浅谈全护筒桩基施工技术的应用

2022-05-22王志红

河南建材 2022年5期

王志红

山西四建集团有限公司（030000）

1 工程概况与实际应用

全国“二青会”射击射箭比赛场馆建设项目，位于山西省阳泉市郊区大西庄村西侧，207国道以东，漾泉大道以北。本工程为多层公共建筑，框架结构+钢屋架结构，总建筑面积12954m2。其中，射箭馆3154m2，射击馆9800m2。50m射击馆地上3层，50m射箭馆地上2层，观众走廊、运动员走廊、枪弹库及25m射击馆，固定看台均为地上1层结构。本工程50m射击馆、25m射击馆、枪弹库设计为钢筋混凝土灌注桩承台基础，桩径1m。B区射击馆桩基工程共设计桩数189根，C区25m射击馆桩基工程共设计桩数62根。由于场地内土质疏松，采用旋挖机成孔时，孔壁塌孔严重，成孔困难，采取孔内灌红胶泥土、C15混凝土等措施，均不能保证钢筋混凝土的成桩质量。经多方考察引进全护筒冲击抓锤钻孔桩机+旋挖桩机的施工方法，经试桩成孔质量良好，能保证桩基施工质量[1]。

2 施工工艺

场地平整及桩位放线→旋挖桩机就位→旋挖机引孔（至塌孔处）→搓管机就位下放钢护筒→搓管机下挖→冲击抓锤取土→旋挖机入岩（处理孤石）→扩底搓管机下放钢护筒→清底→验孔→钢筋笼制作及安装→浇筑混凝土[2]。

3 施工过程及质量控制要点

3.1 场地平整及桩位放线

施工前将强夯完的场地进行场地平整，平整度≤±10cm，保证桩基机械行驶及就位平稳。根据规划局给定的坐标控制点，采用全站仪进行桩位放样，报监理单位验收后，方可开始开挖。

3.2 旋挖钻机就位

根据测量放样的桩点，先由旋挖钻机进行引孔，引孔深度为2～5m。在桩体开挖过程中，若发生桩壁裂痕或出现坍塌迹象，应立即停止旋挖作业，由搓管机下放钢护筒（如图1、图2所示）。

图1 旋挖机就位

图2 旋挖引孔

3.3 钢护筒安装

引孔完成后，将旋挖钻机移走，搓管机就位（如图3所示），吊放并压入第一节套管，校对垂直度，冲抓取土，压入深度为2.5～3.5m，然后用冲抓斗从套管内取土，一边抓土，一边下压套管，保持套管底口超过开挖面的深度≥2.5m。第一节套管全部压入土中后（套管高出导墙顶面1.2～1.5m，便于接管），检测垂直度，如不合格则进行纠偏调整，如合格则安装第二节套管继续下压取土（如图4所示）。以此类推，采用全钢护筒挖至岩层。每节护筒安装后采用旋挖机校正垂直度，旋挖钻头检查钢护筒垂直度。

图3 搓管机就位

图4 吊入钢护筒

3.4 冲抓锤取土

套管搓入后，冲抓锤（如图5所示）在套管内利用自身的重量冲击破碎土层，将破碎后的土抓取出护筒外，及时清运（如图6所示）。如果在冲抓锤开挖过程中遇到孤石或者大体积岩体，可配合旋挖钻杆破除岩层，保证钢护筒顺利下放，直至挖至岩层。

图5 冲抓锤

图6 冲抓锤取土作业

3.5 旋挖机入岩

由于冲击抓锤只能破除单轴抗压强度小于6 MPa的岩层，若靠冲击抓锤无法保证入岩深度时，需要旋挖钻机破除坚硬岩层，旋挖钻机钻杆直径为800mm，入岩深度不小于3m，更换扩底钻头进行钻孔，保证钢护筒能够下至桩孔底部。

3.6 桩底清孔

成孔后，采用冲击抓锤或者旋挖钻进行清底。清底后，采用沉渣仪检测沉渣厚度，确保桩底沉渣少于5cm[3]。

3.7 钢筋笼制作安装

钢筋笼制作严格按设计加工，主筋位置用钢筋定位支架控制等分距离。主筋间距允许偏差±10 mm，箍筋或螺旋筋螺距允许偏差±20mm，钢筋笼直径允许偏差±10mm，钢筋笼长度允许偏差±50 mm。加颈箍每2m一道，以加强钢筋笼的强度，钢筋笼的长度由挖孔深度确定。纵向钢筋焊接采用单面搭接焊，搭接长度≥10d。接头相互错开不小于35d同一截面接头数量≤50%（如图7～9所示）。

图7 吊入钢筋笼

图8 钢筋笼连接

图9 钢筋笼定位

钢筋笼搬运和吊装时，应防止变形。安放前需再检查孔内的情况，以确定孔内无塌方和沉渣。安放要对准孔位，扶稳、缓慢、顺直，避免碰撞孔壁，严禁墩笼、扭笼。

3.8 浇筑桩身混凝土

在浇筑混凝土前，应进行清孔，要求孔壁、孔底必须清理干净，孔底无浮渣，孔壁无松动。

当有地下水且渗水量不大时，则应抽出孔内积水，用导管法浇筑混凝土（如图10～11所示）。导管未端离孔底不宜大于1.5m。混凝土宜采用插入式振捣器振实，每浇筑1.5m振捣一次。混凝土应连续浇筑振捣密实，充盈系数大于1。

图10 混凝土导管

浇筑混凝土至少超出设计桩顶标高500mm，以确保桩顶处没有浮浆、杂质。

3.9 根据试桩情况确定混凝土浇筑工艺参数

混凝土使用阳泉市益汇混凝土有限公司的C30混凝土，塌落度160～180mm。初凝时间不小于45min，且不大于2h。终凝时间不大于6h。混凝土浇筑时间每30min一车（10m3）。混凝土浇筑时淹没护筒的高度不得大于3m，混凝土浇筑至拔管高度后即进行拔管，拔管时间控制在每6min1m。桩混凝土充盈系数试桩为1.20～1.35。桩底入岩扩大头扩孔深度为桩入岩深度3m。