某工程旋挖鉆孔灌注支護樁施工技術探討

陳 立

（廣西安全工程職業技術學院，廣西 南寧 530000）

0 引言

當前，鉆孔灌注樁技術在建筑工程施工中的應用較為廣泛，具有施工效率高、安全性高、環境污染少等優點。但在實際施工過程中，經常受到地質條件、施工環境等不同因素的影響，進而降低了旋挖鉆孔灌注樁施工質量[1]。因此需要加強施工全過程各個工藝的質量控制。本文以某工程為例，就旋挖鉆孔灌注樁支護深基坑施工控制要點進行探討。

1 工程概況

1.1 工程設計概況

本工程由2 層地下室、一棟地上32 層主樓組成，總建筑面積約10 萬m2，場地相對設計標高為±0.00 m，絕對標高為91.4 m。場地經平整后絕對標高約為85.6 m。基礎形式為筏板基礎，筏板厚2 m，基坑底標高為81.15 m，局部80.55 m。據地質勘查報告及現場局部開挖揭露，擬建場地東北角雜填土層厚達7.5～10.6 m，層底標高為75 m，需采取換填措施，且基坑開挖深度為3.31～10.6 m。

1.2 地下管線及周邊環境條件

擬建場地屬丘陵地貌，是西高東低的平緩地形。周邊無地下電線電纜通過，工地現有地面以下無其他任何管線。場地北側為臨時施工道路，坑邊距工地圍墻為6 m。基坑西側、東側、南側為一期地下室場地。

2 旋挖樁施工技術的特點

2.1 自動化程度較高

使用旋轉式鉆機進行施工時，只需一名操作員即可校準外部挖掘并完成挖掘機的移動。此外，極高的自動化程度可實現鉆機的垂直校正和鉆孔深度的測量。在實際施工中，旋轉樁鉆機直接由液壓驅動，計算機自動控制技術確保了鉆孔定位的準確性，達到了1 m/min 的鉆孔速度，滿足了施工進度的要求。在施工過程中，將鉆頭設置為動力鉆頭，并且可以上下往復運動。孔徑非常理想，不僅滿足施工質量和施工進度要求，而且具有很大的經濟優勢。

2.2 施工技術使用范圍廣

旋轉式鉆機的行走模式已從原始輪胎類型發展到最新的履帶式設備，增加了重量與地面的接觸面積，減少了對整條道路的要求，便于在施工現場進行旋轉鉆探。不僅如此，挖掘機的自動移動功能進一步擴大了鉆機的使用范圍。另外，現代鉆井和鉆機通常使用泥漿來保護正在施工的墻壁，形成孔后，放下鋼筋籠并注入混凝土，在復雜的條件下（如軟土和快速砂土）也能確保施工工作的效率和質量，并進一步擴大建筑工程范圍[2]。而旋挖鉆機形成孔，以總體上保持較高的運營效率并滿足各種需求，使其更具操作優勢。

2.3 環保性能好

對建筑業中樁基施工技術的研究表明，采用傳統方法分離泥漿需要花費大量時間并占據較大空間，對施工場地和施工周期的要求較高。而鉆探設備實現平滑鉆探主要取決于旋轉式挖掘機的重量、鉆探壓力和動力頭自身的扭矩，并且其產生的鉆探廢渣統一收集在機筒里，可以減少施工現場的廢物堆積，確保施工場地的整潔。

2.4 設備性能和機動性能良好

對于基坑和基坑樁的施工，技術人員主要采用機電液壓一體化的施工方法，其結構緊湊，能夠保障各種施工過程的順利進行[3]。另外，開挖設備可以獨立安裝和拆卸，減少了設備在移動過程中對道路的需求；通過單獨安裝柴油，可以實現獨立運行，減少對電力的依賴并有效避免潛在的安全問題，有效保證了項目施工的安全性和施工進度。

3 施工流程

本支護樁工程共54 根樁，基坑長96.8 m，施工中擬投入2 臺SR250 型旋挖鉆機，按照整體進度，支撐樁施工時間應為15 d。根據施工部署，由于基坑邊長較長，在東、西角分別安裝了一臺鉆機，開工流程由東向西移動，沿著基坑向北方向。現澆樁施工必須將兩根樁隔開，相鄰樁孔施工應在現澆樁混凝土后48 h 進行。

