人保金融大厦桩基施工中旋挖钻孔成桩施工技术研究

人保金融大厦桩基施工中旋挖钻孔成桩施工技术研究

许添胜

中国二十冶集团有限公司  广东 珠海 519000

摘要：随着居民物质生活整体水平的提高，人们对建筑质量的要求比以往任何时候都高，让建筑行业面临着严峻的考验。而在建筑物的施工中，基桩施工是整体建筑工程基础和核心环节，是确保建筑工程质量和安全的基础项目，因此，基桩的施工技术对整体工程有至关重要的影响。旋挖钻孔成桩施工技术是以旋挖机为依托的新型钻孔施工技术，不仅成桩承载性能好、施工效率高，而且在黏土、砂土等地质条件下也可以取得好的效果。本文将以某城市人保金融大厦桩基施工为例，研究旋挖钻孔成桩施工技术在工程中的应用。

关键词：人保金融大厦；桩基施工；旋挖钻孔成桩；施工技术

引言

桩基是一切建筑的基础，是保证建筑物稳固和安全的唯一前提。而钻孔又是基桩施工重要的工序，旋挖钻孔成桩技术的应用让施工效率倍增。该施工技术开挖使用的机械是旋挖钻机和筒式钻头，并利用筒式容器容纳切削的土石。钻头触地便开始旋挖，土盛满容器后卸土，然后继续作业，直到旋挖到设计的钻孔尺寸。该技术自动化程度高且操作简便，在建筑施工中被广泛应用。在案例工程人保金融大厦桩基施工中，便采用了旋挖钻孔成桩施工技术，本文将进行探索和研究。

一、案例工程概况

案例拟建工程于珠海市香洲区吉水路东侧，北与吉大豪苑相邻，小区围墙5.m处为基坑边线，12.50m处为小区构筑物；南面临测绘院和住宅楼，测绘院围墙外3.00m为工程基坑，与测绘院建筑物约7.5m的距离；西面为市政路以及排洪渠，排洪渠约6.0m左右为工程基坑，与市政路约24.00m的距离；东与万科珠宾花园比邻，东北面与山体相连。人保金融大厦地上为14层，52.90米高，局部的裙楼为三层，13.25m高，与办公楼相连，三层的地下室，总建筑面积为2.28万平方米，地下建筑面积为5900米。因为本工程为高层建筑项目，必须具备较高的承载力，为了达到桩基工程的各项要求，施工决定采用旋挖钻孔成桩施工技术。

图1人保金融大厦工程位置图

二、旋挖钻孔成桩施工技术优势

(一)施工速度快

旋挖钻孔成桩施工技术依托先进的旋挖设备，在桩基的施工过程中，采用的旋挖钻设备通常为全液压传送动力模式，比起传统的电动机械设备和皮带传送动力，无论是基础旋转扭矩还是设备本身的驱动力量，都要更胜一筹，而且最大的优势是可以显著提升设备钻孔的速度和效率，钻孔的质量水平也能够保证。

(二）孔洞清洗简单

在建筑桩基的施工过程中，旋挖钻孔成桩设备自动选取土壤的功能是其他设备不具备的，而且在选择土壤和钻孔工序中泥浆物质比较少，因此，如果将循环钻装置的正方向运转速度与反方向运转速度进行比较，钻孔作业需要的泥浆物质必须保持在5%-10%左右；而钢材物质结构全面引进之后，钻孔作业就不需要设置单独的泥浆物质进行区域处理，该技术清洗孔洞更为简便，而且同样能够保证建筑桩基的承载力和质量水平[1]。

（三）钻孔质量高

实践证明，在建筑桩基施工中采用旋挖钻孔设备，可以实现钻机与计算机设备的彼此配合，可以将钻进过程中形成的基础参数更直接地展现出来，包括设备转速、压力数、钻头钻进深度数据等，可以帮助施工人员更有效地控制成桩垂直参数，并且可以有效避免出现欠挖超挖等孔洞质量问题。同时，针对孔洞质量水平的控制，可以通过合理匹配全程钢材质套筒，有效避免钻孔结构发生缩径现象，以确保孔洞的质量。

（四）适应范围广

因为该类钻机底盘都是装配履带式，接触地面积较大，各个支撑点上分散的压力显著减小，因此，软弱的地质对作业的影响也不大。旋挖钻机使用的土质广泛，包括强度不高的风化岩、砂性土、黏性土等不同土体，而且完成钻孔成桩施工不需要太大的工作面，这些都是其他桩基施工工艺不具备的优势。

三、旋挖钻孔成桩施工技术的应用

（一）基桩施工工艺流程

基桩施工流程如图1所示。

图1基桩施工工艺流程

(二）施工准备

在人员、机械进场之前要对施工现场进行清理，包括杂物清理、拔除植物和杂草、对坑洼的填补等，为接下来的桩基施工做准备。按照工程图纸实施放样测量，在施工位置确定中不能超过±5mm的误差，检查达标后方可进场设备。按照本工程的实际状况，选用的旋挖机为时下最先进的宝峨 BG25C 型号，该设备适应广泛且扭矩大，通过结合短螺旋钻头，保证工程的各项钻进要求[2]。

（三）泥浆制备

考虑到本工程场地的相关土质，很容易在施工作业中引发土体失衡，为了避免发生不利的地质情况，确保桩基内部相对稳定的压力，一方面选择旋挖钻孔技术和相关的先进设备，另一方面要保证泥浆的配置质量。在旋挖钻孔施工工艺中，泥浆配置合理与否直接影响到该工序的总体质量，利用泥浆的支撑预防施工造成的土体坍塌。但泥浆的量过大，会发生泥浆泵堵塞，影响之后的浇筑施工，因此，泥浆的材料和配比要适宜，才能够实现泥浆的作用。本项目配置泥浆的材料主要是Na-CMC 增稠剂和黏土粉，务必在施工前进行不断试验，进行配参数配比的确定，达到最好的施工效果。

