某工程旋挖钻孔灌注支护桩施工技术探讨

陈 立

（广西安全工程职业技术学院，广西 南宁 530000）

0 引言

当前，钻孔灌注桩技术在建筑工程施工中的应用较为广泛，具有施工效率高、安全性高、环境污染少等优点。但在实际施工过程中，经常受到地质条件、施工环境等不同因素的影响，进而降低了旋挖钻孔灌注桩施工质量[1]。因此需要加强施工全过程各个工艺的质量控制。本文以某工程为例，就旋挖钻孔灌注桩支护深基坑施工控制要点进行探讨。

1 工程概况

1.1 工程设计概况

本工程由2 层地下室、一栋地上32 层主楼组成，总建筑面积约10 万m2，场地相对设计标高为±0.00 m，绝对标高为91.4 m。场地经平整后绝对标高约为85.6 m。基础形式为筏板基础，筏板厚2 m，基坑底标高为81.15 m，局部80.55 m。据地质勘查报告及现场局部开挖揭露，拟建场地东北角杂填土层厚达7.5～10.6 m，层底标高为75 m，需采取换填措施，且基坑开挖深度为3.31～10.6 m。

1.2 地下管线及周边环境条件

拟建场地属丘陵地貌，是西高东低的平缓地形。周边无地下电线电缆通过，工地现有地面以下无其他任何管线。场地北侧为临时施工道路，坑边距工地围墙为6 m。基坑西侧、东侧、南侧为一期地下室场地。

2 旋挖桩施工技术的特点

2.1 自动化程度较高

使用旋转式钻机进行施工时，只需一名操作员即可校准外部挖掘并完成挖掘机的移动。此外，极高的自动化程度可实现钻机的垂直校正和钻孔深度的测量。在实际施工中，旋转桩钻机直接由液压驱动，计算机自动控制技术确保了钻孔定位的准确性，达到了1 m/min 的钻孔速度，满足了施工进度的要求。在施工过程中，将钻头设置为动力钻头，并且可以上下往复运动。孔径非常理想，不仅满足施工质量和施工进度要求，而且具有很大的经济优势。

2.2 施工技术使用范围广

旋转式钻机的行走模式已从原始轮胎类型发展到最新的履带式设备，增加了重量与地面的接触面积，减少了对整条道路的要求，便于在施工现场进行旋转钻探。不仅如此，挖掘机的自动移动功能进一步扩大了钻机的使用范围。另外，现代钻井和钻机通常使用泥浆来保护正在施工的墙壁，形成孔后，放下钢筋笼并注入混凝土，在复杂的条件下（如软土和快速砂土）也能确保施工工作的效率和质量，并进一步扩大建筑工程范围[2]。而旋挖钻机形成孔，以总体上保持较高的运营效率并满足各种需求，使其更具操作优势。

2.3 环保性能好

对建筑业中桩基施工技术的研究表明，采用传统方法分离泥浆需要花费大量时间并占据较大空间，对施工场地和施工周期的要求较高。而钻探设备实现平滑钻探主要取决于旋转式挖掘机的重量、钻探压力和动力头自身的扭矩，并且其产生的钻探废渣统一收集在机筒里，可以减少施工现场的废物堆积，确保施工场地的整洁。

2.4 设备性能和机动性能良好

对于基坑和基坑桩的施工，技术人员主要采用机电液压一体化的施工方法，其结构紧凑，能够保障各种施工过程的顺利进行[3]。另外，开挖设备可以独立安装和拆卸，减少了设备在移动过程中对道路的需求；通过单独安装柴油，可以实现独立运行，减少对电力的依赖并有效避免潜在的安全问题，有效保证了项目施工的安全性和施工进度。

3 施工流程

本支护桩工程共54 根桩，基坑长96.8 m，施工中拟投入2 台SR250 型旋挖钻机，按照整体进度，支撑桩施工时间应为15 d。根据施工部署，由于基坑边长较长，在东、西角分别安装了一台钻机，开工流程由东向西移动，沿着基坑向北方向。现浇桩施工必须将两根桩隔开，相邻桩孔施工应在现浇桩混凝土后48 h 进行。

