旋挖成孔灌注桩支护技术是一种先进的桩基施工工艺，采用底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，然后把破碎的岩土放进钻斗，利用旋挖钻机的提升装置和伸缩钻杆提出钻斗进行卸土，循环往复地取土卸土，施工到符合设计深度要求。该工艺对施工人员数量要求低，节省施工成本，广泛应用于道路、桥梁或者大型建筑的基础桩施工[1]。
1工程概况
工程为洋唐居住区三期保障性安居工程(A01地块)项目，项目位于厦门市翔安区南部，总建筑面积143818.21m2，其中地上建筑面积96649.51m2，地下建筑面积47168.7m2。工程基坑支护结构的围护桩为旋挖成孔灌注桩，桩径900mm，间距1500mm,桩长按不同的支护剖面12.7～18.7m。旋挖成孔灌注桩共284根，其中Φ1000mm的单桩竖向承载力特征值为6700kN;Φ1200mm单桩竖向承载力特征值为7500kN，主要布置于6#楼，桩长应按实际地质情况确定，终孔前请地质勘察部门进行持力层鉴定。
2施工工艺
2.1钻机就位
复核高层基础工程中的旋挖成孔灌注桩桩位，测定准确的标高，桩机准备就位。旋挖钻机应定位准确，水平垂直放置，确保钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线保持一致。为保证钻机的安全稳固，采取在机座、桩机下均匀垫枕木的措施。钻孔施工中保证桩机稳定性，防止移位或发生不均匀沉陷等现象。严格控制桩位偏差，轴线和垂直轴线方向偏差<100mm，垂直度偏差<1%，桩径偏差<50mm，沉渣厚度<50mm。竖向支撑体系施工前，仔细核对桩位、结构梁柱、剪力墙、核心筒等准确位置，影响竖向支撑桩的桩位时，及时进行设计调整[2]。
2.2护筒埋设
护筒具有固定桩位的作用，施工过程中引导钻头保持准确的方向，隔离地面水流，保证孔内水位始终比地下水位或施工水位高，保护孔壁不发生坍塌，保证施工成孔质量。护筒埋设应选用整体式壁厚4mm的钢护筒(如图1所示)，护筒直径大于桩基孔径，上部设置1～2个溢浆孔，每节护筒长度在1.5～3.0m之间。在护筒的上部和中部的外侧各焊一道加劲肋，保证护筒刚度，避免使用过程中护筒发生变形。桩内的泥浆面高于地下水位0.5m以上，以保证孔内水头达到足够压力。正确就位钻机后，保持机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条的三线统一，控制护筒和桩位的中心偏差<50mm。然后采用吊车吊起护筒，正确就位后，护筒垂直压入土体。护筒埋设长度在填土、砂层和淤泥层的1m以上，注意杂物、泥水不可流入孔内。护筒埋设后，通过4个控制护桩引回桩位中心，保证护筒中心和桩位中心的重合。护筒外环采用无杂质的黏土夯实，如果土质不符合要求，可筑岛埋设提高水头压力，防止因土层不稳定产生的塌方等安全事故。水位涨落影响较多的灌注桩，护筒需要加高、加深[3]。
2.3钻机成孔
钻孔采用泥浆护壁，反循环钻进工艺，由泥浆泵管连接钻头上部，泥浆通过泵管压至底部，冲刷同时钻进，泥块制成泥浆溢出孔外，循环施工。在钻机成孔施工中，通过冲击高度、泥浆指标等参数调节控制成孔施工的速度，避免孔斜、缩颈等现象。同时，孔内泥浆的压力可以平衡孔壁压力和水压力，达到护壁的作用，施工过程中需要关注泥浆密度。成孔过程中，用水平尺随时观测，调整和控制设备的垂直度，随时观察钻头保径装置、直径及磨损情况，无法满足成孔效果时尽快更换。注意观察地层变化，不同地层采用不同的施工速度，成孔深度要求进入持力层深度，并应符合设计要求[4]。在施工现场挖钢质泥浆储备池，埋置于地下，大小是钻孔容积的1.5～2.0倍，需要良好的防渗能力。沉淀池旁设渣土区，采用反铲清理沉渣，保证泥浆的存储空间。泥浆采用水力搅拌器搅拌黏土、水进行造浆。要严格控制泥浆相对密度在1.05～1.10g/cm3，黏度15～20s，砂率≤5%，泥皮厚度≤2mm，pH值≥7。设置回收泥浆池回收护壁泥浆，泥浆沉淀净化后，送到储浆池进一步处理，加入适量火碱和纤维素改善泥浆性能，经测试合格后循环使用。在黏结性好的岩土层，采用清水旋挖成孔工艺，无需泥浆护壁措施;在易松散地层、地下水较多或孔壁不稳定等不利的施工条件下，采用静态泥浆护壁工艺，向孔内投入泥浆进行护壁。
2.4钢筋笼制作
