探讨基坑工程中旋挖灌注桩施工技术

林 钊

（山西省煤炭建设监理有限公司， 山西 太原 030012）

0 引言

现代化城市建设理念的深入实施创新了深基坑施工技术，旋挖钻孔灌注桩技术是公认的最高效、最安全、最环保的绿色施工方式。现代化城市的建设理念促使城市面积不断扩大，对城市周边的生态环境也造成了较为严重的负面影响。基于此，施工企业开始探寻既环保又高效的施工技术，通过多年的运用与实践发现，旋挖钻孔灌注桩技术不仅有利于提升基坑工程施工效率，同时还有利于周边生态的环保。

1 基坑工程与旋挖桩

施工企业必须以保证基坑质量为前提开展施工作业。基坑工程是地质工程、岩土工程、结构工程与岩土测试技术等相关技术工程的统称。基坑工程主要包括工程勘察、支护结构设计与施工、土方开挖与回填、地下水控制、信息化施工及周边环境保护措施等等。现阶段，简单高效、经济安全是基坑工程唯一的施工标准，最常见的一种施工方式就是放大坡开挖，但是经常受到施工现场及外界因素的影响。

旋挖桩是工程术语，通常指的是由旋挖钻机施工的桩型，又称旋挖钻孔灌注桩。随着我国科研水平的不断提升，机械化与智能化生产模式应运而生，大幅度降低了施工作业时对人力资源的消耗，同时提升了土方开挖的精准程度，推动开挖效率的持续提升。另一方面，由于机械化生产在建筑施工领域的不断深入，挖钻孔灌注桩施工对人力的需求有所减少，帮助施工企业节省了很大一笔成本开支[1]。

2 基坑工程特征与旋挖钻施工工艺特征

基坑工程作为当前国内最为环保高效的工程项目之一，具有许多较为显著的工程特征。首先，基坑工程具有较大的风险性。所有基坑工程必须具备最基本的支护措施及设备，当前国内许多基坑工程的支护措施均为临时措施。临时支护体系的防护效果降低，其荷载、强度、变形、防渗、耐久性等方面的安全储备较小，无法与长效支护体系相睥睨。其次，基坑工程具有明显的区域特征。我国地形方面存在着较大差异，我们一般统称为地域性差异。从建筑工程的角度分析，不同区域具备不同的地质及水文条件，少数情况下，同一座城市的地质与水质也千差万别。最后，基坑工程具备显著的环保特征及个体特征。前文提到，受到现代建筑施工设计理念的影响，当前国内多数基坑工程均具有明显的环保特征，相关设计人员及施工人员的环保意识相对较高。基坑工程的施工振动极有可能会引起周边水环境的改变，同时应力场的变动也会导致周围土体变形，对相邻生态环境能够造成较为严重的消极影响。基于此，基坑工程在施工过程中需要时刻注意对周边环境中地质及水质的污染与影响。

旋挖灌注桩施工技术在建筑领域进入新时代之后实施了优化，较之传统的灌注桩施工，其施工效率更高、施工质量更好且环保特征显著。随着时间的推移，旋挖灌注桩施工技术在基坑工程中的应用愈发频繁，逐渐成为基坑工程施工的技术支撑。通过基坑工程对旋挖灌注桩施工技术长时间的试运行，逐渐掌握了旋挖灌注桩施工技术的多数特征。

第一，旋挖灌注桩施工技术具备环境污染小、成孔速度快以及钻孔直径范围广。当前的基坑施工技术均需具备环保特征，并且需要保证该项技术能够达到相应的环保标准。因此，旋挖灌注桩施工技术循环使用泥浆，并将钻孔方式转变为干成孔作业，最大限度上降低传统循环钻机所产生的噪音。另一方面，随着机械化生产模式在建筑领域中的广泛应用，旋挖钻机的可成孔直径达到0.6-3.2m，在中层土质中完成一根长50 米直径1.2 米灌注桩只需4个小时，等同于传统钻机效率的3 倍以上。