旋挖桩施工工艺流程如下：测量放样→埋设护筒→钻进→清孔→钢筋笼下放→导管安装→二次清孔→混凝土浇筑→卸除导管→回填孔口→清除桩顶土→竣工验收，如图1所示。

图1 旋挖桩施工工艺流程

4 施工控制要点

4.1 测量放样

在施工前，应将桩位线放出，而后依据桩位进行一定的测量放线，使用相应的全站仪确定位置，打好桩位，并标出桩位。

4.2 护筒埋设

在护筒埋设前，应选用厚4～6 mm 的钢板进行护筒制作，且护筒内径长1.5 m。在护筒埋设过程中，上端要高出地面0.3 cm，在护筒周边回填黏土，并进行夯实，当达到密实度要求时，需确保其垂直度，以防泥浆流失。与此同时，将护筒底土层挖深，孔底回填黏土后，以300～500 mm 厚度进行夯实，再安放护筒，避免护筒底口渗漏，以防地表水渗入。此外，将护筒外面与原土之间的土层填满，并进行夯实。如果护筒过长，可辅以锤击、压重振动沉入，还可在护筒上绑扎木方，防止护筒下窜。

4.3 钻孔

钻机就位后，即可进行钻孔作业。在钻孔过程中，应严格控制好每轮钻孔深度，通常在60 cm 左右还应控制好相应的钻孔机速度，在释放铲斗时，往往需要确保其稳定；提升铲斗时，则慢慢推进。开孔时，开挖量应在-8 m 左右，同时控制直线度，避免跑偏。钻孔时，无论是从硬地层到软地层，还是从软地层到硬地层，应严格控制相应的进尺速度。若是硬地层，应加快钻孔速度；若是砂层，应减慢钻孔速度并适当增加泥浆量。另外，在施工过程中，要先严格测量泥浆指数，如果泥浆指数超过的标准，应及时调整泥浆用量。

4.4 清孔

钻孔作业完成后，即可进行第一次清孔作业。清孔时，一般采用正循环清扫法，时间控制在30 min 以上。且支撑桩长18 m，要求钻具先增至35 m，再泵入，保证泥浆性能满足指标要求。此外，应清除孔底的沉积物。

清孔作业完成后，应及时松动桩孔，然后进行注浆管安装和二次清孔。混凝土浇筑施工前，应严格检查孔底砂层厚度是否符合施工要求，这是保证混凝土柱质量的前提。在二次清洗作业中，采用反循环清洗方式，即在最后一次清洗作业完成后，将钢筋笼放入孔内，再将导管连接到孔底，同时将气管插入气管底部，保证两者之间的距离为2 m，确保气管与高压气管相连，另一端与空压机相连。此外，应密封管道开口，使高压空气流过管道底部的管道并与泥浆混合，在高压作用下，将管道内的污泥排出，保持孔内压力平衡，避免孔塌。

4.5 钢保持架的生产

①制作钢筋笼时，应先计算箍筋的材料长度，先将钢筋调直，再进行切割，以利施工。但因焊接主筋与箍筋尺寸差异较大，应按相关要求放置，以防操作失误。②桩身主筋连接应采用机械套管，连接质量应符合《钢筋机械连接技术规范》（JGJ 107—2016）的要求。③按设计要求将箍筋放入主筋中，并保证箍筋与主筋垂直，然后点焊。④钢筋笼制作完成后，应将钢筋笼固定在平整的地面上，防止钢筋笼变形。

4.6 钢筋笼起吊

支护桩长度为18 m，而钢筋笼长40 m，因跨度较长，故其吊装具有一定难度，在制作时，应将钢筋笼分成每节12 m，再对钢筋笼进行吊装，并采用分段吊装的方式，做好孔口连接。同时，在钢筋笼起吊时，应采用扁担起吊的方式，将吊点对称吊在钢筋笼上部。其中，钢筋笼起吊点为5 个左右，在实际施工时应防止钢筋笼发和变形。

