肇庆市高要区第四建筑工程公司 广东肇庆 526000
摘要：在相同承载力下，机械旋挖扩底成孔灌注桩相对于传统的旋挖成孔灌注桩具有施工安全可靠、成孔方式较多、成孔质量好以及施工速度较快等优点，因此在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。本文详细介绍了旋挖扩底成孔灌注桩的施工工艺以及控制要点，对类似工程的施工也具有一定的指导意义。
关键词：机械旋挖灌注桩；扩底成孔；施工工艺；控制要点
1 机械旋挖扩底成孔灌注桩的特点
传统旋挖成孔灌注桩及人工挖孔扩底桩已不能满足当前技术条件下建设单位及设计单位对工程成本控制、安全管理的要求，新型的机械旋挖扩底成孔灌注桩施工方法应运而生。该方法具有以下显著特点：
1）施工安全可靠，避免了人工挖孔桩施工时操作工人下井的安全风险，确保操作工人的人身安全。
2）成孔方式较多，可以采用干成孔、清水成孔、泥浆护壁成孔、钢护筒跟进成孔等多种成孔工艺，适用于不同地质情况下的施工。
3）成孔质量好，采用旋挖钻机成孔，且自带电脑操作系统，有效控制成孔直径及垂直度、入岩深度等。
4）施工速度较快，每台旋挖扩底钻机平均每天可完成桩基约8根，施工效率远高于人工挖孔桩效率。
但旋挖成孔灌注桩扩孔效果不易观测，保证扩孔效果成为该成桩工艺的重点及难点。同时由于成桩后桩底常有地下水汇集，故采用合适的混凝土浇筑方法，避免离析和夹杂也是确保桩基质量的关键。
2 施工工艺
2.1 场地平整
桩基施工前需完成场地平整，场地平整度与钻机就位时的最大倾斜角不超过4°。
2.2 放线定桩位及高程
依据建筑物测量控制网的资料和基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心，再由桩中心引出4个方向控制点，测定桩位后，做好标识。
2.3 埋设护筒
护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。护筒的中心应与桩位中心重合，同时护筒顶端高出地面0.3m以上，护筒埋设后，复查护筒中心偏差。当中心偏差符合要求后，钻机可就位开钻。
2.4 钻孔及扩底
钻孔作业应分班连续进行，由于旋挖钻机成孔速度快，平均1h可钻进10～15m，故成孔后应及时进行混凝土灌注，否则很容易造成坍孔。钻孔达到设计中风化持力层及嵌岩深度要求后，采用扩孔钻头进行桩端扩大头的扩孔施工。施工完扩大头后清孔验收。成孔验收合格后方可进行下道工序的施工。
2.5 成孔检查及终孔判定
成孔以后必须对桩身直径、孔底标高、桩位中心线、井壁垂直、虚土厚度等进行全面测定。其中桩底沉渣厚度可采用测绳（重锤）测饼检测法。
钻孔达到要求深度（进入持力层深度）后，会同地勘、监理等单位对孔径、孔垂直度、孔深、进入持力层深度等进行检查，验收合格后方可进行孔底清理，否则重新进行扫孔。
2.6 清孔
在扩底钻头完成扩底后，换清底钻头，降至孔底，慢转，清出孔底的沉渣，从而保证灌注桩的承载能力。
2.7 钢筋笼骨架制作及吊装
2.7.1 钢筋笼骨架制作
1）长桩骨架分段制作，确保钢筋骨架在移动、起吊时不变形。
2）应在钢筋骨架外侧设置与桩身混凝土等强度的混凝土垫块或用钢筋将垫块焊在竖向主筋上，骨架顶端应设置吊环。
2.7.2 钢筋笼骨架吊装
钢筋笼起吊采用扁担起吊法，起吊点一在钢筋笼上部箍筋与主筋连接处设3～4个，且吊点对称；起吊点二设在钢筋笼中部和尾部。准备3根独立长钢丝绳，其中1根挂在吊车大钩上，用以吊起钢筋笼头部，另2根挂在钢筋笼中部和尾部，由滑轮连接挂到吊车小钩上。起吊时大小钩共同工作将笼吊离地面。然后起大钩，钢筋笼头提高，笼身及笼尾由于有滑轮工作，故钢筋笼能很自然地立起。立起后由大钩持力，小钩松绳后拆除。吊放钢筋笼时要缓慢均匀，尽量避免钢筋笼倾斜及摆动，以防坍孔。
