软土地基中旋挖灌注桩的施工管理

2020-01-09罗建林

四川水泥 2019年11期

罗建林

（南平武夷建工投资发展有限公司，福建南平 354200）

我国东南沿海地区经济发达程度高，城市建设项目往往设计为大直径、大直径桩基。旋挖成孔技术的优势主要体现在环境污染小、自动化程度高、施工精度高等方面。在南方及其它区域的软土地基中，通过合理的技术与管理措施，可以发挥旋挖灌注桩的优势，从而为建筑地基施工提供更多解决方案。

1 项目概况

该项目为南平市武夷新区南林核心区商务写字楼项目，总建筑面积60372.47m2，其中地下室建筑面积14228.35 m2。该项目建设单位为福建建工集团有限责任公司。地基施工设计旋挖灌注桩桩径为Φ800，抗压承载力4000KN(桩身配筋16C16)，选用C35 水下混凝土，桩身混凝土充盈系数≥1.10。施工场地的岩土地质勘察结果如表1 所示。

表1 武夷新区商务写字楼项目地层土质情况

从地层土质分析可以看出，该项目地层土质在东南地区较常见，是典型的软土地基施工。填土地层以下有多层重度风化岩，其中第三层为粉砂质结构，第四层原岩结构大部分破坏，呈碎裂状且遇水极易软化。该项目施工单位针对软土地基施工存在的困难，对旋挖灌注桩技术进行改良，并通过加强施工管理保障工程质量进度。

2 软土地基中旋挖灌注桩的施工技术要点

2.1 施工准备

旋挖灌注桩施工中旋挖钻机、吊车、泥浆泵等机械均属于必要设备。上述机械设备在软土地基上易于陷入土层，因而在施工前应当确保地基硬度。该项目中主要采取渣土垫层与混凝土地坪相互结合的方式。根据施工计划中的桩位及机械行进路线铺设厚度在40mm 以上的渣土垫层作为路基。同时，在预设的钻机位浇筑混凝土地坪，厚度应当大于30mm。地坪的主要作用在于保持机械施工过程中的水平精度。在桩孔钻进、钢笼安放过程中，钻机或吊车发生位移将影响工程质量。因此，在软土地基中施工准备阶段必须进行地坪浇筑作业。在定位放线中应当注意地表层的土质情况，当呈现软塑和流塑态时，应当选用质量较轻的定位杆等工具。钻头选择方面，选用适合于软土作业的旋挖钻头，相较于短螺旋钻头可一次完成清渣。为适应地层变化，施工单位分别准备了弹头截齿、钢铲直斗齿和旋斗齿。

2.2 钻进作业

钻孔前应当先进行试成孔作业，按照试验结果选择套筒。该项目根据灌注桩设计高程并结合试成孔结果，订制了长度为13m 的护筒。定位中心点后以护筒直径增加160mm 为标准开挖土坑。该地区为老旧住宅区拆迁，地下存在废弃管线，为防止漏浆问题对管线以黏土封堵。钻机就位后利用机械内仪表测量，定位龙门桩，结合护筒的十字环架中心点找正。全面施工前应当以单台设备静置与地坪4-6h，随后检测无倾斜后方可拆除环架正式施工。该项目使用双腰带作为保径装置，其竖向中心的距离控制在500mm 以上，可以起到防倾斜的作用。钻进过程中，应当按照土层勘探情况并结合实际调整钻进速度。案例中，在进入较软的第二层时，加快钻进速度以降低下探打滑的几率，转进相对密实的第三层时则适当降速。在第二层反复进行扫孔以防止缩径，经过第三层后采取慢速进行砂层作业，并分层逐步增加泥浆密度。该项目钻机升降速度始终控制在0.70～0.80m/s 之间，以降低泥浆流速避免过度冲刷孔壁。

2.3 制浆清孔

为应对软土地基多发的塌孔问题，该项目采用膨润土泥浆护壁。泥浆的制备要点在于密度的选择。密度过大将影响置换效率，严重的可能导致泥浆泵堵塞。密度过小则无法在孔壁形成有效的压力差，无法确保孔壁稳定。该项目对不同地层的稳定性需求分别进行测试，以确保泥浆性能指标的合理性。软土地基的清孔作业应当适当延长泥浆循环时间，该项目将最低要求设定为30min，对清孔的最终要求为泛出浆液无块渣感。另外，软土地基施工中必须进行二次清孔，控制标准为泥浆密度小于1.25、黏度在20-25 之间,沉渣厚度小于100mm。