4.7 钢筋笼下放

①降低钢筋笼的高度，确保钢筋笼及时入孔，入孔时将钢筋笼对准孔，保证钢筋笼的垂直度，控制下降速度。钢筋笼入孔时应缓慢下降，不得摆动。若有障碍物，应及时停止，查明原因后立即处理，不得强行入孔。②钢筋笼下放时，应使用吊杆辅助下沉，实现钢筋笼桩顶的标高控制，避免钢筋笼上浮。钢筋笼安装完毕后，应做好相关的检查工作，检查合格后，应采取措施将钢筋笼固定在孔口处。

4.8 混凝土浇筑

混凝土浇筑时，风管防水塞采用充气气囊，保证直径符合通过要求。在填充过程中，防止填充中断或混凝土从漏斗外部滑入导管。在拔管前，应计算好导管的埋深，一般不超过6 m。当混凝土面与钢筋笼下部接触时，也应保证导管的埋设深度同时适当抬高导轨，防止钢筋笼飘浮。另外，浇筑混凝土时，桩顶应浇筑至5 m，达到设计标高后才能进行吊装，以保证混凝土的强度。

5 施工技术要点及事故处理措施

5.1 导墙施工

导向壁上预留的定位孔直径应比钻机外壳的外壁直径大20～40 mm，且孔定位误差应控制在±10 mm之内，内壁平面度误差应小于3 mm，垂直偏差小于3%。在开挖引导通道期间，必须避免引导壁的大变形。另外，如果导向墙的混凝土强度不符合设计要求，则禁止在导向墙附近停放重型机械或操作。

5.2 前期准备

首先，施工人员需要全面了解设计施工图，并做好测量和放样，同时需要设计用于平整施工现场的施工通道。其次，创建一个钻框，填充互连件，设置水和电源系统，准备泥浆，确保机械安装到位，并在认证后使原材料顺利进入边缘。最后，组织施工人员进行实地调查，收集各种与施工相关的数据，科学有效地规划施工流程，进而均衡地建设桩基，以及有针对性、有节奏地进行施工作业。

5.3 混凝土灌注

第一次灌注时，必须固定足量的混凝土，将其注入水下混凝土，而导管的埋深必须在混凝土注入面以下至少1 m 的位置。在提升导管的过程中，需要控制上升速度，切勿出现导管高于混凝土注入面的现象。在整个施工过程中，必须测量导管的实际埋深以及混凝土注入表面与管道内部之间的高度差。针对水下混凝土注入，应创建相应记录，以保证结构本身的连续性，合理控制每次注入的时间，包括初始混凝土的初始硬化时间，及时记录故障并进行处理。

5.4 分段施工时节点处理措施

为了确保支撑桩的正常施工，必须采用多个钻机逐段协调施工，从而避免在多个施工段之间造成节点连通性问题[4]。同时，可以在过渡结构连接节点使用沙堆的方法，并在结构部分的末尾放置沙堆。即在钻孔后使用填充砂桩的方法来确保相邻桩的咬合槽。一旦结构到达沙堆区域，就可以使用低压套管挖掘内部的沙堆并及时重新填充混凝土。

5.5 其他质量保证措施

基坑支护的施工质量应从人员、材料、设备和施工技术等方面来把控。在原材料管理方面，加强建材市场原材料的筛选，严把灌浆材料质量关。过程质量控制的重点是加强基坑支护施工过程的监督，按照施工设计开展作业，并逐步检查施工细节，从而保证过程质量监督的有效性[5]。其中，管理人员的能力和素质保证了项目的顺利实施，并且，良好的管理和质量对实现项目目标至关重要，而施工人员的能力和素质直接影响施工质量和进度。

6 结语

总之，作为建筑基础施工中常见的施工技术，旋挖钻是一种新型的成孔技术。由于其施工效率高、质量好、安全性高、环境污染少等优点，在施工作业中得到了广泛应用。而且，采用旋挖法施工现浇桩，大大提高了现浇桩基础的承载能力，减少了结构沉降。结合实例，本文提出了旋转钻孔灌注桩施工过程中的关键技术以及施工中的注意事项，为施工人员顺利开展施工作业提供了参考。