浅谈喀斯特地貌干作业法旋挖成孔灌注桩施工技术

何宇

摘要：本文介绍了喀斯特地貌地区应用较广的干作业法旋挖成孔灌注桩施工技术。重点阐述了一些关于成孔工艺中相关的施工准备、成孔工艺、安全保障、质量控制要点。

关键词：喀斯特地貌；干作业；旋挖桩；施工要点

针对地下溶洞较多的喀斯特地貌地区桩基础一般采用干作业法旋挖成孔灌注桩。由于喀斯特地貌地区地下存在溶洞等复杂地质，同时岩体结构一般为强风化或者中风化岩，岩体松散，遇水易分解。因此，做好干作业法旋挖成孔灌注桩施工的部署和过程控制，对施工安全和桩基础最终的成型质量非常重要。

1 施工准备

1.1 技术准备。（1）喀斯特地貌地区的旋挖成孔灌注桩一般为一桩一勘探孔一墙柱，即每根桩位至少有一个勘探孔，桩的上部结构为剪力墙或者结构柱。因此，首先项目技术部需要做的工作是根据地勘报告和桩基设计图纸（入岩深度）确定各桩的预挖深度，并编制预挖深度控制表。（2）根据基础刚性角，对预挖深度表进行调整。（3）编制桩基开挖顺序图，相邻桩应跳挖施工。（4）与建设单位进行控制点的复核和交接。

1.2 场地准备。（1）场地换填、平整。对地基承载力低的场地，需要采用碎石进行换填，保证旋挖机能正常行走，且在钻进过程中不发生不均匀下沉，以保证桩身的垂直度。（2）设置临时堆土区域。临时堆土区域不得影响车辆进出。（3）设置临时施工道路。施工道路的宽度和承载力必须混凝土泵车和运输车能正常进出。（4）场地四周进行有组织阻水、排水和降水，保证干作业条件。

1.3 机具准备。（1）汽车泵、混凝土运输车：混凝土的运输和泵送。（2）导管、漏斗：用于混凝土的浇筑。（3）汽车吊或者塔吊：起吊钢筋笼和导管。（4）反铲挖掘机、翻斗车：倒运土石方。（5）钢筋笼加工、制作机具。

1.4 材料准备。（1）商品水下混凝土、钢筋。（2）溶洞换填材料：C15商品混凝土、片石等。

2 干作业法旋挖成孔灌注桩施工技术要点

2.1 测量定位：桩位的埋设采用小木桩配合2cm钢钉定位，在桩位的四周设置四个引桩，对桩位进行控制。

2.2 钻机就位、引孔：将钻进移动至桩位，调整水平、垂直之后，钻头中心与桩中心重合，并引孔1m～2m用于埋设护筒。

2.3 护筒埋设。（1）护筒选用桩身直径+0.1～0.2m的钢护筒。同时，选用对应直径的钻头引孔，将护筒吊装至孔内。（2）护筒的埋设必须有效地保证护筒在整个钻孔桩施工中的稳定，护筒露出地面高度不小于0.5m，防止孔口土石掉入。护筒埋设必须竖直。（3）护筒埋设好后，护筒外侧利用人工进行对称、分层回填密实，避免护筒偏斜。

2.4 钻进。旋挖机利用钻杆旋转钻进。当钻头填满土石方时，反向旋转钻杆将进土口封闭，拔出钻头，卸土。临时卸土点的土应及时清理外运。

2.5 成孔验收。（1）孔深以预挖深度统计表为参考进行控制。如发现岩层与地勘报告不符时，立即通知监理单位、建设单位、地勘单位人员进行现场确认。（2）孔深验收分两次验收。第一次验收为开挖到持力层时，验收持力层深度。第二次验收为达到嵌岩深度并清孔后，验收全孔深度。两次验收均应会同监理单位、建设单位、地勘单位办理书面验收手续，避免后期发生纠纷。

2.6 第一次清孔。 钻孔达到设计嵌岩深度之后，项目部质检人员自检孔径、定位、垂直度和孔深。自检合格后，通知相关单位验收，验收通过之后，填写终孔检查验收表，并立即采用专用清底钻头进行孔底清理。

