樁基工程施工中旋挖鉆孔成樁施工技術研究

郭兆勝

（山東省濟南市平陰縣市政工程處，濟南 250400）

1 引言

旋挖鉆孔成樁工藝在建筑、路橋等基建工程中得到廣泛應用，依據成孔工藝的差別可分為護壁、干法成孔兩種模式。其中，干法成孔工藝可利用旋挖鉆直接取土、成孔，無須使用護筒或泥漿護壁，在加快施工效率、縮短項目工期、節約施工成本、減少安全隱患等方面具有顯著優勢[1]。但將該工藝應用于樁基礎施工時面臨工藝質量與安全控制兩方面難題，研究其施工技術要點與安全保障措施具有重要現實意義。

2 工程概況

2.1 案例分析

以某建筑工程項目為例，該工程建設用地性質為商業商務用地，建筑體采用框架結構+樁基礎形式。施工場地位于淺丘斜坡地帶，地表為第四系地層覆蓋，局部有基巖出露，巖層按由上至下順序依次由人工回填土、灰褐色粉質黏土、泥巖、砂巖組成，存在軟弱土層等不良地質現象。根據施工現場勘探結果，選用旋挖干法成孔作業方法進行樁基開挖。

2.2 施工前期準備

整合工程資料與現場勘查結果，采用由整體到局部的順序進行樁基定位與放樣，選取場地地基堅實部位設置基準點，避免在后續施工環節引發樁孔移位或地基沉降等問題。測量放樣時，依據場地標高與工程設計標高進行鉆孔標高的放樣及復核，借助全站儀等測量儀器進行樁點位的測量與誤差控制。完成樁位測放后，將鋼筋頭打入樁位處，以樁位中心點為基準在周圍插入定位鋼筋，并完成點位精度的校核。鉆孔開挖時，按由內向外的順序控制鉆機執行開挖作業，并結合實際施工場地面積、作業面情況進行跳樁等工藝方法的應用[2]。

3 旋挖鉆孔成樁施工技術要點

3.1 鋼護筒埋設

完成現場測量放樣、鉆機進場就位后，啟動鉆機執行鉆進作業。以預先測放好的點位為基準進行出土，待測得鉆進、出土深度達到1.5 m 時，提升鉆機，置入鋼護筒。該項目選用高2.6 m 的鋼護筒、預制10 mm 厚鋼蓋板，確保護筒內徑至少超出鉆頭直徑200 mm，將護筒埋設高度控制在地面上方300 mm，并根據預先埋設好的定位鋼筋進行護筒埋設平面位置及垂直度的校核，確保護筒中心偏差不超過50 mm、埋設期間傾斜度不超過1%。鋼護筒就位后控制鉆頭下壓，將鋼護筒埋入設計標高位置，采用水平尺進行定位精度檢驗，并在護筒四周、底部填入適當大小的石塊及渣土，采用分層作業法進行填充材料的夯實處理，確保其密實度達標。

3.2 樁基鉆孔

在鉆孔作業過程中注意控制鉆孔速度、深度等指標，根據前期勘察與現場測量結果判斷樁孔是否開挖到位，由于該項目中施工場地的地質條件復雜，在利用旋挖機執行鉆進作業過程中要求施工人員記錄機械的電子讀數，留待后續進行基層抗壓強度的分析測算；同時在清孔作業環節，需對每斗渣土的外觀、軟硬度等信息進行及時記錄，配合電子讀數輔助完成持力層判斷，并在監理人員的見證下取樣、送檢。在成孔質量檢測環節（其檢測標準見表1），由施工人員利用自制檢測器與線錘進行樁位、垂直度等指標的檢測，確保各項成樁指標控制在允許偏差范圍內[3]。待確認鉆孔滿足設計深度條件后，利用沉渣檢測工具進行孔底沉渣厚度檢測，確保沉渣厚度不超過50 mm。其中，旋挖孔法灌注樁的工程量計算公式為：（設計樁長+500 mm）×設計樁截面面積。

表1 旋挖鉆孔成孔質量控制標準

3.3 鋼筋籠吊裝

在鋼筋籠制作環節（見圖1），對于鋼筋選材質量進行嚴格把關，依據焊接工藝要求完成焊接部位及接口牢固性的檢查，采用交錯點焊接工藝進行數量較多主筋的可靠連接，并在鋼筋籠制作完成后進行現場檢測，確保鋼筋接頭錯縫率等指標滿足質量要求。由于該項目中旋挖樁深度較大，因此，對鋼筋籠采用分段制作及吊裝工藝，將制作好的鋼筋籠按順序堆放在施工現場指定區域，對鋼筋籠節數、吊裝順序等做好標記；根據樁長將每段鋼筋籠長度控制在8～10 m，對縱向鋼筋進行交錯設置，將鋼筋錯開長度大約控制在其直徑的35 倍。在鋼筋籠吊裝環節，待將各段鋼筋籠進行綁扎固定后，依據確定好的吊點進行逐段起吊，將首節鋼筋籠吊放至樁孔后，及時選用鋼管進行支撐固定，在鋼筋籠頂部預留約1 m 的接長段，便于與下一段鋼筋籠的縱筋進行焊接；將相鄰兩段鋼筋籠的螺旋箍筋預留一段長度進行搭接，依次執行綁扎、焊接作業，并及時對焊接質量進行檢查，確認合格后完成其他分節鋼筋籠的吊裝、下放與固定，避免在吊裝作業環節發生移位問題。此外，在確定鋼筋籠長度時，需要將設計長度作為依據，其中，一般籠身長度的允許誤差為+100 mm，主筋之間的允許誤差為±10 mm，其直徑允許誤差為±10 mm。

