复杂地质中旋挖钻孔灌注桩施工塌孔处理措施研究

复杂地质中旋挖钻孔灌注桩施工塌孔处理措施研究

张二彦 张琛智 谢博文 罗志林

中建新疆建工集团第一建筑工程有限公司 新疆乌鲁木齐市 830011

摘要：旋挖钻孔是一种新型桩孔施工技术，被广泛应用在各类基础建筑中，具有良好的施工质量，尘土泥浆污染少等特点。通过工程实例，主要介绍了本工程施工过程中旋挖钻孔灌注桩施工塌孔的一些处理措施可以更好的把控灌注桩施工的质量、提高施工效率，促进了旋挖灌注桩施工技术的发展和应用。

关键词：塌孔；钻孔；钢护筒；处理措施

为了研究复杂地质中旋挖钻孔灌注桩施工塌孔处理措施，本文以以新疆乌鲁木齐市河马泉新区某住宅小区建设过程中旋挖钻孔灌注桩施工为例，来论述塌孔处理措施。

一、现场施工情况

1、孔身塌孔

部分区域桩机钻孔过程中，不同程度出现了孔身塌孔现象。从现场旋挖的情况来看，旋挖过程中塌孔区段为基岩上部1m-3m湿陷性黄土区段。针对塌孔的严重程度，拟采用“混凝土护壁施工”和“钢护筒施工”的两种方案，保护旋挖作业成孔质量。

2、孔口塌孔

部分区域桩机钻孔过程中，塌孔区段为孔口部位1m-2m回填土区域。针对塌孔的形式、部位以及严重程度，拟采用“加长钢护筒并埋入至原状土层500mm”的措施，保护旋挖作业成孔质量。

二、孔身塌孔处理措施

1、混凝土护壁施工（首选方案）

（1）旋挖成孔：从现场地面安装直径1400mm壁厚δ=8-10mm的的钢护筒并测量标高，使用直径为1200mm的钻头，同桩心重新往下钻孔，开挖至见岩标高量测深度。然后更换800的钻头继续按照地勘要求的入岩深度开挖至桩底标高并量测记录。

（2）浇筑护壁砼：浇筑C20细石混凝土，浇筑至孔口标高，保证将塌孔区域全覆盖，混凝土浇筑量以现场实际记录为准。

（3）待浇筑混凝土达到75%强度后（大约48h），重新开始钻孔开挖（孔径按照设计为800mm），利用已浇筑的混凝土形成护壁，将多余混凝土挖出。

（4）检查验收：成孔后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中心线、井壁垂直度等报监理验收，合格后做好施工记录。

（5）质量控制

1）桩位定位控制：依据测量控制网资料和桩位平面布置图，测定桩位方格控制网和高程基准点，确定好桩位中心，以桩位中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部圆周，撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线，桩位线定好后钉控制桩，控制桩四根Φ16mm钢筋制作，打入土中至少30cm，确保四角桩十字线交点与桩位点重合，经监理复查合格后再施工。

2）严格控制桩孔垂直度、中心位置，时刻将桩位轴线用十字线对中，吊线锤向井底投设，以半径尺杆检查孔壁垂直平整度，井深以基准点为依据逐段引测。

3）桩终孔要保证设计桩长和入岩深度，桩孔挖至设计深度后，必须检查土质情况，桩底必须支承在设计规定的持力层上。

2、钢护筒施工（备选方案）

当采用1000mm钻头同桩心重新往下钻孔至桩底的过程中，如果塌孔区域继续在坍塌且塌孔的范围有扩大现象，则立即停止钻孔，更换为“钢护筒施工”。

钢护筒长度按最不利地质条件控制，参照地质土和宜坍塌土层厚，护筒必须从孔口位置一直安装至见岩标高，具体需要依据实际地质情况才能确定钢护筒长，钢护筒壁厚δ=8-10mm的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每根钢护筒制作均长4m-6m，制作钢护筒的内径D=1000mm。下置钢护筒的目的：主要是防止旋挖孔过程中出现地表层的大面积塌孔，采用300系列振动锤打入设备，将钢护筒打入土层中至基岩层。

