原状取土压灌混凝土桩在工程中的应用

张 磊

(上海强劲地基工程股份有限公司，上海 200233)

原状取土压灌混凝土桩在工程中的应用

张 磊

(上海强劲地基工程股份有限公司，上海 200233)

介绍了原状取土压灌混凝土桩的原理及优点，结合上海绿洲雅宾利花园基坑围护工程项目，对工程采用的原状取土压灌混凝土桩施工工艺流程及要点进行了阐述，指出该工法在施工质量、效率、节能降耗和环境保护方面取得了良好的成效。

原状取土压灌混凝土桩，施工工艺，成桩效果

0 引言

随着我国城镇化、地下空间开发速度不断加快，社会各界对钻孔灌注桩的技术要求越来越高。针对上海及软土地区广泛使用的泥浆护壁钻孔灌注水下混凝土桩(简称“钻孔灌注桩”)技术所存在的缺陷以及其难以满足绿色施工和节能减排的要求，开展原状取土压灌混凝土桩技术的研究是很有必要的。

1 原状取土压灌混凝土桩

1.1 原状取土压灌混凝土桩的原理

原状取土压灌混凝土桩技术，是一种新型钢筋混凝土灌注桩技术。该技术继承了长螺旋钻孔压灌桩的优点，先采用螺旋钻具钻至桩底，将螺旋钻具埋入拟成桩的桩孔中，然后通过钻具中空管道将流态混凝土由孔底连续压注至孔口，形成素混凝土桩，同时利用螺旋叶片的垂直输送作用，将桩孔中的土体原状取出，清除桩顶余土和浮浆后，将整根钢筋笼插入素混凝土桩体中，并对孔内混凝土进行振捣，形成桩侧无泥皮的钢筋混凝土灌注桩。

1.2 原状取土压灌混凝土桩的优点

1)无污浆排放，置换土原状取出、不产生污染。

2)桩侧无泥皮，桩体与土体直接且紧密接触，桩侧摩阻力提高30%以上。

3)无缩径、塌孔，桩底无沉渣。

4)桩体混凝土密实，压力灌注混凝土加振捣，提高了混凝土强度，与土体接触更紧密。

5)桩垂直度、钢筋笼定位等施工精度大幅提高。

6)机械自动化程度高、施工现场干净文明，减少了工人的劳动强度。

7)与传统回转式泥浆护壁钻孔灌注桩相比，成桩速度提高6倍～8倍，降低施工成本10%～20%，提高了成桩质量，消除了泥浆处理费用，节电60%，节水100%。

2 工程实例

2.1 工程概况

本基坑开挖面积48 200 m2，基坑开挖深度5.95 m～9.35 m，局部落深2.15 m～3.4 m，基坑围护开挖面积超大，开挖深度深，施工影响范围广。本工程周边环境较为复杂，基坑距离道路及地下管线较近，对基坑开挖引起的变形较敏感。

2.2 工程地质条件

拟建场区属滨海平原沉积类型，场地位于上海市区火车站附近，周边以企事业单位和住宅为主。场地地势较为平坦，地面标高(吴淞高程)在2.89 m～3.54 m之间。地貌形态单一，属滨海平原地貌类型。

根据勘察报告，影响本工程施工的不良地质情况为:1)障碍物、厚填土：局部有水泥地坪，碎砖等建筑垃圾。2)管涌与流砂：开挖面土层为第②3层粘质粉土层，易产生流砂和管涌。3)软弱土层：基坑开挖面层以下④1层淤泥质粘土层，是上海地区较为软弱的土层，在基坑开挖的过程中，容易引起较大变形。

2.3 基坑围护形式

基坑围护形式总体上采用灌注桩+斜抛撑的围护形式。考虑到本基坑周边环境较为复杂，地层主要是淤泥质地层，对围护桩的成桩质量要求较高，原设计采用泥浆护壁钻孔灌注桩进行围护桩施工，但在施工过程中成桩质量离散性较大且施工进度较慢，后采用原状取土压灌混凝土桩进行围护桩施工。桩截面尺寸：φ800 mm，桩长度：15 m，桩端入土层：主要在④-1淤泥质土层。

2.4 原状取土压灌混凝土桩施工流程及要点

1)原状取土压灌混凝土桩施工流程。通过分析施工条件，结合工程设计要求，在本区段的一般区域中采用原状取土压灌混凝土桩的成桩工艺。

2)施工顺序。本区段总体施工顺序：采取施工一根跳两根桩位的间隔从一侧向另一侧依次施工；当距第一根桩施工时间大于48 h后，可折返至临近第一根桩的位置施工，仍跳两根桩位施工下一根桩，以此类推，直至施工结束。