（四）护筒埋设

埋设护筒是为了预防在旋挖成孔施工中孔壁坍塌，既保护钻孔又能起到定位的作用，因此，在旋挖钻孔施工中必须重视护筒埋设工序。一般状态下，护筒埋设半径必须大于桩半径的5cm，为了刚度符合要求，本工程利用钢制护筒。具体来说，将旋挖钻筒进入土层，然后进行护筒埋设，要保证埋入的方向垂直于地平线。

（五）钻孔施工

1.在旋挖钻孔成桩施工的过程中，必须确保钻孔内泥浆的充足，缺少时要及时补充，尤其是钻具下到孔底后，要将泥浆灌入钻孔内，确保围堰内泥浆充足，保证孔内的侧壁的安全性；在提升钻杆时，确保围堰内泥浆及时而足量地回流，最低程度不能低于地下水位0.5m，以保证有足够的压力在桩孔侧壁，避免坍塌的发生。

2.在地下水位压力大以及有坍塌隐患情况下，为了确保侧壁压力与泥浆对侧壁的压力平衡，必须增加泥浆密度或者增加灌注高度，以预防返砂和塌孔的发生。在泥浆中添加泥浆增稠剂和红粘土，可以有效增加泥浆密度。

3.在钻孔施工中，进尺速度要合理控制，应该遵循少进勤提的原则缓慢钻进；同时要对底层的变化认真观察，按照底层的状态选择适当的转速和进尺速度，根据需要也可以更换适宜的钻头。在提钻或者钻头空转时，要马上将钻机转速降低，预防扰动已经成型的侧壁。

4.钻孔的深度达到持力层后，要及时分析持力层土质，经过计算后对应该钻进持力层的深度进行确定，以满足成桩后承载力的标准。因为泥浆有损耗，要一边钻进一边补充，并且要根据情况对泥浆性能指标进行必要的检测，按照需要合理调整泥浆指标。

（六）清孔

在旋挖钻孔成桩施工中，在钻孔后要进行及时清孔，为了确保桩基施工的质量，清孔要进行两次。

1.完成钻孔施工通过检查合格后，要进行第一次清孔，具体来说就是利用钻机更换泥浆，直到泥浆的厚度、泥浆含砂量、泥浆粘稠度都完全达到要求的标准后，将钻机撤出。

2.钢筋笼安装完毕并且封孔导管之后，实施第二次清孔。首先将优质泥浆注入钻孔内，然后利用送风清孔，结束清孔后先关机后停水。清孔过程中要控制风量的大小，本项目的导管直径为25cm，送风量为20m3/min。利用一台空压机完成送风任务，风压计算公式如下：

公式(1)中，风压（单位Pa）设定为P、H代表风管口入水深度（单位m）。在清孔施工中，基于较深的钻孔，有必要在中途停顿下，等待彻底沉淀悬浮的钻渣后继续送风清孔。

（七）钢筋笼安装

本工程桩基的桩型分为两种，一种为ZH-1型，长度为47.9m，另一种为ZH-2 2型，长度为42.9m。安装通过上、下2节进行，钢筋笼主筋的连接利用机械模式，设定为Ⅱ级的连接等级。将钢筋笼通过六点吊装法吊到钻孔口处，在钢筋笼外围设置混凝土垫块和滚轴式定位轮，每4m布置一个，每4个为1组，保护层厚度务必7cm以上，以避免钢筋笼偏位。本工程采用长短丝机械连接工艺进行钢筋笼的安装，也就是在制作工序里，将上节钢筋笼底部钢筋进行加长套丝，然后将上、下两节钢筋笼对好进行连接。如此，钢筋笼安装学历班显著提高，安装质量也得以保障。

（八）混凝土浇筑

在混凝土浇筑工序里，首先要做好施工的基础保护措施，也就是预防管道或者建筑结构发生堵塞的问题。同时，在安装完毕引导管后，施工人员要严格检查孔洞以及必要的清理工作，确保孔洞底部不能高于5cm的杂质厚度，做完这些工作方可进行混凝土浇筑作业。当混凝土浇筑的高度达到立柱顶部位置，相关人员就要按照建筑标准有效管理混凝土的基础参数，最大限度地预防立桩截断2或者立桩填补的现象，进而提高混凝土浇筑的质量。

四、结束语

综上所述，随着现代建筑的楼层越来越高，对桩基质量的要求也更加严格，也就是说，桩基的施工水平是决定工程质量的核心因素，而钻孔施工技术的选择又是重中之重。本案例工程利用了旋挖钻孔成桩技术进行大厦的桩基施工，缩短了8天的工期，验收工程质量达到99%的合格率，施工阶段也未曾发生质量缺陷问题。不难看出，采用该技术进行该类工程施工，既加快了整体的施工进度，更保证了桩基的质量标准，应用价值极高。

参考文献

[1] 陈玉国,王新涛.探析建筑桩基工程施工中旋挖钻孔成桩施工技术的应用[J].中国建材科技,2020,29(1)：21-23.

[2] 李祥富，祁银政，马德兆.建筑桩基工程中旋挖钻孔成桩施工技术[J]. 建筑技术开发 ,2021(23):43-44.

[3] 王庆贺, 袁远, 静恩鹏. 建筑桩基工程施工中旋挖钻孔成桩施工技术的应用[J]. 中国住宅设施 ,2021(09):110-111+127.