干法旋挖成孔灌注桩施工技术应用

龚文婷

福建正爵海建设发展有限公司，福建 宁德 352100

在建筑工程桩基工程中，常见的锤击桩噪声污染问题较为突出，难以满足建筑工程文明绿色施工技术要求。干法旋挖成孔灌注桩是利用旋挖机成孔后灌注形成桩基，具有施工噪音小、单桩承载性能高等特点。在建筑工程中应用广泛，但也存在成桩质量不易控制、易出现自缩颈、漏筋等质量问题。本文结合某建筑工程，深入分析干法旋挖成孔灌注桩施工技术难点和施工技术要点，以期为建筑工程施工提供有益借鉴，

1 工程概况

本工程为某超高层建筑。建筑面积为430600m2，地上建筑88 层，建筑高度428m。根据工程设计，本工程采用钻孔灌注桩基础，桩径为800mm、1000mm 两种类型桩型，桩长为15.7～26.7m。灌注桩数量625 根，桩身混凝土强度C50。

根据工程勘测，拟建场地环境较为复杂，场地面积仅为55m×60m，交叉作业影响较大。水位埋深为35～40m，水头标高为32.5～34.3m，水文勘测报告揭示场地内存在岩溶裂隙水，变化幅度为10～12m，常年水头标高在32～39m 范围内。

2 施工技术难点及对策研究

2.1 场地狭小，流水作业施工难度大

本工程场地狭小，旋挖钻机施工难度大，且相互作用影响显著，给施工进度控制和四个安全带来不良影响。为保障现场有序施工，施工单位将施工现场划分为3 个区域，安排3 台钻机同时施工，相邻钻机中心距≮4m 且钻孔时间间隔≮36h。

2.2 钻孔深度大

根据工程设计，灌注桩深入岩层深度为4m，且钻孔深度较大，给钻孔施工造成一定的困难。经与业主、监理、设计单位沟通，将入岩深度由4m 调整为1m，经验算，桩基承载能够满足建筑基础荷载要求。

3 干法旋挖成孔施工技术应用优势及施工技术要点

3.1 干法旋挖成孔灌注桩施工技术应用优势

干法旋挖成孔施工技术具有多种应用优势：①不要制备和使用泥浆，施工效率高，节省泥浆外运费用，且符合现代城市现场文明施工要求；②噪音污染少，本工程位于市中心，对噪音污染要求严格，干法旋挖成孔灌注桩噪音污染小，能够满足现场文明施工标准要求；③成孔速度快。由于干法旋挖成孔灌注桩不需要制备泥浆，机械化程度较高，施工效率高，可满足施工进度控制要求；④承载力性能高。本工程属于超高层建筑，单桩竖向承载力性能要求达到12000kN，使用干法旋挖成孔灌注桩技术无泥浆润滑作用，桩身侧阻力较高。单桩承载力高于湿法旋挖成孔灌注桩；⑤地质条件适应性良好。干法旋挖成孔灌注桩钻机可更换钻头，能够应对多种复杂地质条件，不需要配合其他施工机械施工，有利于施工成本控制。综合上述原因，本工程选择采用干法旋挖成孔灌注桩施工工艺［1］。

3.2 施工工艺流程

干法旋挖成孔灌注桩施工工艺流程为：施工准备→护筒埋设→钻孔→沉渣检测与清孔→钢筋笼制作与安装→导管安装→二次清孔→混凝土灌注→后注浆。

3.3 施工准备

在干法旋挖钻孔灌注桩施工前，为确保各施工人员掌握施工技术要点，施工单位根据施工设计进行施工技术交底，由设计人员对施工技术人员和施工班组落实施工技术交底，并要求加强施工测量，明确桩孔位置，确定钻机行走路线和施工间距，绘制施工现场平面布置图，确保施工现场有序施工。场地整平，以推土机整平、压实场地，承载力不足区域铺设500mm 厚建筑废料，以满足钻机行走要求［2］。

3.4 护筒埋设

护筒埋设前，在顶部焊接吊环，内筒加设3 道加强筋，防止护筒吊装过程中发生护筒变形扭曲现象。护筒埋设时，加强护筒定位测量，根据桩位中心控制线确定护筒中心点位置，将中护筒中心点位偏差控制在5mm 以内。护筒控制到位后，沿护筒外侧分层填实原土，防止护筒移位。

3.5 钻孔施工

由于钻孔深度较大，贯穿土层包括杂填土层、黏土层、卵石层、粉质土层、泥灰岩层、中等风化岩层等，根据岩土勘察报告和钻进深度更换钻头，土层钻进使用筒式钻头，岩层钻进使用螺旋嵌岩钻头。钻机就位后，钻杆在液压马达带动下产生向下压力和扭矩，带动钻头螺旋切削岩土。破损卵石、泥灰岩等随土体压入钻头筒内，通过钻机提升装置带出。为防止钻孔坍孔问题，钻孔连续钻进，减少成孔后暴露时间，钻孔与混凝土间隔时间控制在24h 以内［3］。