钢筋笼制作分段进行，分段长度需要结合钢筋笼的整体刚度要求、钢筋实际长度及起重设备的高度等因素综合确定。工程的灌注桩钢筋笼采用通长布置，主筋钢筋直径≥22mm时采用机械连接，主筋钢筋直径≤22mm时采用机械连接或焊接。主筋采用三级钢，机械连接的连接区段按36d计算。接头设置在构件受拉钢筋应力较小部分，接头具体位置在桩顶向下5m区域内或桩底向上4m区域内。焊接采用的焊条应按母材的材质选用，工程采用E50型焊条。钢筋笼的制作、埋设方向应符合设计要求，钢筋笼主筋间距允许偏差≤10mm;钢筋笼直径允许偏差≤10mm;箍筋间距允许偏差≤20mm;钢筋笼长度允许偏差≤100mm。
2.5钢筋笼安装
钢筋笼的安装采用吊机3点起吊，入孔时保持钢筋笼轴线重合，并始终处于垂直状态，对准孔位稳定轻放，避免碰撞孔壁，操作一旦遇阻，立即停止并查明原因，吊装不能晃动或强行冲击下放(如图2所示)。在钢筋笼上设置垫块并焊接加劲箍，钢护筒上面设置型钢支撑，型钢支撑设置在钢护筒顶的枕木上，防止直接放在钢护筒上。
2.6混凝土浇筑
混凝土浇筑是施工中最后一道关键性的工序，混凝土的浇筑质量直接影响到灌注桩的质量，所以在施工过程中应严格控制。成孔完毕后间隔时间≤24h开始浇筑混凝土。提前检查漏斗、仪器、量具、导管等各种仪器设备情况。混凝土充分搅拌均匀，为防止发生堵管，应保证合理的坍落度，坍落度控制在180～220mm。桩底和导管底部距离0.25～0.40m，导管顶部的混凝土量满足首次浇筑混凝土导管埋入混凝土中0.8～1.2m的要求。仔细计算贮料斗容积，缓慢倾倒混凝土，避免产生高压气囊，施工时导管保持充满混凝土。为保证该工程混凝土浇筑质量，在施工过程中要严格控制导管埋置深度。通常导管埋置深度宜控制在1～7m，如深度>7m时容易造成钢筋笼发生上浮、堵管、埋管等不稳定现象，影响施工质量。起拨导管时，先测量混凝土浇筑高度，结合实际情况确定导管实际埋深和拨导管长度。操作中要密切关注、定期检查导管埋深，应保持导管埋深为3～7m，缓慢匀速拔出导管。桩身的混凝土浇筑采用水下浇筑，混凝土强度配比是在设计强度基础上增加5MPa。水下混凝土浇筑施工连续进行，操作不可中断，每根桩的浇筑时间根据初盘混凝土的初凝时间调整，浇筑中断时间应≤30min。浇筑过程中安排专人记录，避免导管提升过猛或导管埋入过深发生断桩。工程结构强度要求较高，为使暴露的桩顶混凝土强度等级满足工程设计等级的要求，需要严格控制最后一次的混凝土浇筑量，浇筑高度需要超过施工要求0.5m，超过部分之后可凿除。
3钻孔异常处理
3.1塌孔处理
钻孔过程中容易发生塌孔，应及时查明原因，对不严重的塌孔一般采用改善护壁泥浆、减缓钻进速度等措施处理，以保证施工的连续。改善护壁泥浆可加入干锯末，增大泥浆比重，改善成孔的孔壁结构，泥浆比重控制在1.15～1.40。钻头每次进入时，成孔速度要缓慢，在钻头完全进入后，再匀速钻到孔底，提钻速度严格控制在0.3～0.5m/s。如塌孔严重，可回填夯实后重新钻孔。
3.2缩孔处理
钻孔发生缩孔时，将钻头提到偏离位置反复扫孔，直到符合要求。如发生严重弯孔或缩孔时，采用小块石、卵石和黏土混合物，回填到偏离处，填料沉实后再钻孔纠正。
3.3埋钻、卡钻处理
发生埋钻的主要原因是一次成孔太多或在砂层中泥浆沉淀过快。卡钻原因可能是钻头底盖合拢不好、在施工过程中钻头底盖可能自动打开或在钻进时有异物导致卡钻等。发生埋钻、卡钻后，钻头周围沉淀泥浆形成侧阻力，因此处理时首先需要消除侧阻力后再处理，防止造成钻杆扭断、钻头受损等严重的事故。
4结语
实践证明，工程中采用旋挖成孔灌注桩支护技术施工质量稳定可靠，科学运用该技术可实现短时高效、经济环保的应用价值。旋挖钻机成孔施工效率高、质量稳定，各项钻进参数便于调节，适用范围广泛，在不同地质条件均取得良好施工效果。
参考文献
[1]刘璐,孙维剑,代琦，等.钻孔灌注桩在地下淤泥层中的成孔技术[J].施工技术,2017,46(S1):195-199.
[2]赵建华.探讨高层建筑深基坑施工技术[J].中华民居,2014(2):370-371.
[3]林凯鑫,秦桂婵.某深基坑旋挖灌注支护桩施工技术[J].广东土木与建筑,2009,16(12):52-54.
[4]林俊飞,张泽林,白宇.探讨国家图书馆后勤服务楼改扩建工程深基坑施工技术[J].中国建筑金属结构,2013(6):71-72.
《高层基础工程旋挖成孔灌注桩支护施工技术》来源：《福建建材》，作者：陈鸿儒