旋挖樁施工工藝流程如下：測量放樣→埋設護筒→鉆進→清孔→鋼筋籠下放→導管安裝→二次清孔→混凝土澆筑→卸除導管→回填孔口→清除樁頂土→竣工驗收，如圖1所示。

圖1 旋挖樁施工工藝流程

4 施工控制要點

4.1 測量放樣

在施工前，應將樁位線放出，而后依據樁位進行一定的測量放線，使用相應的全站儀確定位置，打好樁位，并標出樁位。

4.2 護筒埋設

在護筒埋設前，應選用厚4～6 mm 的鋼板進行護筒制作，且護筒內徑長1.5 m。在護筒埋設過程中，上端要高出地面0.3 cm，在護筒周邊回填黏土，并進行夯實，當達到密實度要求時，需確保其垂直度，以防泥漿流失。與此同時，將護筒底土層挖深，孔底回填黏土后，以300～500 mm 厚度進行夯實，再安放護筒，避免護筒底口滲漏，以防地表水滲入。此外，將護筒外面與原土之間的土層填滿，并進行夯實。如果護筒過長，可輔以錘擊、壓重振動沉入，還可在護筒上綁扎木方，防止護筒下竄。

4.3 鉆孔

鉆機就位后，即可進行鉆孔作業。在鉆孔過程中，應嚴格控制好每輪鉆孔深度，通常在60 cm 左右還應控制好相應的鉆孔機速度，在釋放鏟斗時，往往需要確保其穩定；提升鏟斗時，則慢慢推進。開孔時，開挖量應在-8 m 左右，同時控制直線度，避免跑偏。鉆孔時，無論是從硬地層到軟地層，還是從軟地層到硬地層，應嚴格控制相應的進尺速度。若是硬地層，應加快鉆孔速度；若是砂層，應減慢鉆孔速度并適當增加泥漿量。另外，在施工過程中，要先嚴格測量泥漿指數，如果泥漿指數超過的標準，應及時調整泥漿用量。

4.4 清孔

鉆孔作業完成后，即可進行第一次清孔作業。清孔時，一般采用正循環清掃法，時間控制在30 min 以上。且支撐樁長18 m，要求鉆具先增至35 m，再泵入，保證泥漿性能滿足指標要求。此外，應清除孔底的沉積物。

清孔作業完成后，應及時松動樁孔，然后進行注漿管安裝和二次清孔。混凝土澆筑施工前，應嚴格檢查孔底砂層厚度是否符合施工要求，這是保證混凝土柱質量的前提。在二次清洗作業中，采用反循環清洗方式，即在最后一次清洗作業完成后，將鋼筋籠放入孔內，再將導管連接到孔底，同時將氣管插入氣管底部，保證兩者之間的距離為2 m，確保氣管與高壓氣管相連，另一端與空壓機相連。此外，應密封管道開口，使高壓空氣流過管道底部的管道并與泥漿混合，在高壓作用下，將管道內的污泥排出，保持孔內壓力平衡，避免孔塌。

4.5 鋼保持架的生產

①制作鋼筋籠時，應先計算箍筋的材料長度，先將鋼筋調直，再進行切割，以利施工。但因焊接主筋與箍筋尺寸差異較大，應按相關要求放置，以防操作失誤。②樁身主筋連接應采用機械套管，連接質量應符合《鋼筋機械連接技術規范》（JGJ 107—2016）的要求。③按設計要求將箍筋放入主筋中，并保證箍筋與主筋垂直，然后點焊。④鋼筋籠制作完成后，應將鋼筋籠固定在平整的地面上，防止鋼筋籠變形。

4.6 鋼筋籠起吊

支護樁長度為18 m，而鋼筋籠長40 m，因跨度較長，故其吊裝具有一定難度，在制作時，應將鋼筋籠分成每節12 m，再對鋼筋籠進行吊裝，并采用分段吊裝的方式，做好孔口連接。同時，在鋼筋籠起吊時，應采用扁擔起吊的方式，將吊點對稱吊在鋼筋籠上部。其中，鋼筋籠起吊點為5 個左右，在實際施工時應防止鋼筋籠發和變形。