2.4 钢筋笼安装与混凝土灌注

钢筋笼焊接中接长、封闭箍及加强环均采取10d 的单面焊接。焊接主筋接头时，对错开距离的要求应当同时满足30d 与500mm 两个条件。焊接与吊装过程如图1 所示：

图1 钢筋笼焊接吊装示意图

注意钢筋笼安装过程中对孔壁的刮碰。钢筋笼制作过程中应当严格按照设计要求安装垫块。该项目采用圆柱形垫块以降低刮碰力度，以2m 间隔按照90°分为每组4 块均匀放置。吊装采用三点起吊法，在保持垂直于孔径的基础上缓慢下放，出现下放遇阻情况时及时停止作业，查明问题并排除后方可继续施工。灌注混凝土前检测塌落度，确保导管严密、长度适中。塌落度的控制指标为18-22cm，导管距离孔底在30-50cm 之间为宜。在混凝土高度距离桩顶2m 时应使用短导管，至超灌高度达到800mm 后结束，可加快浮浆处理效率。

3 软土地基中旋挖灌注桩的管理要点

3.1 优化施工组织设计

该项目施工单位以施工组织设计作为管理核心之一，安排项目技术人员直接参与设计编制活动。从实际需求出发，要求编制人员了解招标文件、设计图纸并参与现场踏勘，从而确保了投标书等资料可以在现场施工中发挥指导作用。将科学组织施工、合理制定工序、选择经济方法等原则作为编制施工组织设计的基础，并对上述活动所产生的方案进行细节性阐述与科学论证。同时，基于互利共赢的思维与业主寻找共同利益点，使需双方配合的相关管理措施得以顺利推行。另外，施工单位在组织设计中以信息化、标准化的管理手段，通过关注工程难点突出质量要素，将对新工艺技术的应用作为兼顾成本、工期与质量的方法，使组织设计效果得到显着提升。

3.2 规范施工工序

软土地基中的旋挖灌注桩施工仍然以基本施工工序为框架。实践中软土地基施工存在的难点包括塌孔埋钻、下探打滑、进钻困难等方面。为保证施工质量，应当规范施工工序并严格按照设计与计划要求执行现场作业管理。该项目为解决施工难点、提出针对性的解决方案，采取了规范的旋挖灌注桩在软土地基中施工工序，如表2 所示：

表2 软土地基中旋挖灌注桩施工工序

在各工艺流程中，施工单位对相关要点细分。例如，钻进阶段可以分为三道子工序，分别为：制备泥浆-检查指标-供水；泥浆沉淀-蓄浆-沉淀；掏渣-观测-弃浆-弃土。上述工序均为一般施工步骤上进行的细化，以求突出软土地基施工中的要点，为建立控制标准与划清职责提供依据。

3.3 明确控制标准与责任

软土地基施工的特殊性导致旋挖灌注桩作业中的部分控制标准需要进一步细化或进行适应性调整。案例施工单位在准备阶段重点收集了勘探资料，主要从地层分析出发。在选择技术工艺方面，与设计单位广泛开展技术交底，就具体工艺与控制标准的选择进行会商，以增强现场质量控制的有效性。控制标准的建立，有效避免了施工人员盲目依靠既有经验或习惯施工的问题。同时，为保证控制标准严格执行，施工单位提前明确了各施工步骤、工艺流程的责任人。相关检查资料统一签字并留存备查。制定并宣导相关奖惩制度，对出现的质量问题彻查现场施工记录并追究相关责任人的责任。另外，现场施工人员可能由于缺乏知识经验或必要认识，在施工中对要点理解不足、控制细节不严。因此，施工单位在开工前应当严格执行三级培训制度。在具体的知识与实操培训中，结合一般性的施工方法突出差异。说明控制标准背后的作用原理，使施工人员意识到相关行为可能带来的消极后果，以达到规范现场作业的目标。