2.7 桩身钢筋笼制作和安装。（1）桩身钢筋笼在钢筋加工场制作。（2）由于施工成孔深度和预挖深度可能存在误差，钢筋笼的加工长度应根据最终成孔深度确定，并保有适当的余量。（3）钢筋笼采用汽车吊或者塔吊进行吊装，吊装之前需要考虑钢筋笼的重量，不得出现超载作业。

2.8 预埋件的安装。（1）根据基桩检测要求，在浇灌基桩砼前应埋设声测管。（2）声测管数量根据桩直径，按规范要求沿钢筋笼四周支撑的均匀布置，随钢筋笼一同放入桩内。声测管绑扎必须牢固，接头不得松动，避免砼浆浸入，确保检测时能畅通使用。（3）钢筋笼和预埋件安装完成后，须经验筋合格后方可浇灌桩身混凝土。

2.9 第二次清孔。由于旋挖桩成孔完成之后，距离钢筋笼安装还存在一段时间，在此时间段内孔桩内可能存在塌方等风险。因此在钢筋笼正式下孔之前，进行第二次清空，减少沉渣厚度。

2.10 桩身砼浇灌。（1）桩基础混凝土采用商品水下混凝土的浇筑方式进行浇筑。（2）首先进行导管和止水球的安装，最后安装料斗。（3）混凝土浇筑必须派专人负责，严格控制导管得拔管速度，必须保证导管始终没在混凝土中。

3 安全保障措施

3.1 技术措施。（1）合理布置临时道路，排水沟和积水井，并将不稳定边坡进行相应处理，并落实消防和卫生急救设施，在施工现场设置不同类型的安全防护棚。（2）严格按安全技术操作规程和机械操作规程进行施工。（3）施工机具使用前，应进行检查。施工机具施工过程中，严格按照操作规程作业，并定期检测保养。

3.2 安全用电措施。（1）安装、维修或拆除电器设备，必须由电工完成。（2）施工现场电力线路必须采用TN-S接零保护系统。（3）用电设备必须实行“一机、一闸、一箱、一保护”制。（4）设备机械应放置在防雨和通风良好的地方。

3.3 防雨、防雷措施。施工现场设置排水措施，原材和机具设置防雨措施。用电设备必须接地等防雷措施。

3.4 安全标志和安全防护。（1）安全标志：施工区域按国家、企业要求设置相应得安全标语和标志牌。（2）安全防护：当旋挖桩成孔后无法及时浇筑时，必须在孔口位置设置安全防护措施。水平防护采用Φ14@150钢筋焊制而成的铁栅盖覆盖；垂直防护采用钢管搭设1.2m高防护栏杆。

3.5 夜间施工。夜间作业必须设置足够的照明设备，不得有盲区，照明灯采用防爆工作灯。

4 质量控制措施

（1）钻进过程中随时注意垂直度校正，偏差不得超过规范要求。（2）根据钻孔进尺及岩渣判定嵌岩情况，并与地勘资料和预控深度进行对比，必须三方共同签字确认。（3）放置钢筋笼后，必须重新測量成孔深度，与收方深度进行对比。因为钢筋笼下吊过程中可能碰到桩身护壁，导致出现塌孔。若对比发现深度偏差较大时，应进行再次清孔。（4）旋挖桩成孔之后，必须立即下放钢筋笼和导管，浇筑混凝土。原则上不允许长时间放置。（5）旋挖桩成孔，沉渣厚度过厚，是最常见的质量问题。采用水下混凝土的浇筑方式是能很好的减少旋挖桩沉渣过厚的情况。每根桩的灌注记录要求记录完整，并妥善保存。（6）成桩检测：常用的检测方法为声波检测法。剔凿桩头的特别需要注意：不要堵塞声测管。根据桩基设计等级，辅以其他另外一种检测方法。检测过程中，若发现存在Ⅲ、Ⅳ类桩，必须进行加固或者作废处理。

5 结语

干作业法旋挖灌注桩施工技术，目前在我国运用得十分广泛。针对特殊地质，结合旋挖施工技术，一些新的工艺工法也得到开发和运用。如在地下水较多、地质土壤或者岩层松散的地区，旋挖灌注桩通过采用旋挖机配合全跟进护筒进行旋挖桩施工。

（作者单位：中国建筑第二工程局有限公司）