4.7 鋼筋籠下放

①降低鋼筋籠的高度，確保鋼筋籠及時入孔，入孔時將鋼筋籠對準孔，保證鋼筋籠的垂直度，控制下降速度。鋼筋籠入孔時應緩慢下降，不得擺動。若有障礙物，應及時停止，查明原因后立即處理，不得強行入孔。②鋼筋籠下放時，應使用吊桿輔助下沉，實現鋼筋籠樁頂的標高控制，避免鋼筋籠上浮。鋼筋籠安裝完畢后，應做好相關的檢查工作，檢查合格后，應采取措施將鋼筋籠固定在孔口處。

4.8 混凝土澆筑

混凝土澆筑時，風管防水塞采用充氣氣囊，保證直徑符合通過要求。在填充過程中，防止填充中斷或混凝土從漏斗外部滑入導管。在拔管前，應計算好導管的埋深，一般不超過6 m。當混凝土面與鋼筋籠下部接觸時，也應保證導管的埋設深度同時適當抬高導軌，防止鋼筋籠飄浮。另外，澆筑混凝土時，樁頂應澆筑至5 m，達到設計標高后才能進行吊裝，以保證混凝土的強度。

5 施工技術要點及事故處理措施

5.1 導墻施工

導向壁上預留的定位孔直徑應比鉆機外殼的外壁直徑大20～40 mm，且孔定位誤差應控制在±10 mm之內，內壁平面度誤差應小于3 mm，垂直偏差小于3%。在開挖引導通道期間，必須避免引導壁的大變形。另外，如果導向墻的混凝土強度不符合設計要求，則禁止在導向墻附近停放重型機械或操作。

5.2 前期準備

首先，施工人員需要全面了解設計施工圖，并做好測量和放樣，同時需要設計用于平整施工現場的施工通道。其次，創建一個鉆框，填充互連件，設置水和電源系統，準備泥漿，確保機械安裝到位，并在認證后使原材料順利進入邊緣。最后，組織施工人員進行實地調查，收集各種與施工相關的數據，科學有效地規劃施工流程，進而均衡地建設樁基，以及有針對性、有節奏地進行施工作業。

5.3 混凝土灌注

第一次灌注時，必須固定足量的混凝土，將其注入水下混凝土，而導管的埋深必須在混凝土注入面以下至少1 m 的位置。在提升導管的過程中，需要控制上升速度，切勿出現導管高于混凝土注入面的現象。在整個施工過程中，必須測量導管的實際埋深以及混凝土注入表面與管道內部之間的高度差。針對水下混凝土注入，應創建相應記錄，以保證結構本身的連續性，合理控制每次注入的時間，包括初始混凝土的初始硬化時間，及時記錄故障并進行處理。

5.4 分段施工時節點處理措施

為了確保支撐樁的正常施工，必須采用多個鉆機逐段協調施工，從而避免在多個施工段之間造成節點連通性問題[4]。同時，可以在過渡結構連接節點使用沙堆的方法，并在結構部分的末尾放置沙堆。即在鉆孔后使用填充砂樁的方法來確保相鄰樁的咬合槽。一旦結構到達沙堆區域，就可以使用低壓套管挖掘內部的沙堆并及時重新填充混凝土。

5.5 其他質量保證措施

基坑支護的施工質量應從人員、材料、設備和施工技術等方面來把控。在原材料管理方面，加強建材市場原材料的篩選，嚴把灌漿材料質量關。過程質量控制的重點是加強基坑支護施工過程的監督，按照施工設計開展作業，并逐步檢查施工細節，從而保證過程質量監督的有效性[5]。其中，管理人員的能力和素質保證了項目的順利實施，并且，良好的管理和質量對實現項目目標至關重要，而施工人員的能力和素質直接影響施工質量和進度。

6 結語

總之，作為建筑基礎施工中常見的施工技術，旋挖鉆是一種新型的成孔技術。由于其施工效率高、質量好、安全性高、環境污染少等優點，在施工作業中得到了廣泛應用。而且，采用旋挖法施工現澆樁，大大提高了現澆樁基礎的承載能力，減少了結構沉降。結合實例，本文提出了旋轉鉆孔灌注樁施工過程中的關鍵技術以及施工中的注意事項，為施工人員順利開展施工作業提供了參考。