旋挖桩工艺发展的论文

旋挖桩工艺发展的论文

旋挖桩工艺发展的论文 篇1

关键词：旋挖桩,清孔,水下混凝土,桩端持力层,跳桩开挖

1 工程概况

本工程为重庆市江北区某超高层建筑，剪力墙结构，地面以上49层，建筑总高度170米。基础全部为桩基础，桩的直径分别为1000mm、1200mm、1500mm共计134根。整个场地呈矩形，基础平面尺寸为38.2m×31.4m，桩与桩之间的净距离最小为500mm。根据地勘资料可知：拟建场地属于嘉陵江河谷岸边丘陵斜坡地貌，场地内分布地层主要有：人工填土、泥岩、砂岩等，开挖深度约20米左右。设计要求基础采用清底干净的旋挖干成孔，基础持力层为中风化砂岩，桩间净距≤2m时应跳桩施工。

2 监理工作重难点及预控措施

2.1 桩基定位准确性的判断，旋挖桩不同于传统的人工挖孔桩，可以先做好基础井圈，在井圈上弹好桩控制线，依据内控点进行二次复核，位置准确无误后再进行人工开挖。

由于旋挖桩中心点定位后只是在中心点处设置一根定位桩，这就给旋挖钻机机手提出了较高的要求，钻筒着地点圆心必须与定位桩重合。一旦开钻桩位复核也存在难度。目前笔者采用的复核方式为开孔1.5m深度时在孔内落入钢护筒，找出钢护筒圆心，看钢护筒圆心是否与设计桩中心点重合。此法可有效解决桩基定位复核问题。

2.2 桩开挖成型后，基底成渣厚度的判断。

为保证每根桩浇筑成型后桩身的完整性达到规范要求，沉渣厚度的判断及清理是很重要的工序，沉渣超过20cm很有可能导致桩身砼不完整。在监理过程中笔者采取以下方式来保证沉渣厚度不超标：

(1)反复利用清孔钻头清孔，桩开挖至设计底标高，且基底岩石抗压强度值符合设计要求时，进行第一次清孔，以测绳捆绑钢筋感觉井底沉渣厚度。

(2)钢筋笼下孔之前再次进行清孔，若能保证钢筋笼对接下井时间不超过一小时则基本不需要进行第三次清孔。若时间较长，在钢筋就位后再次测量沉渣厚度，若沉渣厚度过厚则必须利用塔机将钢筋笼吊起后进行第三次清孔，以保证桩身完整。

(3)桩砼浇筑前20分钟，砼罐车必须在现场准备妥当，长时间地等待可能导致悬浮的颗粒沉淀，使沉渣厚度超标。

3 旋挖桩施工工艺

3.1 施工准备

(1)跳桩开挖方案：由于桩与桩之间的净距较小，为了避免在开挖过程中旋挖机械不会对相邻桩身产生扰动破坏，在实施过程中将整个基础场分A、B区，每隔个区配置一台钻机，从左至右顺序施工。桩与桩之间净距小于2米的全部采用跳挖的方式，即桩身混凝土浇筑完成后7d，开始相邻桩的开挖。

(2)开挖深度推断：根据地勘探孔布置点的岩层情况、桩与桩之间的刚性角关系、基础的边坡关系，推算出每根桩预计的开挖深度，制定开挖深度预判表，由设计、地勘审核，避免施工过程盲目开挖。

(3)桩端持力层的判断：旋挖桩施工实地检查桩端的持力层状况非常困难，在具体实施过程中可采用两种方案，第一种是采用“超前钻”的方式，即旋挖桩施工前用小型钻孔设备在桩的位置进行预探;第二种是采用“地勘探孔布置点+岩芯取样送检布置点+岩芯取样(不送检)三方见证点”的方式进行综合判定。具体实施过程中可根据基础持力层岩石的变化复杂程度来选取，岩层变化较复杂的可采用第一种。当采用第二种方案时，取样点及探孔点布置成间距不大于6m的方格网。

