建筑工程旋挖樁施工技術(shù)的應(yīng)用探討

蔡名璋

（中國移動通信集團(tuán)廣東有限公司中山分公司 廣東中山518403）

0 引言

樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量對建筑工程的整體質(zhì)量至關(guān)重要，近年來，隨著樁機(jī)設(shè)備的不斷創(chuàng)新，以及施工技術(shù)的改進(jìn)，旋挖樁施工技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)能較大地縮短施工工期，提高樁基質(zhì)量，降低環(huán)境污染。本文通過對旋挖樁施工技術(shù)進(jìn)行探討，并結(jié)合工程應(yīng)用情況，希望為旋挖樁施工技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

1 旋挖樁施工技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 優(yōu)點(diǎn)

1.1.1 施工效率高

首先，旋挖樁機(jī)依靠底部帶有活門的筒式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土［1］，并裝進(jìn)鉆斗內(nèi)部，然后通過提升裝置將巖土運(yùn)送上來，通過反復(fù)鉆土，不斷提升至地面卸土，進(jìn)尺速度快。在同樣的土層施工，施工效率可比鉆孔（沖孔）樁機(jī)高出數(shù)倍。

其次，旋挖樁機(jī)是一種全液壓驅(qū)動，并且由電腦控制［2］，對鉆筒裝土容量、樁孔深度、樁孔垂直度等指標(biāo)具有監(jiān)測功能，能夠有效保證樁基質(zhì)量和施工安全。

1.1.2 環(huán)境影響小

首先，旋挖樁機(jī)施工的噪聲來源基本上是自身發(fā)動機(jī)所發(fā)生的聲音［3］，全液壓驅(qū)動不存在較大沖擊或鉆擊的聲音，低噪聲的特點(diǎn)使得旋挖樁施工技術(shù)在住宅區(qū)或者校園區(qū)得到廣泛應(yīng)用。

其次，鉆孔施工過程中泥漿護(hù)壁的要求較低，特別是穩(wěn)定性較好的土層可直接使用清水代替泥漿鉆孔施工，減少泥漿排放，相應(yīng)減輕對周圍環(huán)境的污染。

1.1.3 應(yīng)用場景廣泛

由于旋挖樁機(jī)配置鉆頭的多樣性,如螺旋鉆頭、旋挖斗、筒式取芯鉆頭、液伍抓斗等［4］，旋挖樁機(jī)可以適用于淤泥質(zhì)土、黏土、砂土、卵石等各種地層，在同一個樁施工過程可以全部由旋挖樁機(jī)完成。

1.1.4 機(jī)械化程度高

施工過程中不需要對鉆機(jī)進(jìn)行拆除和重新組裝，只要場地條件滿足鉆機(jī)的承載力要求，即可依靠自身履帶行駛，進(jìn)行樁機(jī)移動，有效地提高施工速度，以及節(jié)約人力成本。

1.2 缺點(diǎn)

1.2.1 場地要求高

通常情況下旋挖樁機(jī)重約70 t，履帶與地面的接觸面積約7.0 m2，因此，要求地基承載力在100 kPa 左右［3］，對于軟土地表，需要進(jìn)行硬化處理，避免鉆機(jī)陷入軟土中，此外，受鉆機(jī)重心的影響，最大爬坡應(yīng)該低于30°。

1.2.2 作業(yè)配合高

旋挖樁機(jī)成孔后，鋼筋籠吊裝需要起重機(jī)械配合，并且挖孔所產(chǎn)生的泥土堆積在地面，需要運(yùn)土機(jī)械鏟走，以免影響旋挖樁機(jī)行走。

2 施工過程質(zhì)量控制要求

2.1 嚴(yán)格按照工藝流程施工

旋挖樁施工工藝流程如下：場地平整、機(jī)械設(shè)備調(diào)試→測量放線定位→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位、垂直度調(diào)整→準(zhǔn)備鉆孔沖洗池→鉆進(jìn)成孔→第1 次正循環(huán)清孔→鉆機(jī)移位→吊放鋼筋籠→吊放導(dǎo)管→第2 次清孔→放置漏斗隔水塞→灌注水下混凝土成樁→提導(dǎo)管→起拔護(hù)筒、成樁→后注漿。

工藝流程中需要特別注意“清孔”和“鋼筋籠放置”的操作。

⑴清孔，運(yùn)用泥漿清孔，通過泥漿的流動沖擊孔底的沉渣，讓沉渣漂浮起來，再因泥漿的粘膠力吸附著沉渣隨著循環(huán)流動被帶出樁孔，起到排污去渣的目的［5］。

⑵鋼筋籠放置，鋼筋籠制作過程必須符合規(guī)范要求，注重對鋼筋籠焊接部分的檢查，在安放之前要按照規(guī)定對鋼筋綁扎好，確保鋼筋籠完好無損，在吊放過程中注意鋼筋是否可以下放，一旦受到阻礙應(yīng)立即停止操作，檢查原因并進(jìn)行整改，問題解決后再進(jìn)行吊放作業(yè)［6］。

⑶混凝土成樁，澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行［7］，一氣呵成，保證樁的整體性；必須采用插入式搗固棒振搗；在澆筑過程中對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行跟蹤記錄，避免出現(xiàn)樁基傾斜、斷樁的問題。

2.2 鉆進(jìn)速度與土質(zhì)情況相適應(yīng)

