建筑桩基工程施工中旋挖钻孔成桩施工技术的应用

梁成伟

1 引言

在当前建筑工程领域，桩基工程的应用越来越多，桩基础在城市建筑工程中，起着极为重要的作用，决定着建筑的整体质量和使用性能。应用桩基础，可以实现对土地资源的节约利用，同时为城市高层建筑结构提供可靠的支撑力。桩基础的承载能力决定着建筑的沉降量和变形，因此桩基工程的设计与施工均具有重要的实际意义。当前我国城市建筑工程中，建筑桩基施工通常用到灌注桩，即在现场灌注桩体，通过实现挖好的桩孔，将钢筋笼置入其中，然后浇筑混凝土，形成具有一定承载能力的桩基础。在灌注桩的施工中，使用到旋挖钻孔成桩技术，这是一项较为先进的技术，可以提高建筑工程的施工效率，保证施工的质量，同时确保施工的安全性与可靠性。

2 旋挖钻孔成桩技术概述

2.1 旋挖钻孔成桩技术简介

旋挖钻孔成桩技术是进行建筑桩基工程中混凝土灌注桩施工的一项技术，这项技术在中国应用的比较晚，近十几年来才逐渐推广使用。旋挖钻孔成桩技术最初由日本和德国使用，随后中国引入这项技术，并使用进口的旋挖钻机进行施工，近些年来，随着中国建筑工程的进步和施工机械设备的发展，我国也开始逐步发展起来这项技术。

在旋挖钻孔技术中，首先要根据施工图纸设计要求，在建筑基础部位的预定位置处进行挖孔作业，在挖孔时，需要用到旋挖钻机，随后进行钢筋笼的吊装，将其放置于桩孔之中，在钢筋笼就位之后进行混凝土的浇筑，即形成钻孔灌注桩。施工过程中用到的旋挖钻机，可以实现挖土、出土和倒土一系列的功能，同时可以实现清孔功能，提高施工效率，保证施工质量。

2.2 旋挖钻孔成桩技术特点分析

旋挖钻孔成桩技术是目前我国使用范围较广且常用的一种成桩方法，其具有的主要特点体现在以下几个方面。首先其适用范围广，既可以用于软岩、砂性土，又可以适用于软黏土和杂填土。其次，桩孔大小易于控制，根据设计要求可以选用不同直径的钻机进行钻孔，孔径范围可达300～2000mm。另外，钻孔深度可达数十米，适用于各种长桩基础，保证建筑的基础承载能力，为高层建筑施工提供保证。再者，旋挖钻孔成桩技术施工过程中，产生的环境噪声和对周围土体的扰动较小，具有在城市密集区施工的低干扰、低影响的优势。最后，旋挖钻孔成桩技术以其高度自动化、机械化的优势，可以减少工人数量，即节省预算，又可以提高施工效率。

3 旋挖钻孔成桩技术施工流程

在旋挖钻孔成桩技术中，其施工过程的主要流程如图1所示。

图1 旋挖钻孔成桩技术施工流程图

3.1 埋设护筒

埋设护筒的作用主要体现在保证钻机能够沿垂直方向正常运行，同时保证泥浆的存储，使其在施工时高于地下水位，并且保护桩顶部的土层稳定，不至于因钻杆的上下运动使得钻孔发生塌孔等事故。护筒通常由钢板卷材制成，其厚度依据钻孔直径的大小，一般选为4～8mm，此外护筒的设计直径，应该比桩基础的外径大200mm左右，以保证灌注的桩基的尺寸。护筒的埋置深度应不低于失稳地层的深度，以保证施工时土层的稳定性。护筒的中心线不应与桩基础中心线偏差过大，一般控制在50mm之内。

3.2 钻机就位

为了确保钻机在旋挖钻孔成桩技术中的正常工作，需要先进行场地的平整，同时铺设好枕木，保证钻机的位置平衡与稳固。当钻机进入现场预定位置处就位时，要准确检查测量磨盘的平整度和钻杆是否垂直，确保偏差在0.2%的范围内，以保证钻机施工时的质量和准确度。对于钻头的要求，通常在于桩基中心或护筒中心距离在15mm的范围内，同时也要在钻进的过程中，始终检验并校正。对于桩径，要求其偏差为+50mm，垂直度允许偏差为＜1%。