3)测量放线。a.为了测量成果的准确性，拟选用全站仪，根据建筑物轴线和具体桩位进行定点放线，并做好标记。桩位测量误差不大于10 mm。b.桩位定点经复查无误后，由人工配合挖机挖出杂土，进行护筒埋设。c.施工时应保证桩径偏差不大于50 mm，垂直度偏差不大于1/200，桩位允许偏差不大于D/12 mm(D指施工桩径)。

4)护筒埋设。根据测量技术要求，以桩位中心点为圆心挖出比设计桩径大300 mm的圆坑，清除建筑垃圾和石块，采用十字中心吊锤法将钢制护筒(护筒直径为D+200 mm，D为施工桩径)垂直固定于桩位处进行校正，达到要求后，方可埋设。

5)桩机安装就位。a.桩机就位前应对作业区域地基进行处理，要求处理后的地基承载力达到160 kN/m2，若达不到需用路基箱加固，确保地基不发生不均匀沉降。b.钻机就位前对桩位进行复测，施工时钻头对准桩位点，稳固钻机，确保钻机在施工中平正，钻杆下端距地面10 cm～20 cm，对准桩位，压入土中，使桩中心偏差不大于10 mm。c.桩机就位后，保持桩机平稳，调整转塔垂直，钻杆的连接应牢固。d.保证钻杆中心与护筒中心在同一铅垂线上。e.钻机启动前应将钻机钻头内的土块、残留的混凝土等清理干净。f.施工前对各连接部位进行检查。

2.5 施工情况及分析比较

该工程于2013年2月开工，2014年6月基坑开挖完毕。围护桩质量较好，基坑变形得到有效控制，无安全事故发生，得到了各方好评。

施工完成的灌注桩型中泥浆护壁钻孔灌注桩的桩径变化较大，部分桩身有缩径，桩身质量不一致；原状取土压灌混凝土桩的桩径基本保持一致，桩身混凝土平整，桩身质量可靠度高。

主要指标对比分析：

1)泥浆护壁钻孔灌注桩。取土方式及出土量：形成约为桩体3倍的泥浆排出；施工能耗：用电15度/m3、用水2 t/m3、用油6 L/m3；施工效率：按800 mm直径桩长30 m计算，每根桩需6 h；混凝土灌注方式：先安放钢筋笼后灌注混凝土；成桩质量：易发生扩孔、缩径、夹泥、沉渣，桩身与土体之间存在泥皮。

2)原状取土压灌混凝土桩。取土方式及出土量：形成约为桩体0.9倍的原状土取出；施工能耗：用电5度/m3、用油2 L/m3、不用水；施工效率：按800 mm桩长30 m计算，每根桩需1 h；混凝土灌注方式：先高压灌注混凝土后振入钢筋笼；成桩质量：无扩孔、缩径，无泥皮、桩身直接与土体接触，桩承载力提高15%。

通过对比可见，原状取土压灌混凝土桩技术具有无泥浆排放、节约大量水电、大幅提高工效、成桩质量可靠、降低工程造价等优点。

3 结语

原状取土压灌混凝土桩施工机械和创立的施工工艺，克服了淤泥质软土地区含水量大、淤泥层厚、粉土地层变化大的不利条件，通过现场施工检验和比较，原状取土压灌混凝土桩施工技术具有施工速度快，成桩质量好，消除了混凝土桩体中夹泥、缩径和沉渣等现象，通过上下振动使混凝土桩体强度得到提高，钢筋笼整体插入定位精度高，保护层均匀，尤其重要的是施工过程不产生泥浆，无需护壁泥浆，施工过程无噪声、粉尘，消除了对环境的污染，可以说原状取土压灌混凝土桩技术是一种绿色的灌注桩施工技术。

[1] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[2] 刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3] DB/T360—2003，超流态混凝土灌注桩基础技术规程[S].

[4] 阎明礼，张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[5] 刘锡阳.长螺旋钻孔压灌混凝土成桩方法[J].施工技术，1998(9):35-36.

Application of in-situ soil sampler bored pile in engineering

Zhang Lei

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200233,China)

The thesis introduces in-situ soil sampler bored pile principles and advantages. Combining with Shanghai lvzhou Yabinli park foundation enclosure engineering project, it describes in-situ soil sampler bored pile construction technology procedures and points, and finally points out that achieves good effect in aspects of efficiency, energy-saving and consumption-reducing and environment protection and other aspects.

in-situ soil sampler bored pile, construction technology, pile-forming effect

1009-6825(2015)16-0057-02

2015-03-29

张 磊(1986- )，男，助理工程师

TU473.14

A