摘要：文章通过施工实例，施工短桩（墩）扩头的难点，尽量不使用人工挖孔，通过旋挖机成孔，少量用人工的方法扩孔，使得机械人工发挥各自的专长。
关键词：旋挖桩；扩孔；应用
一、旋挖桩简介
通过底部带有活门的桶式钻头的回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土/卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺。而在松散易坍塌地层,则必须采用护壁工艺。
随着社会经济的发展进步，机械替换人工是一种必然产物，机械替代人工的必要条件是用机械所投入的费用比人工所投入的费用要少，而机械所做的工作要比人工多而且快。目前在大的城市里房建基础桩的趋势将采用旋挖钻机代替人工挖孔桩。
与传统的正反循环钻机相比，旋挖钻机具有成孔速度快的特点，其工艺优点为：
1.孔壁不易产生泥皮。因为在成孔过程中孔壁一直都受钻斗的刮擦；在孔壁上形成较明显的螺旋线。这两点有助于增加桩的摩阻力，提高桩的质量。
2.振动与噪声较低。成孔速度快，尤其在砂质土内成孔，斗筒取土及弃土都比较容易，每一斗都是实土，不像钻吸式钻头成孔，排出的都是泥浆，速度必然慢于斗筒取土。孔的垂直度、孔径、标高及孔地虚土等均能较好控制，对确保工程质量非常有利。机械设备较简单。
旋挖桩机基底扩大头开挖技术已具备，采用旋挖机专用扩底钻头，但扩大头施工尺寸受到限制，及沉渣清理质量控制不如人工挖孔桩。
二、工程实例
1.浦江县城中村（棚户区）改造一期工程，工程规划总用地面积约80710.40m2。拟建场地分为东侧地块与西侧地块。东侧地块拟建1幢2～3F幼儿园，1幢4F综合楼、净菜超市（农贸市场），5幢15～16F 10#～12#与15#～16#住宅楼, 1幢2FS4#商业用房, 西侧地块拟建1幢1F农具博物馆（堂楼），1幢5F产业用房，3幢2FS1#～S3#商业用房，12幢16～18F1#～19#、13#～14#与18#住宅楼组成。场地局部有一层地下室，高约4.9米。
2，地质情况，岩土工程勘察报告
①-1层：耕土( )
黄灰色、浅黄色，湿。成分为粘性土，含植物根系，结构疏松，层厚0.20～0.50m，层面高程56.62～61.97m。
①-2层：杂填土( )
杂色，稍湿。成分主要为粘性土、粉砂岩碎屑碎块、混凝土块、砖块及塑料袋等。为原平整场地时所填，堆填时间3～5年。砼块直径约0.5～1.3m，层厚0.30～5.30m，层面高程56.57～64.01m。
①-3层：淤泥夹粉质粘土(lQ4)
灰色、黑色，流塑。特点是土切面光滑有油脂光泽，摇振反应无，干强度及韧性高等。具有高压缩性，含腐殖质。层厚1.40～3.40m，层面高程34.31～36.85m。
②层：粉质粘土(alQ4)
浅黄色、褐黄色，可塑～硬可塑，可塑为主。土切面光滑稍有光泽，摇振反应无，干强度及韧性中等。标准贯入试验（N）实击数6～9击/30cm。属中压缩性土。层厚0.40～4.90m，层面高程54.25～61.74m。
③层：圆砾( )
灰黄色、黄褐色，饱和，稍密～中密，中密为主。砾石成分主要为火山岩，层厚0.20～4.80m，层面高程52.14～59.67m。
③夹层：粉质粘土(alQ4)
为③层圆砾中的夹层。浅黄色、褐黄色，可塑～硬可塑，可塑为主。层厚0.70～3.80m，层面高程52.94～57.55m。
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④层：细砂(alQ4)
浅黄色、灰色，松散，饱和。粉粘粒含量较高。层厚0.30～2.90m，层面高程51.44～56.53m。
⑤层：粉砂岩（k1c）:
紫红色，粉砂状结构，钙泥质胶结。根据岩石风化程度，在勘察深度内划分以下2个亚层：
⑤-1层：强风化粉砂岩
紫红色，因强风化，风化裂隙发育，上部岩石表层风化呈土状，层厚0.80～2.50m，层面高程50.34～63.71m。
⑤-2层：中风化粉砂岩
紫红色，岩石表面较新鲜，风化裂隙较发育，控制厚度8.00～18.40m，层面高程48.64～61.91m。
3，设计桩型
设计采用800直径旋挖成空扩底灌注桩基础，旋挖灌注桩以5-2中风化粉砂岩为桩端持力层，要求桩端全截面进入持力层不小于1600mm。
桩以进入持力层和有效桩长双控，有效桩长不小于6m。
4，桩基础特点
①，桩的持力层比较浅，有些区域地下室底板底部就进入中风化粉砂岩。
②，桩比较短，大部分桩有效长6m，桩的摩阻力小，不能充分发挥桩的承载力。因此设计采用扩大头方案，桩底从800mm直径扩大到1200mm，1400mm，1600mm。
5，采用旋挖桩的弱点
旋挖桩的扩头部分位于中风化粉砂岩中，扩头效果不佳。一般只能扩大到1200mm，且沉渣很难清理。
6，针对特点，采用的施工方案如下
①，现场挖到底板标高再进行旋挖桩基础施工。因此桩基施工都在⑤-1层强风化粉砂岩和⑤-2层中风化粉砂岩中施工，可以干成孔方法钻孔。
②，旋挖进入持力层后，再用人工下到孔底，用风镐进行扩孔，人工清孔。
7，人工扩孔和清孔的安全措施
（1）严格按照《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—91的规定，在桩口四周设置至少1.2m高的防护围栏；
（2）作业桩口除提升设备底座外，其余空隙均用场50cm厚以上的木板铺盖密封；作业人员上下孔桩时，必须乘坐符合安全要求的专用安全乘人吊笼（或套安全带由专用牵引设备放下），不得随意以攀爬护壁或乘坐吊桶等方式上下；
（3）桩口作业人员应拴好安全带，挂好保险钩；停止作业时，桩口应设置定型化、工具化的盖板并封闭严实，悬挂醒目的危险标志。
（4）当挖孔桩深度超过5m以上时，应将风管引到井底进行送风，作业中不得而知间断送风；
（5）如遇到出现臭水、污泥和异味的孔桩，下井作业前除对井内充分送风外，还应用小动物进行检测，也可用简易测试管、气体测试仪进行测试，确认无害后方可下井作业；
（6）井下有人作业时，井上人员不得擅离工作岗位，应密切注意井下作业人员的工作情况，若发现异常情况，应立即通过保险绳及升降设备，帮助井下作业人员快速撤离井底。
（7）勤换井下作业人员，持续工作时间以2小时为宜，最长不得超过3小时。
（8）为防止有害气体中毒或窒息事故发生，还需长备氧气瓶等应急抢救用品。
三、结论
在短桩（墩）的施工中，为充分发挥桩的承载力，可以采用扩底桩方法，并在难以用机械扩底的方法时，采用旋挖桩机和人工扩底相结合的方法，发挥旋挖桩机和人工扩孔的各自特长，完成设计要求的施工任务。
论文作者:李建民
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/2
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