（1）施工工艺

场地平整、定位→旋挖孔至孔深1m-2m→下埋钢护筒→正常成孔至桩底标高（终孔）→清孔验孔→钢筋笼安装→灌注混凝土。

（2）钢护筒施工

正常旋挖钻进至孔深1m-2m位置处，采用300系列振动锤振动打入设备，先将钢护筒振动打入土层穿透黄土层塌孔区域进入基岩层中，再进行旋挖成孔。在下埋钢护筒的施工过程中，振动锤必须平稳，并在护筒顶面的平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心造成护筒产生偏斜。同时采用水平尺严格控制好护筒的垂直度，不得超过施工规范要求的1/200，若一旦发现有偏斜的趋势，马上进行纠正，将可能发生偏斜的不利因素消除在萌芽状态中。由于埋设钢护筒作业规范对钢护筒垂直度和护筒中心与桩位中心的要求，钢护筒埋设作业应在白天进行，便于发现问题及时处理和校正。

（3）保证施工质量的控制要点

施工埋设护筒时应先通过桩位中心点拉十字线，并圈出开挖护筒坑的范围；钢护筒内径比设计桩径大100mm；钢护筒垂直度不得超过施工规范要求的1/200；钢护筒埋设后经测量复核护筒中心与桩位中心偏差须≤30mm。埋设钢护筒时间应在白天光线好的条件下作业才可保证埋设钢护筒质量。钢护筒埋设后需要对钢护筒中心与桩位中心复核，允许误差内埋设完成，超出允许误差拔出重新埋设钢护筒。

（4）终孔确认

旋挖至预计持力层顶界前，应提前分段取样，与地勘报告对比，以确保在钻达设计的持力层顶界时，及时取到标准岩样。经现场监理认可，确定持力层顶界深度。

三、孔口塌孔处理措施

孔口区域由于土质松散或者土方挖填平衡等因素，宜出现塌孔。针对塌孔的形式、部位以及严重程度，采用“加长钢护筒并埋入至原状土层以下500mm”的措施，钢护筒长度按最不利地质条件控制，参照地质土和宜坍塌土层厚，护筒必须从孔口位置一直安装至原状土层以下500mm，具体需要依据实际地质情况才能确定钢护筒长，钢护筒壁厚δ=8-10mm的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，制作钢护筒的内径D=1000mm，采用300系列振动锤打入设备，将钢护筒打入原状土层以下500mm。

四、施工安全措施

1、常规管理措施

（1）施工操作人员进入施工现场应进行安全教育，在安排施工任务时做必要的安全交底。

（2）从事成孔桩作业的工人应挑选健壮男性青年，并须经健康检查和高空、用电、吊装及简单机械操作等安全作业培训且经考核合格，方可进入现场施工。

（3）桩孔施工平台靠近边坡处，必须对边坡进行加固措施，清除边坡上孤石，上侧设置截水沟和安全网，以防雨水浸泡边坡和孤石滚落。挖出的土石方应及时外运。孔口四周2m范围内不得堆放余泥杂物。

（5）施工场内一切电源、电器的安装和拆除，必须由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器，开关盒及配电间专用，有防雨盒盖和雨棚，并配备灭火设施。电器设备须有合格证，电器安装后必须经验收合格方可使用。

（6）对施工现场所有设备、设施、装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常进行检查，确保其完好和安全使用。

（7）风力在六级以上时，严禁高空作业和吊装作业，高空中的对象、施工用料等要采取临时固定措施。台风前，要检查临时用电设施，该断电的要断电；大的临时设施及防护设施要采取相应的加固措施。

（8）及时收集上报桩机合格证、桩机操作证、吊车操作证、司索工操作证、电焊工证。

2、孔、坑等洞口的防护措施

（1）用电设备和配电盘要搭棚防雨，配电盘要加漏电保护器。

（2）在钻孔孔口设置防护栏和安全警示标志，防止人员坠落。钻孔完成后的孔口采用护栏和格珊盖板双重防护，护栏上悬挂彩旗，护栏和盖板应有足够的强度。

结束语

本工程17栋高层住宅和地下车库，1600余根旋挖钻孔灌注桩施工过程中，采用上述塌孔处理措施，达到了科技保安全、科技促进度的效果，赢得了各方好评。同时，该措施可以广泛应用在乌鲁木齐市河马泉新区范围地质处理中。

参考文献

《钻孔灌注桩施工技术标准》T/CECS 592-2019

《灌注桩成孔质量检测技术规程》T/CECS 596-2019

《浅谈钻孔灌注桩施工技术及问题处理》陆剑伦编著 2017-08-05