高回填区域机械旋挖钻孔灌注桩施工技术

白江

摘要：以高填方区机挖钻孔灌注桩的详细施工过程为例，探索研究了高回填区域旋挖桩施工工艺以及良好的成桩效果。

关键词：高回填区域;旋挖钻孔灌注桩;施工方法

1 工程概况

沈阳采油厂北区住宅楼，本工程地基基础设计等级为甲级，场地类别为二类，基础主要为桩基。原为沼泽地回填而成区域深度超过10m。

基础采用以中等风化泥岩作为持力层。根据地勘报告，要求所有基础均以中风化岩层为持力层，中风化泥岩天然单轴抗压强度标准值f=6.820MPa，承载力特征值1.585MPa。

2 施工难点

根据地勘报告，普通回填土由砂岩和泥岩碎石、粘性土和少量混凝土块、碎砖块、灰渣等建筑垃圾组成。结构松散，稍湿。随之带来的是地基稳定性缺陷，工后沉降，差异沉降;开挖区域原为沼泽地回填，回填物中多回填碎石、块石及碎屑的混合物，较松散，旋挖机钻进过程中容易发生塌孔，在施工过程中极易发生回填土滑落孔底，造成质量隐患。

3 施工控制关键技术

3.1 场地地质水文条件

根据地勘报告得知场地地层结构由人工填土、粉质粘土、下伏砂、泥岩组成。人工填土松散、稍密，属透（含）水层;粉质粘土属隔水层;泥岩为粘土岩属相对隔水层;砂岩岩体较完整，裂隙较发育，属相对含水层。在桩基施工，尤其地下室桩基施工时应作好地表水的排水工作。

3.2 旋挖设备的选型

沈采住宅楼项目中根据工程地质条件以及土层情况选用机锁式钻杆，旋挖设备型号选择主要依据桩孔直径、钻孔深度以及场地条件。

3.3 灌注桩设计概况

本工程灌注桩桩端嵌入中等风化带岩石，相邻基础（包括桩基础及浅基础）底面高差的绝对值不得大于其水平净距，当不能满足时，必须调整基础埋深，将浅埋基础的埋深加大。

3.4 施工控制的主要内容

高回填区域由于土层结构复杂，稳定性差，为了保证桩基施工质量，在桩基施工过程中须重点控制桩位、孔深、桩径、垂直度、桩底沉渣等项目。

为了有效减少高回填区域因土质松散引起塌孔的发生，预防施工过程中因施工方法不当造成孔底沉渣、塌孔、缩径与漏浆等质量问题，一般采用跳挖方式施工，各种机械必须按照规定线路行驶，避免压坏成型桩或孔。

施工流程：施工准备→测量放线→钻机就位→取土成孔→检查、清渣→移机→吊放钢筋骨架→检查、二次清渣→吊放导管→灌注混凝土。

3.5 施工控制关键技术分析及实施

3.5.1沉渣的控制

确保端承桩孔底沉渣≤50mm的施工要求，以使得混凝土与基岩结合完好提高桩端承载力，对于回填深度超过10m，桩长达15m且土质极为松散不稳定的情况，要达到该要求十分困难。经过分析影响沉渣控制因素有：①钢筋骨架吊放时碰刮孔壁泥土坍落孔底;②清孔后混凝土灌注时间较长，且周边施工振动导致孔口或者孔壁松土滑落;③在混凝土浇筑前塌孔.

主要采取防治措施：①当钻孔钻探到位后，用钻机复测钻探，用双底清渣钻斗提至距孔底0.2～0.3m处，使之空转将残存在孔底的渣土吸出;②钢筋骨架吊装需要缓慢垂直放入;③钢筋吊装完毕后进行二次清孔。

3.5.2高回填区域塌孔控制

由于该部分桩均在高回填区域进行施工，一般在土石方施工时如未对回填土层进行分层夯实、碾压、孤石或者漂石进行粉碎等技术处理，当施工场地较低时，下雨后大量的地表水汇集，会使得回填杂土的含水率增大导致孔壁垮塌。

主要的防治措施：使用挖土机及时投入粘度较高干湿度合适的黏土，通过钻机加压反转将黏土挤入孔壁，增加孔壁的胶结性，形成相对稳定的保护层。挖掘成孔区内，不得堆放余土和建筑材料。

3.5.3漏漿与缩径的控制

高回填区域由杂填土、粘土、淤泥质土以及其他回填物组成，在软弱土质中由于土体流动性较大，旋挖成孔后，孔壁处的土体在周围水平土压力的作用下，向孔内产生一定位移引起设计桩径变小。

主要防治措施：配置密度和粘度较高的水泥浆形成孔壁保护层，并保持足够的泥浆液面高度，产生足够的泥浆压力对抗孔壁的水平土压力来预防缩径的出现，同时通过足够的压力促使泥浆顺延孔壁孔隙流动以封闭由于回填原因形成的空洞、孔隙避免灌注混凝土时漏浆。

3.6 灌注混凝土

（1）灌注混凝土前，应在孔口安放护孔漏斗，然后放置钢筋骨架，钢筋骨架吊装完毕后，应安置导管或气泵管二次清孔，并应进行孔位、孔径、垂直度、孔深检验。

（2）灌注混凝土时，为了保证桩顶混凝土质量，浇筑混凝土时应不断检查桩孔口溢出的混凝土质量。在混凝土浇筑过程中控制标高500mm，初凝之前剔除高出部分混凝土使得桩头混凝土密实。

4 旋挖桩声波透射法检测及工程实施效果

旋挖桩灌注成桩后，为了检测桩身混凝土完整性，判定桩身质量，采用声波透射法进行检测。各测点发射与接收换能器累计相对高差不大于2cm，并随时校正。

5 注意事项

（1）高回填区域由于地下情况复杂，在旋挖桩施工前对地勘资料的及时性、完整性以及准确性要求更高。

（2）各桩孔开挖至设计深度后，必须由质检人员进行一次检查，符合要求后，再提请监理工程师、设计、地勘及甲方代表等查验基岩情况。

（3）施工中，应做好各种原始记录，包括：岩层承载力检测、放线记录、每根桩完整的岩性编录、钢筋骨架检查记录、混凝土灌注记录、隐蔽工程记录等。

6 结语

沈采矿区属于沼泽地本文结合工程实际情况，对高回填区域机械旋挖成孔灌注桩施工技术进行了有益探索研究，希望高填方旋挖钻孔灌注桩介绍能对油田乃至全国建筑中类似的填方工程桩基施工有一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.JGJ94-2008建筑基桩技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]中国建筑科学研究院.GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.