解析旋挖鉆孔成樁施工技術在建筑樁基工程施工中的應用

李星星 李泰成

(河南省地礦局第二地質礦產調查院，河南 鄭州 450000）

樁基工程是建筑的基礎，其施工水平直接決定著建筑質量，為節約城市用地，現代化城市建筑多為高層建筑，層數和重量的增加，對樁基承載力提出了更高的要求。若樁基強度較低，極易出現建筑的沉降和塌陷，破壞建筑穩定性，甚至威脅到人們安全。灌注樁法在建筑樁基工程中較為常用，即在地基挖掘一定比例的樁孔，置入制備好的鋼筋籠，然后用混凝土進行灌注，形成樁基礎。旋挖鉆孔成樁是其中較為先進的技術，本文主要對此進行分析。

1 旋挖鉆孔成樁技術及其特點

打孔是灌注樁法進行灌注的前提，在眾多成孔方法中，鉆孔技術比人工挖孔效率高，可避免沉管灌注法產生的噪音，在公路、鐵路、橋梁樁基工程中廣泛應用。旋挖鉆孔成樁技術即是其中一種，多指在埋設護筒的基礎上，利用旋挖鉆機進行鉆孔，然后安置鋼筋籠和導管進行混凝土灌注的技術。該技術在淤泥層、黏性土層及砂土中較為適用，孔徑最大可達4m，成孔深度可達90m左右。

該技術采用機械自動化，能夠降低勞動強度；效率高、速度快，操作簡單；一次成孔率高，且質量好；沖擊力和振動小，不破壞土壤結構的穩定性；對周圍環境污染程度輕；具有良好的靈活性，如更換鉆頭比較方便。其施工原理為：通過鉆桿的旋轉，將鉆斗切入土層，由底部的切削齒切割土塊，并倒入鉆斗，當鉆斗裝滿土屑后，將其提出。若土層較厚，鉆斗自重不能切入時，可對液壓油缸加壓使其切入土層。施工流程大致包括準備工作、制備泥漿、埋設護筒、鉆孔、清孔、安裝鋼筋籠、混凝土灌注、質量驗收。

2 旋挖鉆孔成樁施工技術在建筑樁基工程施工中的應用

某住宅小區占地75 000m2，計劃建設10棟現代化住宅樓，采用框架剪刀墻表結構，高度均為32層，設有2層地下室，現代簡約風格，另有兩層裙房。地基土質也粉質黏土和黏土居多，為提高地基承載力，樁基工程采用旋挖鉆孔成樁技術進行施工。經實際調查發現，施工的難點在于：（1）孔壁易發生坍塌；（2）成孔過程中沉渣較多，加大了清孔難度；（3）黏土層易堵塞鉆斗，且很難甩出；黏土層較硬時，效率比較低。

2.1 準備工作，包括旋挖鉆機選擇、場地清理、樁基定位、平臺搭設等事項，現場雜物較多，且道路表面起伏不定，有多處坑洼，首先對施工現場進行了清理，并對坑洼進行填補，然后從整體上進行了整平。旋挖鉆機是挖孔的重要設備，結合多方面因素考慮，最終選擇使用來自天津寶峨公司的BG25C鉆機，有較強的地層適應力，最大扭矩230KN·m。在樁基定位時，按照施工圖紙合理設置軸線坐標控制點，然后進行樁中心放樣，誤差不允許超過5mm，同時做好標記，進行復核。

2.2 制備泥漿。因現場土層以黏土質為主，地層處于壓力平衡狀態，鉆孔過程中極易破壞其平衡，為保持孔內的壓力穩定性，決定采用優質泥漿，以提高其性能。砂層土內部的黏結性較差，開展旋挖工作極易出現孔壁坍塌，這就要求增加泥漿的黏度。這樣在滲入孔壁后，有利于增加砂層內部顆粒間的黏結力，形成一層薄泥皮，防止水的滲入，從而避免孔壁塌落。本工程主要使用優質黏土粉，和Na—CMC增黏劑，按照一定的比例調配泥漿。

2.3 埋設護筒。護筒除了能防止孔壁坍塌，還具有定位、保護孔口等功能，使用的護筒直徑比樁徑大12cm，長度則加深至地表以下8m。按照豎直方向，先用鉆頭鉆深6m，將護筒埋入，以旋挖鉆機的鉆桿將護筒壓入地下，直至與地面平行，并在周圍圍定量的土，用于儲存泥漿。

2.4 鉆孔工作。鉆孔是灌注的基礎工作，尤為關鍵，鉆孔前已對地面做了整平處理，可穩定放置鉆機，直至調整后確定不會發生沉降或位移。鉆孔之初，要保持慢速，使用小沖程，待確定方向垂直時，再適當加快速度，為避免碰到護筒，鉆機盡量不要傾斜。鉆到1/3處時，碰到硬質卵石，可以加快沖程，若碰到表面凹凸的漂石，可將其墊平后再鉆。鉆孔順序必須提前設計好，以避免現場混亂，浪費工時。工程采用分班連續作業的方式，鉆孔進行中實時記錄下鉆孔信息及其他變化，以保證鉆機不發生傾斜，每深入3m左右時，測試并調整傾斜度。

2.5 旋挖鉆斗的改進。因旋挖鉆孔中有大量沉渣，不便甩出，加大了清孔難度，為此，對鉆斗進行了改進。該鉆機采用的是雙開門旋挖鉆斗，齒刃前角為45°，內外鉆桿采用自動內鎖互扣“鎧”式鉆桿，通過齒條可彼此嚙合，形成一個有機整體，承受的扭矩和壓力較大，而樁徑較小，使得單位鉆齒平均收到的壓力變大，最終導致甩土困難。為此，將切削刃的前角改為30°，有效解決了甩土困難的問題。

2.6 鋼筋籠的制作與安裝。①設置加強肋筋時，間距要與規定相符；②在箍筋上穿上圓形的混凝土預制塊，能夠確定樁的保護層厚度；③進行安裝時，盡量不要發生大幅傾斜或擺動，以免與墻壁相撞，此外，為防止出現塌孔的情況，需對入孔的垂直度進行實時調整。

2.7 混凝土澆筑。①混合比率要依據工程所需而定，水泥的初凝時間控制在2.5h之內，等級通常要在42.5MPa以上。②混合物的和易性要好，運輸中能夠有效避免泌水、離析等情況發生。灌注過程中，應保持混凝土良好的流動性，坍落度控制在180mm-220mm之間；③整個澆筑工作不可間斷，需連續進行。

3 結語

樁基工程是建筑的基礎，直接關系著最終建設質量，必須確保樁基的穩定，使其強度和承載力都能達到要求。旋挖鉆孔成樁是其中較為常用的技術，且效果很好，值得推廣，在實際應用中，務必要按照規定進行每一項操作。

[1] 楊勇文，丁曉敏.旋挖鉆孔成樁施工技術在地鐵上蓋建筑樁基工程中的應用[J].工程與建設，2013,20（1）：144-145.