【关键词】旋挖钻机;天水;深基坑;支护桩施工

　　一、前言

　　随着高层建筑的迅速发展，深基坑工程也带来了前所未有的发展，同时,密集的建筑物,大深度基坑周围的复杂地质情况，都使的造价低廉且安全可靠的排桩支护结构的应用日益广泛，在大中基坑中的运用显得愈来愈重要，同时也促进了基坑支护中钻孔灌注桩施工技术的快速发展。近年来，旋挖钻机是钻孔灌注桩施工中一种较先进的施工方法，该施工方法主要特点是施工效率高、成孔速度快、成孔质量好、场地适应性强等，有利于加快施工进度、提高工作效率。在宏源小区基坑支护施工中发挥了重要的作用，有效的缓解了工期压力并满足了设计和质量要求。

　　二、工程概况

　　宏源小区基坑支护工程位于甘肃省天水市麦积区，拟建天水宏源小区(含地下车库)基坑南北长约95m、东西宽约35m，基坑开挖深度为6.5～8.0m;周边环境情况如下：北侧：紧邻宏源小区4#楼，距离建筑边线约5m;东侧：临近与东安佳苑小区之间的便行公路，距离建筑边线约1.5米;西侧：紧邻3栋6层居明楼，距离建筑边线2.0～5.0m;南侧：靠近渭滨北路，距离建筑边线10m，由于基坑周边无放坡空间，设计采用排桩支护形式，排桩孔深17m;该地区地质条件复杂，主要地层为①杂填土层(Q4ml)该层总厚度0.6～3.1m②粉质粘土层(Q4pl+al)该层总厚度0.70～2.20m，③砾砂层(Q4pl+al)该层总厚度0.10～1.40m， ④圆砾层(Q4pl+al)该层总厚度12.90～20.50m;地下水位埋深3.50～5.30m;该工程施工工期紧、任务重。故我项目部在施工过程中根据工期进度要求和水文地质资料情况，采用了旋挖钻机成孔的方法，在计划工期内有效保证了所有支护桩的顺利完工。

　　三、旋挖钻机设备特点

　　旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩成孔设备，在各类工程施工中得到广泛应用。旋挖钻机具有大扭矩、机动灵活、施工效率高(一般地层能有效的代替人工挖孔桩，成孔速度大概10m/h)、低噪音、低污染及维护方便等特点，另外，相对于传统的人工挖孔桩，旋挖钻机更体现出了施工速度快和高安全性的特点。

　　本次支护桩施工的旋挖钻机是山河智能SH-15旋挖钻机，适用于粘性土、粉质土、砂土等土层施工，并具有功率大、钻孔速度快、机动灵活、定位准确、工作效率高、噪音小、环保的特点。

　　四.桩基施工

　　4.1施工方案确定

　　根据场地的工程地质情况，将适合本场地排桩施工的设备进行比选：①冲击钻：对场地地质条件适应性强，成孔速度慢;对环境影响大，护壁泥浆无法回收 利用;施工噪音大、效率低、成本较高;②正循环钻机：对场地地质条件适应性一般，成孔速度中等;对环境影响大，护壁泥浆无法回收利用;施工噪音较小、效率一般、成本高;③旋挖钻：对场地地质条件适应性强，成孔速度快;对环境影响较小，护壁泥浆可以回收利用;施工噪音大、效率高、成本可控;经过对三种桩机成孔做出经济性对比，旋挖钻机成孔相对其他两种方案具有速度快、成本低、利于环保等有点，故我项目部将设计资料中该地层的支护桩采用旋挖钻机成孔方案。

　　4.2施工准备

　　4.2.1、机械设备投入旋挖钻机山河智能SH-15型1台，配备泥浆泵，16T汽车吊一台，装载机1台等设备。

　　4.2.2、泥浆配置

　　旋挖钻机只需采用护壁稳定液便可施工。施工前，需在在孔口一定距离内，做到对泥浆池与循环水沟的开挖，并使用清水加膨润土来做到对护壁稳定液的制备，加强试验，做到对配合比的择优选择，将比重控制在1.1～1.3内。当钻入砂层等地段时，需根据需求，在稳定液内加入粘土来增大泥浆稠度，做到对泥浆护壁能力的提升。

　　4.2.3、钻头储备

　　按施工需要，做好普通钻头及双开截齿钻头储备。

　　4.2.4、埋设护筒

　　护筒的作用有定位、桩位校正等，还有对水位高差的维持。护筒的长度要能保证护筒底部可以进入到黏土层的0.5m之上，而护筒的顶端同时要比地面高0.3m。要用黏土来回填护筒的四周，一定要有标识牌，从而避免安全事故的发生。

　　4.3施工工艺及控制要点

　　4.3.1钻孔施工

　　1)钻具联结要牢固，铅直，初期钻进速度不要太快，在孔深4.0m以内，不超过2m/h，以后不要超过3m/h。在覆盖层始终要减压钻进，钻进速度与泥浆排放量相适应;