3.6 沉渣检测与清孔

根据工程设计要求，沉渣厚度应控制在20mm 以内。钻孔成孔后，采用垂球法进行孔底沉渣测量孔底沉渣厚度，并更换筒式钻头清孔，将孔底沉渣控制在20mm 以内。

3.7 钢筋笼制作与安装

本工程中，钢筋笼在加工平台上加工制作。钢筋笼截面对称设置4 块混凝土垫块，垫块露出钢筋笼厚度为70mm，作为钢筋笼保护层，避免钢筋笼与护筒碰撞。垫块布设间距为2m，每道4 块。为满足成桩质量检测要求，钢筋笼制作时内设2 根声测管，声测管下端封闭，上段加盖，与钢筋笼绑扎固定。钢筋笼吊装施工时，应匀速提升和下放，吊点应设置加强筋位置，防止钢筋笼吊装变形［4］。

3.8 导管安装

导管安装时，导管接头采用橡胶密封圈丝扣连接。导管位于桩孔中心位置，距孔底高度控制在1 以内，避免混凝土灌注对孔底产生冲击作用。混凝土灌注前应进行水密性检测和承压试验，避免混凝土灌注过程中出现漏浆问题。

3.9 二次清孔

本工程中，为确保成桩质量，避免出现夹渣、缩颈等问题，采用气举反循环法进行清孔，钻头更换三牙轮钻头，排气孔底部距孔底2m，空压机产生高压空气注入桩孔内，沉渣经导管排除（如图1 所示），多次循环清孔。

图1 气举反循环示意图

3.10 混凝土灌注

导管安装并二次清孔检查合格后灌注混凝土。本工程中，混凝土配合比经试验配比确定，采用P.O 52.5 普通硅酸盐水泥，水灰比0.55。混凝土灌注中断时间应小于初凝时间，避免形成断桩。混凝土灌注时，应高于设计标高0.5m 左右。

3.11 后注浆

为提高灌注桩承载力性能，在灌注桩成桩后，施工单位对灌注桩进行后注浆加固处理，通过后注浆技术提高桩端固结程度和桩侧摩阻力，提高灌注桩承载力性能，避免桩基工程出现不均匀沉降。本工程中，后注浆混凝土配合比与桩身混凝土一致，单桩混凝土注浆量≮1.0t，以注浆量和注浆压力双控，注浆完成后及时封堵注浆管［5］。

4 干法旋挖成孔灌注桩常见质量问题及对策研究

4.1 坍孔问题及应对

在灌注桩施工中，坍孔是最为常见的问题，在各阶段均可能发生。本工程可能引发坍孔的原因包括：粉质土松散、钻孔速度过快、钻头扰动孔壁、孔内形成负压等。由于本工程钻孔深度较大，钻头提升时容易形成负压，引发坍孔问题。如遇坍孔问题，应及时停止施工，拔出钻头并分析坍孔成因，经研究制定应对措施后继续施工。如遇轻微坍孔可拔出钻头后重新钻进，如遇严重坍孔且钻头拔出困难时，可反向旋转并逐步提升、拔出钻头。钻头拔出后，可在桩孔周围对称浇筑混凝土砂浆，待周围土体固结后重新钻进。

4.2 钢筋笼卡导管及应对

钢筋笼吊装至桩孔后，安装导管并灌注混凝土。在混凝土灌注和导管提升时，因导管与钢筋笼碰撞、钩挂等造成导管提升困难。针对该问题，可采用缓慢旋转、振动导管方式解决，并注意导管提升高度，严禁将导管提升至混凝土界面以上。

4.3 钢筋笼上浮及应对

在灌注桩浇筑施工过程中，在混凝土浇筑冲击作用下，钢筋笼受混凝土浮力作用容易出现上浮问题，其主要原因是浇筑速度过快，混凝土对钢筋笼形成较大的浮力。针对该问题，应严格控制混凝土浇筑速度，加强混凝土坍落度指标控制，加强搅拌站拌和质量控制，对不符合质量要求混凝土予以退场处理。

4.4 埋钻和卡钻问题及应对

在旋挖成孔施工中，如旋挖速度过快可能造成卡钻、埋钻等问题，导致钻头提升、钻进困难，并引发钻头损坏、钻杆扭断等问题，影响干法旋挖灌注桩施工效率和成桩质量。遇埋钻、卡钻等问题时，在保持孔内压力的情况下，借助起重机、振动锤等设备缓慢提升，提钻过程中边提升边振动，严禁强行提钻。

5 结语

本工程中，施工单位加强施工过程各环节施工技术要点管理和质量控制，取得了良好的技术应用效果。经第三方专业单位桩基检测，灌注桩桩身完整性达到Ⅰ类桩，合格率为98%，达到工程预期目标，有力保障了建筑工程结构安全。