第二，旋挖灌注桩施工技术具备行走移位方便快捷、桩孔对位精准的技术特征。随着机械化生产的逐渐深入，当前多数旋挖钻机均具备履带装置，促使土方能够快速达到指定位置。除了行走方便之外，旋挖钻机的桩孔对位精准，较之传统的桩孔对位，现阶段国内使用先进仪器进行精准对位，促使钻机达到最佳的钻进状态。通过主机井架控制系统可以随时调整机架的垂直度，以此保证钻孔质量[2]。

3 旋挖灌注桩施工技术

3.1 施工前的准备

旋挖灌注桩在施工前需要进行两个准备工作，其一是测量放样，其二就是钻机就位。首先，测量放样在实际测量的过程中应当遵循从整体到局部的施工原则，最终采用复测后的导线点实施各桩位的定位放样。随着施工技术的不断精进，测量理念及其内容随之发生些许变动，当前的测量放样内容主要包括中心桩位的放桩、围绕中心桩位的护桩、测量该位置并标高等等，在放桩的过程中，十字护桩与中心桩位的距离必须大于2m，同时保证埋设质量。

其次就是钻挖灌注桩的钻机就位环节，为了保证桩孔能够时刻处在钻机的工作范围之内，因此施工人员必须将旋挖钻机缓慢移动到钻孔平台，并且及时调整钻机位置。另一方面，施工人员对钻机有效工作范围内的环境应进行清理，保证钻孔工作的卸渣及其他操作的规范性。现阶段，钻挖灌注桩的施工要求越来越高，需将其位置调整至达到相应规范标准后即可开始自动化复位，实时调整钻机位置，促使钻杆、钻头的中心与桩位中心保持同一水平线，同时使用垂线复核。

3.2 埋设护筒

建筑行业对旋挖灌注桩施工过程中的埋设护筒环节制定出相当高的标准，为了保证整个施工过程的安全质量，在选择护筒时应当选择钢制护筒，其壁厚不得小于10mm,长度不得小于2m，内径要比预设桩径超出20cm。在安装护筒的过程中，务必采用护筒驱动器进行驱动加压下放到位，待到护筒安装到位之后，测量护筒顶端与地面高度差异，通常情况下应为0.3m，随后采用护桩十字线中心复核。确保护筒顶端的中心位置与设计桩位的距离偏差不会超过5cm，且倾斜度始终保持在1%左右。埋设护筒的过程非常复杂，需要反复的核查、测量与校对，所有中心线校对完毕后才能开始实际埋设，包括钻头的二次对中、钻头中心与设计桩位中心的对中等复核工作。

3.3 泥浆制备

在旋挖灌注桩的施工过程中，施工人员应当稳定孔内水位，同时采用膨润土制成泥浆进行护壁，稳定孔内状况，防止孔内坍塌。所谓的泥浆护壁就是指利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水自身的压力，以确保孔壁的稳定，泥浆的比重则起到保持这种压力差的关键作用。当钻孔内的泥浆比重过小，泥浆护壁则失去阻挡土体坍塌的积极意义；当钻孔内的泥浆比重过大，则会导致混凝土置换困难或者泥浆泵产生堵塞等问题。钻孔中的泥浆比重出现异常，均会给成桩质量带来负面的消极影响。除此之外，应在施工现场设置泥浆池，通常情况下，泥浆池的容积是钻孔容积的1.5-2 倍，同时要充分发挥出泥浆的积极效用，对其指标的选取具有较大影响。

3.4 排渣清孔

钻孔完成后，施工方应在业主、监理、勘察及设计单位进行验收确认后进行及时清孔。一般情况下，孔内泥浆水位应当高出地下水位的1.5m 以上，结合孔位采用截齿捞砂斗进行捞砂。完成空地的清理之后即可实施换浆置换法，以此加快降低含砂率，同时有效提升验收环节后的清孔效率。

在制作安装钢筋笼之前，施工人员需要首先排渣清孔。施工人员在没有发现掉渣或塌孔情况下，可以直接使用旋挖钻机清孔钻具对孔底沉渣进行反复捞取。另一方面，采用钢丝材质的标定测绳，20m 以内测锤重2Kg，20m 以上测锤重 3Kg，测绳之上必须标明刻度，通过测绳来测定孔内深度及孔底沉渣的厚度，清孔工作顺利开展后，孔内泥浆指标与孔底沉渣厚度应完全符合相应的规范要求。

