建筑工程中支护桩、支撑桩的施工技术

陈海涛

摘要：拟建的广州市白云项目东南区基坑支护工程场地位于广州市白云区广州大道北与怡新路交汇东北向，东临云山熹景小区。综合考虑该工程的地形、地质条件和周边环境因素，在确保基坑支护结构自身安全的前提下，尽量减少对周边道路及建筑物的影响，同时要考虑工期、经济、施工工艺成熟、方便地下室结构施工等条件，本基坑支护工程采用钻孔支护桩、锚索、内支撑结构支护方案。

关键词：支护结构；施工技术；场地测量

一、工程概述

本工程基坑采用支护桩+预应力锚索及内支撑的支护结构，共有支护桩495根、支撑立柱桩9根。支护设计采用旋挖钻孔灌注桩，桩径1000mm，桩间距1500mm，和1600mm，单桩长度约6.45～12.45m。支撑立柱桩设计采用钻（冲）孔灌注桩，桩径1000mm，桩端嵌入坑底5.0m。根据场区地质条件及支护桩、支撑桩的设计要求，通过对多种成孔工艺的分析比选，本工程所有支护桩、支撑桩均采用旋挖桩机施工。如碰到旋挖机难以或者不能开挖的岩层，采用冲桩机接替旋挖机。

二、施工方法及技术措施

1、桩位测定

根据业主提供的测量基准点，测放出各桩位，并作好标记，复核无误后，由我方与业主、监理共同办理桩位复核手续。在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后，利用自動控制系统调整其垂直度，钻机安放定位时，要机座平整，桅杆垂直，转盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正，注入护壁泥浆后，进行钻孔。我公司投入的旋挖桩机可自动进行机架调平，故垂直度主要依据桩机电脑控制，并结合用铅垂线监测复核；旋挖桩机到位后调平并固定机架，再用水平结合铅垂线测量垂直度。

2、定位钢护筒

桩基定位后，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩，以四个控制桩为基准埋设钢护筒，为了保护孔口防止坍塌，形成孔内水头和定位导向，护筒的埋设是旋挖作业中的关键。护筒选用10mm厚钢板卷制而成，护筒内径为设计桩径+20cm，上部开设2个溢浆孔，护筒埋设时，由人工、机械配合完成，主要利用钻机旋挖斗将其静力压入土中，其顶端应高出地面20cm，并保持水平，埋设深度4m，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。护筒埋设要保持垂直，倾斜率应小于1%。每桩开钻前均由孔口地面下长度不少于4m的钢护筒进行定位，当下部土质十分软弱容易造成坍孔时，采用旋挖工艺可将钢护筒加长下至稳定土层。桩机施工时如定位钢护筒的长度在4米以内的可直接用桩机下管，护筒长度超过4米时采用振动锤振动沉管。

3、桩机钻进成孔施工

采用旋挖桩机成孔，可根据实际地层情况采用上部钢护筒护壁及孔口补入泥浆护壁。施工场地要求：场地必须平整且承载力满足旋挖桩机行走需要，本工程开工前先对场区进行处理，确保承载力满足要求，施工时每台旋挖桩机配一定数量的钢板备用；本工程原有场地面承载力可满足施工需要。成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，如钻头磨损超标的要及时更换；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。成孔中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。钻到中、微风化岩面后，起钻并更换专用的克岩钻头，再进行硬岩部分的钻进。极软岩可采用嵌齿钻头钻进，强度较高的岩层则考虑采用牙轮钻头。如碰到旋挖机难以或者不能开挖的岩层，采用冲桩机接替旋挖机。

钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。为准确控制孔深，应备有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度，防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。钻进成孔过程中，根据地层、孔深变化，合理选择钻进参数，及时调制泥浆，保证成孔质量。在进入沙层时，应适当减慢进尺速度，提高泥浆的稠度，减小每个钻进回次的进尺量，保证孔壁稳定。钻进施工时，利用铲车及时将钻渣清运，保证场地干净整洁，利于下一步施工。钻进达到要求孔深停钻后，注意保持孔内泥浆的浆面高程，确保孔壁的稳定。孔底沉淤控制。旋挖钻斗的切削、提升岩屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土，后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓，钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀，还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。成孔深度达到设计要求后，应尽快进行钻机移位、终孔验收工作；并及时清孔浇灌混凝土。

4、泥浆制备及护壁

各桩开始施工前，应结合地质资料，由专业地质工程师判断下卧土层的地质情况，再研究确定具体的护壁措施。旋挖成孔工艺可考虑孔口注入泥浆护壁或钢护筒护壁两种护壁方式，如土质十分软弱，容易产生塌孔时，桩身采用钢护筒；土层相对稳定时采用泥浆护壁。现场设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池）一般为钻孔容积的1.5～2.0倍，要有较好的防渗能力。在沉淀池的旁边设置渣土区，沉渣采用反铲清理后放在渣土区，保证泥浆的巡回空间和存储空间。现场用优质泥粉造浆，如果施工期间附近有钻冲孔桩项目，也可由其他工程购买泥浆，运至现场后再作相应的处理，使其参数满足本工程的施工需要。护壁泥浆再生处理：施工中采用重力沉降除渣法，即利用泥浆与土渣的相对密度差使土渣产生沉淀以排除土渣的方法。现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理（加入适量纯碱和CMC改善泥浆性能）经测试合格后重复使用。如选用钢护筒进行护壁时，在开钻前采用振动锤振动沉入钢护筒至稳定层，再开始钻进。

三、施工后续清理工作

终孔检测。当钻至设计深度后，机组人员、质检员会同监理按设计图纸要求用测绳检查孔深。清孔。旋挖桩机配备有专用清渣装置，在钻至设计桩底后，采用清渣装置进行清渣即可将孔内的钻渣清理干净。清渣后孔底的沉渣不得大于50mm（或按设计要求），孔底沉渣由具有丰富的施工经验的施工员用测绳及吊锤进行检测，并须通过业主及监理等部门验收确认。清渣后，为避免塌孔造成孔底沉渣过多，应及时下入钢筋笼并灌注混凝土。下入钢筋笼在灌注混凝土前应对桩底沉渣进行复测，如孔底沉渣较厚，则采用“泥浆正循环法”进行二次清孔，直至孔底沉渣厚度达到设计要求方可灌注混凝土。

小结：通过本工程实践证明，按照本文中介绍的钢管桩和钢板桩的施工流程、施工方法和对关键节点的重点把关，可以确保基坑开挖后支护体系的稳定性。

参考文献：

[1]刘裕华，陈征宙，毕港.一种改进的斜支撑体系支护某超大深基坑的变形分析[J].防灾减灾工程学报，2011（02）.