摘要：随着城市化进程的快速发展，城市用地日趋紧张，于是高层建筑和超高层建筑应运而生。在超高层建筑施工中，干法旋挖成孔灌注桩工艺得到广泛应用。因此文章结合工程实例，就超高层建筑施工中干法旋挖成孔灌注桩工艺的应用进行略述。
关键词：超高层建筑；干法旋挖成孔灌注桩；应用
随着建筑朝向高层和超高层的方向发展，建筑桩基施工技术愈发重要。目前灌注桩在建筑桩基施工中的应用范围较为广泛。文章主要探讨了干法旋挖成孔灌注桩施工工艺的具体应用。
一、工程概况
某建筑工程总建筑面积为425705m2，总楼层为66层，建筑高度为367m。本工程基础形式采用钻孔灌注桩，干法旋挖成孔，桩径0.8-1.0 m，桩长15.7^-26.7 m，总桩数为607根，混凝土保护层厚度70 mm，桩身混凝土采用C50（工程桩）及C55（抗压检测桩）。
二、施工条件
拟建场地内地质情况较复杂，在钻探深度范围内地层按其沉积年代及工程性质自上而下可分为：填土、黄土、碎石、茹土、泥灰岩、中等风化石灰岩。桩端持力层为石灰岩，桩端进入持力层至少1 m。根据本工程岩土工程勘察报告，未见第四系松散岩类孔隙水，钻孔揭T岩溶裂隙水埋深40.00-41.60 m，水头标高37.41-38.30 m。根据水文地质调查资料，场地岩溶裂隙水年变化幅度10-15 m，其常年水头标高多在32-45 m之间变化。
三、干法旋挖成孔灌注桩施工技术的具体应用
（一）选择干法旋挖成孔施工的原因
1）环保、污染小。本工程地质情况较好，干法旋挖成孔施工过程中不使用泥浆，有利于现场文明施工，同时节省泥浆外运的费用。2）噪声污染少。本工程地处城市中央商务区域，对噪声控制要求高。旋挖钻在使用过程中仅发动机产生噪声，其余零部件基本不会产生噪声。3）成孔速度快，施工效率高。旋挖桩施工过程中无需进行泥浆制备、钻杆重复安拆、支架搭设等环节，机械化程度高，效率高；可自行移动，移机方便快速，无需其他机械的配合；利用钻杆底部带有活门的筒式钻头破碎、提升土体，进尺速度可达0.8 m/min。4）在同等地质条件下，干成孔桩相比湿法成孔桩单桩承载力更高。本工程属于超高层建筑，单桩竖向抗压承载力设计值要求达到12 000 k N。旋挖钻利用带有活门的筒式钻头切削土体，其角刃切土成孔后，孔壁较为粗糙，同时干法成孔没有泥浆的润滑作用，灌注混凝土后桩体与周围土体结合程度高，因此干成孔桩单桩承载力更高。5）适用的地质情况广泛。在施工过程中可能会遇到岩土勘察报告之外的地质情况，旋挖钻配置多种钻头，可适用于多种地质情况，可单独完成桩基施工，不需要其他成孔机械的配合。6）易于管理。旋挖钻同其他钻机相比，机械化程度高，所需操作人员少，易于管理和节省成本。
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（二）施工工艺流程
放线定位→验线合格→桩位放线→埋设标牌→检验桩位→挖桩坑→二次放线定位钻机→钻机就位→测量标高并下达开孔通知单→钻进成孔→填写成孔记录表→终孔→清孔→下钢筋笼和安放注浆管至设计标高→下导管→二次清孔→灌注混凝土、试块制作→控制桩顶标高→成桩→2 d后连接地面注浆管路至注浆泵、搅拌筒→检查注浆泵、压力表→开动注浆泵进行注浆→成桩完毕→桩基检测、验收
（三）施工控制要点
1.施工准备阶段控制要点
1）组织施工图纸交底。由设计人员向施工技术人员现场交底，使施工技术人员充分认识和了解施工地层的土质情况与地质资料，确认地下障碍物的情况。2）执行三级交底制度。3）根据现场实际情况，编制专项施工方案指导施工。4）工程所需原材料均应附有出厂合格证及质量检测报告，并依据规范要求进行现场检测。5）每一步均留存详细的施工记录。
2.施工阶段控制要点
