量定位

就近选取控制点，使用全站仪精准定位平面位置，使用水准仪测定地面高程。施工前，对所有仪器进行校测，以避免人为或机械作业中的挪动而造成的误差。

4.3埋设护筒

埋设护筒的作用是固定桩位，保护孔口并防止地表杂物掉入。护筒的中心与桩位中心的偏差应控制在50mm以内，护筒与孔壁间的缝隙应用黏土填实。护筒一般用厚度为4～8mm的钢板制作而成，内径应比钻头直径大10～20mm，埋入土中得深度不宜小于1.0～1.5m，护筒顶面应高出地面400～600mm。

4.4旋挖成孔

4.4.1钻机就位

钻机就位必须平稳，确保施工中不倾斜、不移动。钻头中心与桩中心偏差≤20mm。

在桩位符合正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已经测定的基础上，钻机才能就位，钻机定位要整平对中，保证钻机稳固平正，钻机导杆中心、护筒中心、回旋盘中心三点一线。

4.4.2旋挖成孔

旋挖成孔通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。

在施工过程中，通过底部带有活门的桶式钻头回转抽取土壤及粘结性好的岩土层，在施工到较为坚硬的岩层时则更换螺旋合金钻头施工，在施工过程中根据岩层坚硬程度来调整转速，一般8～15转/每分钟为宜。钻进过程中，深度达到设计要求时，由驻现场勘探判定，设计图纸要求的入岩深度为终孔依据。

4.5钢筋笼制作及安装

4.5.1钢筋笼制作

制作钢筋笼时，纵向钢筋沿环向均匀布置，箍筋的直径和间距、纵向钢筋的保护层、加劲箍的间距符合设计规定。箍筋和纵向钢筋之间采取焊接方式。环形加固箍筋与主筋采用点焊连接，保证焊接点饱满连接牢固，便于吊装入孔。同时还应符合以下规定：在钢筋笼的制作、运输和安装的过程中，应采取措施防止产生过大变形，并设置保护层垫块；钢筋笼吊放入孔时，应对准孔的中心，不得碰撞孔壁；浇筑混凝土时，应采取措施固定钢筋笼的位置，防止产生上浮和位移。

4.5.2钢筋笼安装

钢筋笼吊筋采用2φ10钢筋，长度为桩顶标高至自然护筒顶标高距离。起吊钢筋笼时要平衡吊起，杜绝钢筋笼发生弯曲变形。钢筋笼应垂直吊起对准孔口的中心，不得碰撞孔壁。若钢筋笼大于9m时，分两段吊放，第一段为9m，吊入孔中后在焊接第二段钢筋笼下放。第一段钢筋吊入孔中后，用两根φ48钢管将钢筋笼支撑在钢护筒上，然后将上下两段钢筋笼焊接连接，焊接接头要错开，搭接长度不小于10d。浇筑混凝土时，应将钢筋笼的上端与，固定钢筋笼的位置，防止产生上浮和位移。

4.6混凝土浇筑

导浆管按计算长度下至孔底。注意在导浆管下放时，仔细检查其法兰平整度或丝扣及密封圈有无破损情况，杜绝将损坏的导管下入孔内。在混凝土浇注前要检查其和易性、坍落度及粗骨料粒径，且要求初凝时间≮4h。控制最后一次灌浆量，做到既防严重超灌，又杜绝欠灌现象发生。采取的具体措施是：提前计算好理论灌注量，准确测量倒数第二车砼面高度。按技术规范要求现场制作留取试块，每根桩一组。混凝土浇筑结束后，最终导管起拔应缓缓上提，拔出混凝土面时应反复插，避免过快，以防桩头空洞或夹泥。

4.7桩头处理

桩身混凝土达到设计强度后，在上部结构施工前，清理桩身，凿除桩身上部400mm范围内的混凝土，凿毛处理后，再进行上部结构混凝土浇筑。

5．结束语

灌注桩成桩的好坏直接关系到上层结构的安全和上层结构施工完成后建筑物的沉降，由于桩基础的施工属特殊工序，稍有疏忽极易造成质量事故，因此在灌注桩的施工中工程技术人员应结合工程的实际情况选取合理的施工工艺进行施工。

施工中严格按照上述控制方法进行施工，施工速度是普通钻机的2～3倍。通过质监部门高低应变的检测评定，旋挖成孔灌注桩桩形好、桩身质量好、单桩承载力高于设计值，所有桩基础均为Ⅰ类无缺陷的完整桩，满足设计要求。同时有效地减少泥浆排放量、保护环境，实现清洁、文明施工，为后续工程类似地基处理提供了参考依据。

参考文献：

[1]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）

[2]电力工程地基处理技术规程（DL/T5024-2005）

[3]建筑施工手册（第四版）

[4]建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）

[5]张必余，旋挖钻机在灌注桩基础施工中的技术应用[J]，城市建设理论研究，2012，（34）。

作者简介：

于洋，高级工程师，主要从事输变电工程施工管理工作。