　　2)注意随时观察钻机位置，防止孔位偏斜，钻头碰孔壁;

　　3)钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度;

　　4)经常注意观察钻孔附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜;

　　5)钻进过程中注意泥浆高度，挖孔时随时补浆，防止孔壁坍塌;

　　6)钻至设计深度时，要由监理工程师在现场与施工单位有关人员共同判断并准确测定孔深。以此作为终孔标高的依据;

　　7)基底若为泥质岩，宜尽快成桩。

　　4.3.2成孔后的质量控制

　　1)泥浆比重、含砂率检测

　　钻孔桩钻孔过程中，泥浆比重不低于1.2，首次清孔比重不低于1.10，二次清孔比重不低于1.05，含砂量小于4%。

　　2)清孔

　　清孔应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行，第二次清孔是在下放钢筋笼和浇注混凝土的导管安装完毕后进行，此时孔底沉渣厚度应小于50mm。从停止清孔到开始浇注混凝土的时间应控制在1.5h~3h，一般不超过4h，否则需重新清孔。清孔可采用正循环清孔或泵吸、气举反循环清孔。严禁用超钻的方法代替清孔，这样容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5m~2.0m防止塌孔。

　　3)钢筋笼的吊装

　　为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋“耳环”，以保证桩身保护层厚度。钢筋笼吊装之前，检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如凸出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。入孔后牢固定位，中心容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。准确计算钢筋笼的置放位置，要保证伸进承台部分的钢筋长度。为防止钢筋笼上浮，对此应采取固定措施，与钢护筒顶加焊固定撑杆。

　　4)安装导管

　　导臂采用丝扣连接，在导管外壁应逐节编号，便于浇注过程中的长度计算。吊装前先试拼，导管进场后应先组拼好进行水密性试验，合格后方可使用。开始灌注时，导管底口离孔底0.3m~0.5m。

　　5)浇注水下混凝土

　　(1)开管的首批砼数量应满足导管埋入砼深度的要求;

　　(2)控制导管埋深

　　桩身混凝土灌注采用垂直导管施工方法。然后吊装混凝土灌注架。混凝土灌注架用型钢焊接而成，上设料斗一个，必须准确计算首批浇注混凝土的数量，并保证导管管埋深不少于0.3米。安装钢筋笼后及时清孔，满足规范要求后灌注水下混凝土。正常灌注时，保证导管埋入混凝土深度不小于2m~4m，并连续灌注完成。灌注过程中，要准确控制导管的埋深，埋深测量可采用同步多测点的办法，避免产生测量错误。埋深过小会使导管外混凝土上部的泥浆卷入混凝土形成夹泥;过大则会使混凝土不易流出导管翻浆，还可能形成桩周围的混凝土出现离析或形成空洞，使桩的有效直径减小，还可能使混凝土面不均匀上升，形成死角区。在每次下料后，都应准确测定混凝土面上升高度，计算导管埋深，做好记录，从而确定导管拆卸的节数，防止导管拔出混凝土面形成断桩。桩头标高要求灌注桩顶应比设计高0.5m~1.0m，多余部分在冠梁施工前凿除。

　　4.4施工注意事项

　　(1)由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，避免钻机发生沉陷。

　　(2)泥浆初次注入时，垂直向桩孔中间进行入浆，避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部，致使护筒底部土质松散。

　　(3)钢筋笼向孔内放置时，应由吊车吊起，将其垂直、稳定放入孔内，避免碰坏孔壁，使孔壁坍塌，在砼浇筑时出现废桩事故。

　　(4)其他施工工艺，应严格按照地基基础施工技术规范和标准进行施工。

　　4.5旋挖钻机成孔优缺点

　　(1)因该钻机操作由全液压系统控制，能保证桩基垂直度、孔位、孔深等各项指标能达到施工规范要求。

　　(2)成孔效率高，17m深桩径800mm的桩约1.5h左右即可成孔，1天成孔6-7个，是其他钻机成孔速度的2-3倍。

　　(3)在杂填土地段，孔壁稳定性差，很容易造成塌孔，对机手的操作技术要求高。

　　(4)旋挖钻进适用于土层、砂层，以及较松散的、粒径较小的卵砾石层，在粉质粘土、粘质粉土等粘性土层钻进效果最佳。而在硬岩层、较致密的卵砾石、孤石层施工比较困难，并容易发生孔内事故和机械事故，体现不出旋挖钻进的优越性。

　　五、总结

　　通过在本地区旋挖钻机成孔的桩基施工中，对基坑支护桩旋挖钻机施工控制进行部分总结，希望对类似工程地质条件下旋挖钻机桩基施工有部分借鉴作用。

　　【参考文献】

　　[1]张晓军.浅谈旋挖钻施工工艺与特点.中小企业管理与科技(下旬刊)，2011(10).

　　[2]赵学志，李魁.旋挖钻机施工工艺.今日科苑，2010(6).