1）施工准备。施工前根据场地平面布置用推土机等机械对场地进行必要的平整、碾压，局部土质疏松或承载力不足的部位应铺设厚500 mm砖渣。同时地面坡度应小于1%，以便于旋挖钻机快速移机。2）护筒埋设。护筒内径应比孔径大200 mm，便于护筒埋设。护筒顶部焊吊环，内筒加3道加劲筋。为使桩位定位准确，在护筒顶部刻4道槽，悬挂十字线，便于桩基定位。护筒埋设应位置准确、不产生扰动，桩位中心与护筒中心的偏差应符合规范要求（≤5 mm）。桩位偏差校准后，护筒应固定，筒口应比地面高出100 mm。护筒外侧应用黏土沿四周分层回填，并碾压平整。3）钻孔。在本工程中，根据地质情况不同采用不同的旋挖钻头进行施工，填土、黄土、黏土采用筒式钻头，泥灰岩、中等风化石灰岩采用短螺旋嵌岩钻头。筒式嵌岩钻头主要应用于存在孤石、抗压强度较高及岩层软硬不均的岩石地质中。旋挖钻利用钻杆上的液压马达产生向下的压力，同时产生扭矩，使钻头旋转向下切削土体，破碎的岩体或土体被挤压入钻头的筒内，最后通过钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头内的岩土体卸到孔外。为防止坍孔，成孔应一次不间断完成，同时减少成孔暴露时间，成孔完成后应尽快浇筑混凝土，间隔时间不宜超过24 h。4）沉渣检测及清孔。本工程孔底沉渣厚度应 ≤20 mm。若未清孔或孔底沉渣超过要求，灌注混凝土后会导致桩端混凝土强度不足，严重降低桩的承载力，且当桩上部承担荷载时，桩身会产生下移。现场施工时通常采用垂球法检测孔底沉渣厚度。因筒式钻头出渣量大，而短螺旋嵌岩钻头等出渣量小，故采用筒式钻头清孔。5）钢筋笼制作与吊装。在钢筋加工平台上按照设计要求进行钢筋笼加工，桩基钢筋笼采用混凝土转轮垫块以保证70 mm的钢筋保护层厚度，垫块间距2 m设置1道，每道4个。每根桩设置2根声测管，声测管材质选择钢管，下孔密封，上孔加盖，管内通畅且无异物，采用绑扎方式进行，连接处要缠丝密封确保不漏水，预防连接处出现断裂或堵管现象。吊装钢筋笼时不应高提猛落和强行下入。首先应保证孔位准确，笼身垂直，然后慢慢放入桩孔，禁止来回旋转。6）导管安装。导管接头使用橡胶密封圈丝扣连接，灌注前，应进行导管的接头承压试验和水密性试验。7）二次清孔。本工程采用二次清孔，一次在成孔后，另一次在下放导管后，以保证最终成孔的桩满足设计要求。一次清孔时采用钻头清除沉渣，效果好；二次清孔时将排气管放入导管内，排气管底部距桩底2 m，喷出压缩空气，并多次循环。8）灌注混凝土。灌注混凝土应连续进行，混凝土灌注中断时间应小于混凝土的初凝时间，否则会造成断桩。混凝土应超灌0.5～1.0 m。9）后注浆。后注浆技术通过注入水泥浆，使桩身与周围土体结合紧密，提高桩端承载力和桩侧摩阻力，以减小桩基沉降，提高单桩承载力。本工程采用桩端注浆，单桩预估注浆量1.0 t，采用P.O 52.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.55。正式压浆前应检查单向阀和管路是否畅通，通过压水试验检查，并将单向阀周边影响注浆的沉渣和泥浆清除。压浆应采用低挡慢压、先稀后浓、先四周桩后中心桩的原则进行，压浆结束后立即堵死压浆管。
总之，施工结束后，经第三方检测，本工程单桩竖向抗压承载力均达到设计要求，桩身完整性检测均为Ⅰ类桩。干法旋挖成孔施工在本工程中的成功应用，可供相类似工程参考。
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论文作者:吴钟杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：钻头论文; 混凝土论文; 承载力论文; 工程论文; 桩基论文; 沉渣论文; 干法论文; 《基层建设》2019年第14期论文;