彭祎清

（中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210019）

現(xiàn)階段，旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外建筑樁基工程施工中得到了廣泛運用，具有較強的專業(yè)性。這種施工技術(shù)的優(yōu)勢為：設(shè)備運轉(zhuǎn)期間的振動小、扭矩大、成孔速度快、產(chǎn)生的噪音低，能夠?qū)崿F(xiàn)無泥漿循環(huán)。因此，這種技術(shù)非常適合運用于對噪聲、振動、泥漿污染有較高要求的建筑樁基工程。目前，國內(nèi)外從業(yè)者普遍認為，樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量在很大程度上決定建筑安全，而選用合適的成樁技術(shù)至關(guān)重要。本文通過對旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)在建筑樁基工程中的運用流程進行介紹，重點梳理了一些細節(jié)的控制要點，對于全面提高建筑樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量有一定的參考價值。

1 旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)簡析

旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)適用于除了基巖、漂石之外的絕大多數(shù)地層，且能夠用于包括大型立交橋、工業(yè)與民用建筑等大型建構(gòu)筑物的樁基礎(chǔ)、抗浮樁、用于基坑支護的護坡樁澆筑作業(yè)[1]。這種成樁施工技術(shù)對材料的要求如下：一是混凝土在使用前需要進行預(yù)攪拌處理，塌落度方面的要求是介于18～20 cm 之間；和易性及標號均應(yīng)符合設(shè)計要求，具體的標號應(yīng)介于C20～C50 之間。二是鋼筋方面，品種和規(guī)格均需完全符合設(shè)計要求，進場檢驗時，負責(zé)人員應(yīng)重點審查合格證、復(fù)試合格報告等憑證是否齊備。三是墊塊方面，施工人員應(yīng)按照1∶3 的比例配制水泥砂漿，之后埋設(shè)20#火燒絲，完成墊塊的提前預(yù)制。在實際施工中，墊塊的制作方式不止一種，施工人員還可以使用同比例的水泥砂漿制作成輕型預(yù)制塊，或是合理使用塑料工具。

旋挖鉆孔成樁技術(shù)運用期間，應(yīng)確保旋挖鉆機和鉆頭、泥漿泵、泥漿管、導(dǎo)管、電焊機、測繩等完全配套。現(xiàn)階段，我國建筑樁基工程中常用的旋挖鉆機型號包括意大利生產(chǎn)的R-208，R-312，R-825，R-930 等；德國生產(chǎn)的BG-15，BG-22，BG-25 等。表1 為幾種旋挖鉆孔成樁技術(shù)運用于建筑樁基工程時常用的鉆機型號以及各項性能參數(shù)?？傮w來看，旋挖鉆孔成樁技術(shù)運用于建筑樁基工程時，對各項準備工作、機具設(shè)備的要求較為嚴格，只有如此，才能確保施工質(zhì)量。

表1 幾種常用的旋挖鉆機對應(yīng)的主要技術(shù)性能參數(shù)

2 建筑樁基工程中旋挖鉆孔成樁技術(shù)的施工流程

以南京鼓樓某商業(yè)樓工程為例，本工程采用全逆作法施工技術(shù)，地上6 層、地下5 層采用一柱一樁方案，見表2。如表2 所示，采用了旋挖鉆孔成樁施工技術(shù)進行樁基施工，灌注樁的數(shù)量為71個，長度為19～30 m，直徑1 000～1 600 mm 不等。在樁基施工中，借助旋挖鉆孔成樁的方式，使得樁端部深入到中風(fēng)化層，需要做好地面標高的準確判斷。

表2 成樁具體參數(shù)

2.1 前期的準備工作

2.1.1 不同零部件的功能區(qū)分

旋挖鉆孔成樁技術(shù)在運用前，施工人員必須提前做好各項準備工作。比如為鉆機配備多個零部件時，應(yīng)當(dāng)注意不同零部件的適用范圍[2]。具體而言：一是鉆桿。常用的鉆桿分為傳動件伸縮式圓鉆桿以及伸縮式方鉆桿，前者可以進一步劃分為機鎖式鉆桿、摩阻式鉆桿、多鎖式鉆桿。施工人員需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際需要，選擇合適的鉆桿。二是鉆斗?？煞譃榈组_式、半合式、稍定式鉆斗，以底開式最常見，可進一步分成單底蓋式和撈砂雙層底式。三是斗齒?？煞殖尚ㄐ?、彎角齒套共兩種模式。其中，楔形斗齒的切削角介于35～55°之間，該范圍的切削角較小，主要適用于鉆進軟土層；彎角齒套斗齒的切削角較大，介于60～70°之間，主要適用于鉆進硬土層。四是導(dǎo)管和測繩。導(dǎo)管一般是鋼材料導(dǎo)管，規(guī)格分為200，250，300，350 等。施工人員在使用前，必須確認導(dǎo)管的密封性是否處于良好狀態(tài)，還應(yīng)確認鋼導(dǎo)管是否已經(jīng)采用厚壁絲扣完成有效連接。對測繩的要求是，必須保證標準點十分牢固且繩體的伸縮性必須盡可能低。