圖1 鋼筋籠制作與吊裝工藝

在鋼筋籠吊放環節，依據反力互等定理進行吊點的合理選擇，選取鋼筋籠加勁筋與主筋連接部位進行吊點的對稱布設，各段鋼筋籠上分別設有4～6 個吊點，待確認吊點后選用φ20 mm的加固鋼筋與主筋進行焊接處理，將加固鋼筋長度控制在鋼筋直徑的約10 倍，確保在鋼筋籠吊放作業環節不發生變形、開焊等質量問題。此外，為進一步增強鋼筋籠的加固效果，可以2 000 m 的間距加箍筋進行主筋加固處理，采用三角形鋼筋與環形箍筋制成加勁箍的骨架結構（見圖2），將其以2 m 為間距增設在主筋內側，保證鋼筋籠吊裝環節的安全穩定性。

圖2 加勁箍結構示意圖

為避免后續鋼筋籠出現偏心問題，可選取φ16 mm 鋼筋制成支架，將支架與鋼筋籠外側主筋進行點焊連接，沿鋼筋籠截面以對稱形式布設2×2 個支架，各支架間隔2 m，用于確保后續混凝土保護層的澆筑厚度滿足設計要求。在后續混凝土施工環節，由于混凝土澆筑作業可能使鋼筋籠出現上浮現象，對此需選用φ16 mm 鋼筋以十字形焊接在外側主筋處，并將其端頭與鋼護筒內壁進行點焊連接，以此保證鋼筋籠的定位效果。

3.4 混凝土施工

待確認成孔質量合格、完成鋼筋籠吊裝就位后，確保在60 min 內安排開展混凝土澆筑作業，防范出現塌孔問題。在混凝土澆筑前，需對孔底清潔度進行檢查，確認無泥土或石塊落入孔內產生沉渣，否則需重新起吊鋼筋籠進行二次清孔，并對混凝土進行現場質檢，確保其坍落度控制在180～220 mm。

該項目中主要采用干法成孔、隔水塞式導管法進行混凝土施工，在澆筑前采用I16 工字鋼進行滿焊處理，選取10 mm厚鋼板作為底板，選用寬50 mm、厚10 mm 的鋼板以200 mm為間隔焊接在操作平臺上方，并在工字鋼底部、側方長邊處分別焊接I12 工字鋼及斜撐。選用長2.5 m 的φ200 mm 導管作為灌注管，設置絲牙連接與橡膠密封圈，依次完成導管、料斗的安裝，將導管伸入樁孔內距底部約300 mm 進行注漿作業；在混凝土注漿量控制上，首次注漿量應控制在約2 m3，保證混凝土灌注的連續性，直至澆筑至樁頂設計標高處，并確保導管出料口與混凝土頂面的間距控制在3～6 mm；采用插入式振搗棒進行混凝土澆筑面下方5 m 處的分層振搗作業，在振搗過程中避免碰撞鋼筋籠，并確?；炷撩軐嵍冗_標。待完成混凝土澆筑后，需在終凝前對主筋定位、樁頂標高等指標進行復核，待混凝土強度達到設計強度的80%以上后，安排施工人員清理表面、剔除浮漿，在此過程中注意做好混凝土面及鋼筋的保護，并隨承臺混凝土澆筑至設計標高處。

待完成混凝土澆筑、成孔樁靜置后，可能出現涌水問題，對此還需引入水下混凝土作業方法進行施工優化。在具體操作環節，應先選用潛水泵將樁孔內的積水抽出，待觀察到樁孔內仍留有積水時，應采用水下混凝土澆筑工藝，注意選取強度等級高于干法成孔的商品混凝土，并摻入適量速凝劑，提升后續樁基成型質量。在水下混凝土施工環節，同樣選用導管法進行混凝土澆筑，在澆筑過程中對混凝土澆筑量、導管提升高度、管口與頂面距離等指標進行復核。將孔深設為H，水下導管長度設為S，則水下混凝土首次澆筑環節導管口與孔底的距離a應滿足式（1）：

3.5 特殊地質情況處理措施

由于樁基礎施工常面臨不良地質條件，應結合特殊地質情況進行針對性處理措施的應用：（1）對于孔壁坍塌問題，該問題成因主要體現為回填土選材不當、土質軟弱，因此，可采用孔口換填施工方案，選取土質強度高、含水率符合要求的土體進行換填，并選用夯機進行換填土區域的夯實處理，保證其高度超出塌孔頂部標高1 m 以上，密實度達標。在后續鉆井過程中密切進行塌孔部位的檢測。（2）對于邊坡斜度過大問題，可采用削坡處理方案，預先對旋挖樁進行定位，待確認樁體與邊坡距離滿足施工安全距離要求后，開挖土方至設計值，并削坡至坡腳處，做好邊坡支護、旋挖樁施工、樁基混凝土澆筑、樁頭破除、設置短柱等處理，保證邊坡樁施工質量。

4 結語

通過結合項目實例進行樁基施工技術要點的梳理，綜合運用常規工藝管理與針對性處理措施，保證旋挖成孔灌注樁的施工質量，為同類復雜地質條件下的樁基礎施工提供良好示范經驗。