3.3 钻孔

钻孔过程主要注意以下几点：①泥浆的制备，泥浆可就地选择塑性指数≥17的黏土进行调配，在施工的过程中，要密切注意泥浆密度的变化，同时注意测定其黏度、含砂率和胶体率，保证各项指标在控制范围之内。②钻孔作业需要连续进行，可以分班连续作业，施工时要认真进行泥浆检验和施工记录，及时核对。另外是在刚开始入钻时，要先缓慢进行，当钻头全部进入土层时，可适当加速。③需要确定停钻标准，即钻头达到持力层时，钻速会突然减慢，这时应用专业技术人员通过取样判断，达到规范要求后，方可进行提桩。

3.4 清孔

清孔作业分两部进行，第一次清孔在钻孔深度达到设计要求时，通过检查孔深、孔径以及垂直度，合格后方可进行第一次清孔。清孔时，可以根据泥浆的类型选择清水或者换浆进行清孔，当泥浆密度达到控制要求时，即可认为合格。第二次清孔在钢筋笼和导管吊装完毕，且浇筑混凝土之前。在清孔时，可根据要求选择正循环、反循环等方法进行清孔作业，检查沉渣厚度和泥浆密度，达到控制要求时，即可认为合格。

3.5 灌注混凝土

当清孔作业完成后，并且检查合格，可进行桩体混凝土的灌注施工。混凝土的灌注通过预先埋设的导管进行水下浇筑，浇注时，要严格控制混凝土的含砂率、骨料粒径、坍落度和配合比等参数。在浇筑混凝土时，要注意导管的质量和埋管深度，同时要注意拔管时，不能过于频繁，以防导管断裂。

4 旋挖钻孔成桩施工质量控制措施

在旋挖钻孔成桩施工中，钻进方式的确定需要依据工程的实际情况进行，依据规范和相关经验，在保证施工质量的前提下，施工的效率。对于旋挖钻孔过程中钻头的钻进速度，要进行严格控制，避免钻进过快，导致钻头与护壁出现负压区，导致泥浆的流失。对于旋挖钻孔中经常出现的坍控现象，要给予足够重视，当出现坍孔时，如果不严重可以利用提高泥浆密度，加深护筒埋深等措施进行补救；如果坍孔严重，则要总结经验，重新进行桩孔的挖孔钻进。此外对于钻孔成桩过程中，桩孔弯曲和缩孔等现象，要及时进行扫孔处理，以满足桩基的垂直度要求。当桩孔倾斜过大时，认为施工不成功，要回填钻孔并压实地基后，重新进行钻孔。在钢筋笼的施工中，接头的质量要严格控制，保证其焊接质量和整体的稳定性。对钢筋接头的绑扎要牢固，并且同一断面内要控制钢筋结构数量在规范允许范围内。在钢筋笼下放至桩孔预定位置处时，要注意加固，防止钢筋笼在混凝土浇筑时发生上浮等现象。混凝土的浇筑应连续进行，不得中断，否则将很大程度上影响桩体的强度和稳定性。当出现断桩等意外时，必须采取重钻等处理措施，不得影响桩体的整体性。在桩体施工完成后，要进行桩体质量的检测，通常可以用到声波检测等无损检测手段，判断桩体质量合格后，才可以进行后续施工，确保工程的施工质量。

5 结语

近年来我国建筑桩基工程中，越来越多的用到旋挖钻孔成桩技术，这项技术的优点在于适用性广、施工效率高、扰动小等方面。在施工时，要严格根据规范要求，根据施工场地的工程地质和水文地质条件确定施工要点，保证施工的质量和效率。对于旋挖钻孔成桩技术，可以更加深入地进行试验和研究，使其不断发展改进，为我国建筑工程领域提供更为有力的技术支持。