高填方区域房建工程旋挖灌注桩施工工艺探讨

高填方区域房建工程旋挖灌注桩施工工艺探讨

朱鹏程  ,郭继超

大理古城华侨城实业有限公司，云南大理671003

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摘要：现阶段，在高填方区域，旋挖钻孔成桩施工技术具有较高的自动化操作水平，成孔的速度快、质量高，安全有保障，能极大程度地提高工作效率，从而减少了大量劳动力的投入，大大降低了安全事故的发生率。基于此，本文就高填方区域房建工程旋挖灌注桩施工工艺进行简要探讨。

关键词：高填方区域；旋挖灌注桩；施工工艺；

1工程概况

大理王宫˙文旅基础设施综合体项目王宫酒店南区项目位于云南省大理市大理镇，东邻苍山大道建筑高3层，地下0层；根据地勘报告显示：本建设场地南部位于古滑坡体前缘地段，场地内古滑坡部分约占整个古滑坡体的1/6,古滑坡体厚度：8 ～15m，土层以可塑-硬塑的粉质黏土、软塑黏土、16 泥炭质土为主，底部为残坡积粉质黏土，局部为冲洪积的含粉质黏土漂卵石，地下水埋深1.0-3.0m，该地段岩土层松软，地下水埋藏浅且局部存在泉点。根据项目规划设计，场地按规划设计的建筑标高进行场平后，工程建设形成多个人工挖填方边坡，其中，本边坡属于填方边坡,场地内存在多处永久性边坡需要进行支挡，坡高约0-15.2m，拟建酒店整体位于填方区域，填土厚度0-15.2m；由于项目地质条件非常复杂，在酒店基础施工前，需要先对滑坡体及高填方边坡进行加固处理，最终设计院结合地勘报告、工程特点，综合“安全、经济、美观、便于施工”  因素，采用如下方案：边坡高度2.5m-15.2m段，采用双排旋挖灌注桩基进行滑坡体抗滑桩加固，上部高填方边坡采用“框格梁+挡土板+锚索”支护形式；边坡高度0.5-3.1m段，采用“悬臂式挡墙”的支护形式。

边坡支护及填土完成后，开始进行上部建筑物、构筑物基础施工；虽然回填土层自重固结已完成，但相较于周边的原状土层，地基承载力仍较低，最大厚度达10m以上，且高填方区域周边建筑物属于重点旅游及办公建筑，常见的钻孔、挖孔桩等桩基施工方法局限性较大，成本较高，且施工质量难以保证；从经济合理性、安全角度等综合考虑，设计单位对拟建酒店地基沿用与边坡地基相同的处理方式，采用旋挖灌注桩处理，场地共涉及303颗桩，桩径800-1000mm，桩长≥13.5-31.5m，竖向抗压承载力980-1500KN。

2旋挖钻机的特点

其主要特点有：1）在施工过程中，现场移动方便，操作比较方便灵活；旋挖钻机施工前用挖机将施工场地粗平、压实后，即可进场开始施工[2]，不需要修建专用行走场地；如土质条件较差区域，在孔口地面临时铺设钢板后即可施工。现场安装和拆卸时不需要吊车等任何辅助设备，通过机械本身自带配置可以自行完成安装和拆卸。旋挖钻机自带柴油设备，旋挖作业时施工现场不单独架设施工临时用电，现场规范有序。2）旋挖钻机施工取料方便快捷，桶型钻斗可直接在孔桩内部自行垂直升降取料出渣，自由旋转卸料，旋转半径3~5m，堆料距离满足安全要求；一般旋挖钻机钻孔深度可达到120m，钻杆自由伸长或缩短，根据钻孔进度不需要中途接长钻杆，因而能大大缩短成孔时间，提高工作效率。旋挖钻机成孔垂直度和孔位等通过机械自动垂直度控制装置和自动回位控制装置来控制保证，同时施工过程中钻头取料对已成型孔壁扰动较小，确保了孔壁的稳定。3）旋挖钻机通过钻头的不停旋转进行取土，利用钻头扭矩力量将砂砾或者泥土直接进行旋转强制切土开挖，操作人员根据钻头开挖情况控制料头开关，装满料后将挖方料通过钻头提取到孔外。在无地下水的环境下作业可在没有泥浆护壁支护的情况下进行干法施工。针对比较特殊的地质环境，需要泥浆或钢护筒护壁，此时泥浆或钢护筒主要起支护的作用，泥浆的含量处于较低的水平，其污染物会极大程度地减少，从而减少对地面环境或地下水资源的污染。