3.2 钻进成孔

(1)测量定位：首先根据施工图及场区控制点，采用全站仪定位桩芯坐标，打入钢筋头，以“十字交叉法”引向桩的外边沿做好标记。钻机就位后与桩的圆心坐标对齐进行试钻，将引出的标记用来校对钻筒，试钻深度1米，试钻时钻杆的转速控制在15圈/分钟。试钻完成后在钻孔面架设十字点对钻孔再次复核。

(2)埋设钢护筒：钢护筒壁厚宜采用8mm, 直径采用比设计桩径大200mm～300mm，护筒的长度为3m，高出地面0.3m～0.5m。钢护筒可采用旋挖机静压力法进行安装，埋设时根据引出的十字点进行校对，钢护筒周边用粘土填筑、夯实避免护筒底口处渗漏塌方。

(3)钻进成孔：钻进时应先轻压、慢钻进，注意放斗要稳，提斗要慢，钻进时机手时刻关注仪表盘来监测钻杆的垂直度、进尺深度。由土层钻到软地层时, 可适当加快钻进速度;当软地层变为硬质砂岩时, 要减速慢进以提高钻进效率。

3.3 钢筋笼制作及声测管安装

钢筋笼采用分段吊装的方式进行，每段钢筋笼之间采用单面搭接焊，搭接接头相互错开35d。声测管采用成品声测管，随着每一段钢筋笼的安装绑扎固定在钢筋笼的内侧。声测管安装完成后应立即注满清水检测是否有渗漏。声测管及钢筋笼距离桩底约50mm;避免因钢筋笼的自重导致钢筋笼底部变形。

4 主要质量控制措施

4.1 持力层判定

持力层判定首先根据已经推断的预判深度表，结合钻机在操作过程中的实际情况来判断是否进入了持力层。旋挖钻机在相同条件进入不同的岩层时，钻机的钻进深度和钻杆的抖动程度均有不同，当岩层的强度较高时，旋挖钻机的钻进深度明显降低，钻杆有明显抖动，此时可结合渣筒内的破碎岩石判断钻头进入了什么岩层。当达到预判的深度后可取出整块岩芯判断。

4.2 成孔质量检查

主要检查孔径，成孔的垂直度及深度。主要采用自制的笼式检孔器，检孔器用φ20的钢筋加工制作，其外径等于桩径，长度3米。检测时将检孔器吊起，把测绳的起点系于检孔器的中心，使检孔器的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上，慢慢放入孔内，如上下畅通无阻至孔底，标明钻孔质量合格，否则需重新下钻头处理。检孔器如图：

4.3 桩底沉渣检查与控制

桩底部沉渣厚度的多少对端承桩受力影响较大。对孔内无水的情况可以用摄像设备查看;桩内有水的情况可以用测绳进行检测，第一次清孔完成后测量一次，第二次清孔完成后再测量一次，相邻两次测得的深度若无变化，则可以安放钢筋笼，测绳每次检测至少应检测5个点以上。干成孔清孔难度较大，因为孔底部干沉渣厚，可加注3m深的清水用旋挖机专业清孔器进行多次清理，直到清孔器内无沉渣为止。

5 成果及效益

本工程通过前期的精细策划及关键工艺的质量严格控制，顺利地完成了基础施工。在桩身混凝土强度达到70%后全部桩进行了声波透射法检测，结果90%达到了I类桩，10%为II类桩，桩身质量全部合格。混凝土28天标准抗压强度均达到了设计要求。通过实践表明旋挖桩施工不仅适用于软弱层，也适合较硬岩层。旋挖桩施工极大地缩短了基础施工时间，同时解决了人工开挖深基坑的安全问题。笔者认为旋挖桩施工作为高效率、高安全、低污染、低成本的一种施工工艺，将在我国工业与民用建筑领域得到广泛的应用。

参考文献

[1]《旋挖钻机与施工技术》黎中银, 焦生杰, 吴方晓著2010年2月1日

[2]《旋挖钻机》GB/T21682-2008中国国家标准化管理委员会2008年8月1日

[3]《建筑工程桩基检测技术规范》JGJ106-2003