旋挖樁在進(jìn)行成孔施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象［8］，這與鉆孔速度關(guān)系密切，因此，鉆頭的鉆進(jìn)速度需要根據(jù)不同土質(zhì)相應(yīng)變化。當(dāng)從軟土質(zhì)進(jìn)入硬土質(zhì)時，可以適當(dāng)降低速度，相反，當(dāng)從硬土質(zhì)進(jìn)入軟土質(zhì)時，需要適當(dāng)提升速度。

2.3 注意軟土層孔壁施工

旋挖樁機(jī)由于鉆進(jìn)速度較快，在軟土質(zhì)地層容易出現(xiàn)塌孔，因此，應(yīng)當(dāng)控制好鉆頭速度，在高速轉(zhuǎn)動的同時緩慢、均勻進(jìn)尺，利用泥漿進(jìn)行護(hù)壁。

2.4 關(guān)注旋挖樁機(jī)的工作狀態(tài)

當(dāng)樁機(jī)出現(xiàn)搖晃、鉆桿跳動以及鉆不進(jìn)尺等狀況的時候，應(yīng)該立即停機(jī)進(jìn)行檢查，查明原因，進(jìn)行妥善的處理之后才能夠進(jìn)行下一步的施工工序，避免工程施工時出現(xiàn)問題，以提升工程的質(zhì)量［9］。

3 旋挖樁施工技術(shù)的工程應(yīng)用

3.1 工程概況

工程位于中山市東區(qū)起灣道邊，地下2 層（深10.2m，屬于深基坑作業(yè)），地上17 層，建筑面積約25 000 m2，建筑高度約78 m。場地非常狹小，距離原有高層建筑約15 m，緊鄰居民區(qū)（見圖1）。

圖1 工程周邊情況Fig.1 Circumstances of the Project

經(jīng)過地質(zhì)勘探，場地地層可分為：人工填土層、海陸交互相沉積層、殘積層及燕山期花崗巖層。

⑴人工填土，巖土特征為素填土。

⑵海陸交互相沉積層，巖土特征可分為：淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、粗砂、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土、粗砂六個亞層。

⑶殘積層，巖土特征為砂質(zhì)黏性土。

⑷燕山期花崗巖層，包括全風(fēng)化花崗巖、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、中風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化花崗巖等四個亞層。各層間層面起伏較大，呈漸變過渡關(guān)系，層位穩(wěn)定。

3.2 施工前準(zhǔn)備

3.2.1 樁機(jī)設(shè)備檢查

在施工前充分檢查旋挖樁機(jī)各部件的性能，重點(diǎn)關(guān)注液壓系統(tǒng)主泵、鉆桿、鉆具等，發(fā)現(xiàn)問題要及時進(jìn)行檢修［9］，盡量避免開工后由于設(shè)備部件維修導(dǎo)致停工，影響工程進(jìn)度和樁基的工程質(zhì)量。

3.2.2 結(jié)合地質(zhì)情況制定相應(yīng)施工措施

盡管旋挖樁機(jī)適用于各種地層，但不同地層使用不同的鉆頭可達(dá)到不同的效果，因此，在工程開工前結(jié)合地質(zhì)勘探情況［10］，制定相應(yīng)的施工措施，不僅可降低旋挖樁機(jī)的性能消耗，并且可進(jìn)一步提升工程進(jìn)度和質(zhì)量。

3.3 旋挖樁施工情況

3.3.1 加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)控

嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝，對施工過程涉及的各項(xiàng)標(biāo)高數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，標(biāo)高數(shù)據(jù)包括旋挖樁的長度、樁孔的垂直度、旋挖成孔的深度、樁頂標(biāo)高等。在成孔施工過程中，應(yīng)當(dāng)確保樁孔直徑在允許的誤差范圍內(nèi)［8］，樁身直徑過大則造成混凝土浪費(fèi)；樁身直徑過小則無法保證承載力。

3.3.2 加強(qiáng)施工過程監(jiān)督

施工過程中，安排施工人員進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)和監(jiān)理人員旁站監(jiān)督，嚴(yán)格按照施工工藝和相關(guān)要求執(zhí)行，一旦出現(xiàn)可能影響樁基質(zhì)量或者導(dǎo)致不確定的安全因素，則即可采取相應(yīng)的措施，工程實(shí)施過程中未出現(xiàn)斷樁或者塌孔的問題。

3.3.3 實(shí)施情況介紹

工程樁采用旋挖樁施工技術(shù)，現(xiàn)場一臺樁機(jī)作業(yè)，共107 根樁，施工工期為75 d，效率大約為1.43 根/d，施工期間未收到噪聲污染、環(huán)境保護(hù)等相關(guān)投訴（見圖2）。

圖2 旋挖樁機(jī)施工情況Fig.2 Construction Situation of Rotary Drilling Rig

3.4 樁基檢測結(jié)果

本工程樁采用靜載檢測豎向承載力，采用低應(yīng)變法和抽芯法檢測樁身完整性，經(jīng)委托第三方專業(yè)檢測單位進(jìn)行相關(guān)測試，測試結(jié)果均為合格，工程質(zhì)量得到有效控制。

4 結(jié)論

旋挖樁施工技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢使其在建筑工程領(lǐng)域越發(fā)重要，為了進(jìn)一步推動該技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)備革新的同時，需要加強(qiáng)施工人員的專業(yè)培訓(xùn)，特別增強(qiáng)施工工藝、質(zhì)量控制要點(diǎn)等知識，以保證樁基礎(chǔ)施工的工程質(zhì)量。