3 施工工艺和控制要点

具体施工流程如下：（1）施工准备及测量定位：在桩基施工之前，必须充分做好外业、内业的准备工作。复核设计单位交付的导线点、三角网点、水准基点及有关测量资料，测量结果报审通过后，方可用于施工。（2）护筒埋设：桩基放线应按原桩位中心位置标注“十”字型定位，护筒口中心与“十”字型定位中心基本重合，偏差不大于5cm。护筒要埋正，倾斜度误差控制在1%以内，尽量深埋、牢埋，确保上沿高出地面（约30cm）。（3）钻孔施工：桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，护筒中心线应保持在同一直线。钻进过程注意通过控制盘时划刻监控垂直度，如有偏斜应及时纠正。（4）清孔：钻进到设计孔深后，及时进行钻渣与地质柱状图的对照核实。经监理和设计代表确认后，立即进行清孔。将钻斗留在原处机械旋转4~5圈，将孔底虚土尽量装入斗内，要注意起钻后，仍需对孔底虚土进行清理。（5）终孔检查：钻孔达到设计深度和要求时，报请监理工程师验收、确认同意后方可终孔。（6）钢筋笼制作和安装：钢筋笼在钢筋加工场采用支架成型法制作，采用汽车吊吊装。安装时，钢筋笼对准孔位后缓慢下放。下放受阻时，应立刻停止工作，待原因查明后再继续作业。安装到位后，及时用十字吊筋法固定，以避免钢筋笼脱落或在浇筑过程中上浮。（7）混凝土灌注：钢筋笼安装完成后，立即下放灌注混凝土的导管终端至孔底，确保导管每节拧紧，以保证密闭性。导管不得漏浆，导管内壁应光滑圆顺。本工程采用商品混凝土，混凝土拌和站集中供应，采用混凝土搅拌车运输混凝土，采用垂直导管法施工。为确保成桩质量，桩顶加灌0.5~1.0m高度。（8）质量检测：根据设计和规范要求，钻孔桩均采用低应变法、静载法法进行检测。用全站仪进行桩中心检测，桩位偏差控制不大于5cm。

4常见问题及防治措施

高填方区域水文、地质复杂，特别是滑坡体地段，旋挖桩成孔困难。在3#、5#、6#、7#台地钻进过程中塌孔较严重，混凝土充盈系数较高，难以控制，塌孔最严重桩孔在距离持力层3m左右的范围内持续清土长达4小时以上，充盈系数在1.9-2.1之间波动；综合分析认为：原因一，场地内各土层含石率较高，部分大孤石直径约0.5—4.0m，施工过程中频繁挖到粒径较大孤石；原因二，场地内存在一古滑坡体，滑坡体前缘有一条古冲沟，汇水面积较大，沟心位置表层岩土层较为松软，软土层最大层厚达7m，容易出现塌孔及软弱土层蠕动；原因三，本场地地质情况相对复杂，土层结构不良，根据地勘单位持续性到场研判、跟桩分析，确认场地内存在部分土层在旋挖成孔中易造成周围土体扰动，再加上提钻过程中容易产生负压更容易出现垮塌现象。

措施：根据其具体情况，经过项目专家论证及经济比选，最终确定采用泥浆护壁措施，减缓塌孔。结合地勘报告，分三类进行针对性塌孔预防及改善，第一类：无地下水区域，采用干成孔作业法；第二类：土质不良，有少量地下水区域，采用膨润土泥浆护壁减缓塌孔；第三类：有地下水的滑坡体及前缘区域，采用化学泥浆护壁减缓塌孔。

项目建设方、地勘单位、设计单位、监理方、施工单位几方不断摸索尝试，小心求证，通过现场适配膨润土与化学泥浆，进行泥浆比重与稠度关系试验，选取最有效的适配比例；在采取上述护壁改善塌孔的前提下，根据地勘报告土层分部情况，结合设计桩长，先避开软弱土层、滑带土层较厚易于塌孔位置，优先施工塌孔风险较低的桩位；努力克服地质条件不均等因素，最终将平均充盈系数控制在1.7以下。

5地基处理效果评价

（1）经开挖验证发现，桩身外围圆柱体完整，无缩颈或缺损现象，且内部混合料胶结完整密实。（2）对场地内289根桩基进行低应变发抽检，试验结果表明，桩基具有较好的完整性。（3）在场地内随机抽取了13根桩进行承载力载荷试验，试验结果表明，符合抗压承载力设计要求。（4）引入第三方检测机构，进行地基沉降观测，未发现因不均匀沉降而产生的梁柱偏移及墙体、楼板开裂现象，因此满足规范要求。

结束语

综上所述，本文通过工程实例，分析了钻孔桩在施工中的常见问题及其发生的原因，总结了高填方区域条件下旋挖桩的施工技术，这对高填方区域钻孔灌注桩的施工具有一定的参考价值。该技术显著提升了施工质量，确保了施工安全，同时减少了潜在事故发生的几率。旋挖钻孔桩不仅低碳环保、节省材料，而且可有效降低了施工成本，在高填方区域具有很好的社会和经济效益。

参考文献：

[1]冀晓梅.浅谈房屋工程钻孔桩施工工艺及事故分析[J].山西建筑,2011(23):185-187.

[2]许永.浅析钻孔灌注桩施工要点控制[J].中国新技术新产品,2013(11):198-199.