2.8 导管、漏斗安装及混凝土浇筑
为有效保证混凝土浇筑质量，桩基混凝土浇筑可采用导管法，管与管之间用法兰盘、橡胶垫圈、螺栓逐节段连接、逐节段下放，导管下口距孔底控制在（40±5）cm高度，导管上口距孔口控制在（200±15）cm高度。导管安装完毕后再将漏斗连接在导管上口，并整体吊置于钻架上。漏斗就位后，应立即灌注混凝土。
3 控制要点
3.1 扩底尺寸控制的要点
钻孔达到设计中风化持力层及要求深度后，采用扩孔钻头进行桩端扩大头的扩孔施工。扩底机具应根据扩大头的尺寸选择合适的扩底钻头。
在旋挖桩扩底施工前，先在地面量取扩底钻头每展开一格对应的扩底尺寸，并记录每一行程的有效扩底深度，在地面挖掘短桩并进行扩底试验，确定按量取的有效扩底深度进行扩底施工，满足设计要求后再进行正式扩底施工。扩底施工时，利用钻斗按常规钻孔工艺直桩进入中风化岩层30～40cm后，将钻杆提出孔外，用扩底钻头替换旋挖钻头，再将扩底钻头放至孔底，并从护筒顶向上量出伸出钻头伸缩杆长度并标在钻杆上，同时在机械孔深显示屏上重新读数并记录。
需根据地面扩底钻头试验确定有效扩底距离h（一般为30～50cm），旋挖钻头进入中风化岩层后每掘进h，换用扩底钻头扩底，如此循环，直至设计嵌岩深度（图1）。
图1 扩底步骤示意
正常扩底时，无异常情况下不得无故提升钻具。在扩底完成行程后，在原位继续回转至清孔完毕后提钻，提钻时轻轻地、渐渐地提动钻具，使之产生一定的向上收缩力，在径向和轴向的双重作用下，收拢钻头，提出孔外，如提钻受阻，不可强提猛拉，应采取上下窜动钻具，并在钻头脱离孔底的情况下，轻轻旋转，使钻头慢慢收拢。
3.2 浇筑混凝土控制要点
1）灌注混凝土应与混凝土搅拌站提前确定配合比、外加剂，并具备良好的和易性。
2）混凝土灌注速度宜为0.6～1.0m3/min。
3）开始灌注混凝土时，导管下口至孔底的距离宜为350～450mm；合适的距离能使孔底沉渣被灌注的混凝土冲开并浮在混凝土面上，浇筑完毕后成为桩顶浮浆破除。同时距离也不宜过大，以免造成桩基夹渣。
4）灌注时，将贮料斗内贮满混凝土，保证首次封底混凝土方量足够，使首次灌入后导管埋入孔内混凝土的埋深不小于1.0m。
4 结语
总而言之，由于地质和环境条件的限制，传统的反循环成孔施工工艺越来越不适应目前工程质量要求高、工期紧、工程量大、环保要求高的工程项目，而机械旋挖扩底成孔灌注桩以其成桩速度快，质量高、节约工程造价、适用于多种地质情况下的施工、能有效缩短工期、避免工人伤亡、工程进度快以及高施工效率的优点，现已广泛应用于高层、超高层、大型轨道交通建设工程之中。相关单位必须熟悉掌握旋挖扩底成孔灌注桩的施工工艺与操作要点，以期对旋挖扩底灌注桩在工程应用中的经济性作出评价。
参考文献：
[1]陈霄.浅谈旋挖扩底钻孔灌注桩施工应用[J].福建建筑，2015（12）：49-51.
[2]江泽新.旋挖扩底钻孔灌注桩法的施工工艺[J].建筑工程技术与设计，2016（20）.
论文作者:陈庆佳
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第35期
论文发表时间:2017/3/28
标签：钻头论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 导管论文; 钻孔论文; 骨架论文; 深度论文; 《北方建筑》2016年12月第35期论文;