3.5 钢筋笼制作安装

基本上，旋挖转孔灌注桩施工过程中的每一个环节内容都极其复杂，且对相应施工设施的测量精准度较高，例如钢筋笼的设计与制作均是在施工现场完成，其设计要求完全依据桩长标准，此外，在安装钢筋笼时也需要保证其自身的垂直度。钢筋笼的下方轻巧，以防止钢筋笼与井壁发生碰撞，从而使钢筋笼的外部变形。

通常情况下，钢筋笼均需在校对后进行下放，且在钢筋笼的周围摆放并固定一些砼垫块，保证保护层的均等厚度。分节制作的钢筋笼在孔口连接时，需重视上下节钢筋笼的垂直度，同时搭接接头的处理也应当满足相应的技术标准。在钢筋笼安装完毕后，施工人员应及时进行二次清孔，不断置换泥浆，以此确保孔内泥浆指标和孔底成渣厚度完全贴合相应规范要求，直到浇注水下混凝土。

3.6 灌注混凝土

灌注混凝土是旋挖钻孔灌注桩技术的最后一个施工步骤。在灌注混凝土的过程中，首先应当计算并控制第一批用于封底的混凝土克重，在下落的过程中，其中蕴含的冲击力能够将泥浆从导管中成功排出，同时将导管的下口埋入混凝土的1m-3m 处，如果工程所需桩身较长，导管在混凝土中的埋设深度可以适当加长。

埋设导管时所产生的巨大冲击力能够将桩底储存的沉渣尽量冲开，是减少工后沉降的主要手段，同时也能有效控制桩底沉渣数量。为了防止导管进水，在混凝土的灌注过程中应当严格控制水灰比、灌注数量等变量因素，另一方面就是简球、拔栓或者开阀等环节。此外，过高的技术要求促使施工人员必须在第一批混凝土灌注完毕后，及时的探测孔内混凝土表面高度，计算出导管内埋设深度，顺利进行剩余混凝土的灌注。

当混凝土的灌注开始时，施工人员应当连续不断的进行灌注。在灌注过程中，为了保证灌注质量，必须防止混凝土拌合物从漏斗顶端溢出或者从漏斗外掉入孔底。如果混凝土掉入泥浆后，泥浆会变得粘稠且易凝结，影响导管距离的探测。除此之外，施工人员还应当注意观察导管内部的混凝土下降情况及孔内水位的升降情况，及时测量孔内混凝土面的高度位置，以此正确引导导管的提升与拆除。

提升导管的过程中，施工人员应当保证轴线始终保持竖直状态，与两侧的距离始终对等，以此为基础逐步提升。例如，导管法兰挂钢筋骨架，可通过转动导管的方法，使其脱离钢筋骨架后，再移动到钻孔的中心位置。混凝土的灌注过程中，如若导管内部的混凝土不满或者含有空气时，后续的混凝土应当徐徐灌入，尽可能避免整斗灌注。当混凝土内存在空气，导管内较易形成高压气囊，较易挤出管节间的橡皮垫，最终致使导管出现漏水问题。

灌注混凝土的注意事项较多，对施工人员的技术要求相对较高，因此这里建议采用水下灌注桩基混凝土，较之传统的混凝土灌注，水下的灌注方式效率较高、质量更高且更安全。在灌注过程中，设计桩顶标高以下 3 米范围内混凝土采用插入式振捣棒进行振捣密实，以此为基础，保证桩顶混凝土的灌注质量[3]。

4 结语

综上所述，随着城镇化建设进程加快，国内建筑市场逐渐发展完善，同时促进了相关行业的创新发展，旋挖桩的适用范围相对较广，因此成为国内首屈一指的施工手段，无论是在软泥、砂砾还是流砂等土质下，旋挖桩均可顺利实施，换言之环境因素对该技术的影响程度较小。旋挖桩的施工过程相对复杂，需要不断的复核与校对，因此需要技术与现场的完美配合，以此保证成桩的最终质量以及工程的顺利完成。