2.1.2 施工作業(yè)條件的判定

1）施工人員應(yīng)對工程圖紙、地質(zhì)資料進行全方位了解，技術(shù)工程師必須做好技術(shù)交底工作。通常情況下，旋挖鉆孔成樁作業(yè)對場地的平整度有極高的要求，地耐力的最低值應(yīng)達到100 kPa。此外，施工人員在選定施工樁點后，應(yīng)該以樁點為圓心，在半徑5 m 的范圍內(nèi)設(shè)置三維立體無障礙區(qū)（對應(yīng)的地面、空中區(qū)域均應(yīng)沒有任何障礙）。

2）現(xiàn)場管理人員應(yīng)根據(jù)工程的需要，科學(xué)選擇供水管道，同時還應(yīng)保證配電質(zhì)量。

3）確定鉆頭、鉆桿、鋼絲長度時，施工人員需要考慮的要素是地層條件。若地層整體的硬度較高，則優(yōu)先選擇機索式；若地層整體的硬度較低，則應(yīng)首選摩阻式鉆桿。鋼絲繩長度的確定一般遵循如下原理：首先確定鉆孔深度，其次確認旋挖鉆機的高度。將深度與高度參數(shù)相加后，額外增加15～20 m，最終值便是鋼絲繩的合理長度。

4）完成設(shè)備、工具的選擇后，施工人員應(yīng)對施工現(xiàn)場是否存在障礙物進行嚴格檢查。其中，最重要的檢查內(nèi)容是：施工區(qū)域空中是否存在高壓輸電線，地下是否埋設(shè)電纜。除此之外，如果發(fā)現(xiàn)枯井、防空洞、地下管道、暗溝等，施工人員需要做好標識工作，或是予以拆除，從而使施工現(xiàn)場符合旋挖鉆孔成樁作業(yè)的需求。

2.1.3 施工工藝的確定及注意事項

在滿足施工要求及各部位節(jié)點控制工期的前提下，合理規(guī)劃抗拔樁的施工程序，盡可能顧及到各單位施工場地、施工用電的要求，合理進行資源配置。本項目場地特點為狹長地塊，分為A 區(qū)、B 區(qū)兩個地塊，且形狀不規(guī)則，總長190 m 左右，最窄處寬度20 m 左右，故一柱一樁施工時，場地需進行多次規(guī)劃布置。同時本項目工期緊，為了避免其他分項工程施工干擾，確保一柱一樁按期完成，通過精心組織，合理規(guī)劃，科學(xué)布局，分為A、B 兩個施工區(qū)域進行類流水施工（見第108 頁圖1），具體施工如下。

圖1 項目實拍平面圖

階段一：一柱一樁施工前的準備籌劃階段，完成標準化建設(shè)、場地平整、施工道路硬化、泥漿系統(tǒng)場地硬化等臨建施工；完成鋼筋加工系統(tǒng)、泥漿水電系統(tǒng)的建設(shè)及水鉆機、旋挖機等大型機械的拼裝調(diào)試。

階段二：B 區(qū)鋼管柱施工，計劃開始正式施工為2020 年7 月17日，于2020 年9 月17 日完成，B 區(qū)共計25 根一柱一樁。

階段三：A 區(qū)待地連墻基本完成后（計劃），布置施工后臺（泥漿箱、泥漿管道、制漿系統(tǒng)、鋼筋平臺等），施工A 區(qū)剩余46 根一柱一樁。

圖2 為旋挖鉆孔成樁施工的流程圖。施工期間的注意事項為：一是選擇位置并安裝鉆機時，要求地耐力至少達到100 kPa，且鉆機履盤坐落的位置必須保證平整度（傾斜坡度必須低于3°）[3]。一旦場地的平整度不足，鉆機在運行期間便會出現(xiàn)功率損失，情況嚴重時會導(dǎo)致鉆機重心較高，極其容易出現(xiàn)傾斜位移，進而引起安全事故。二是在樁基位置確定后，施工人員應(yīng)使用兩根直線或鋼管，將之設(shè)置成垂直狀態(tài)，在樁基點位相交。在此基礎(chǔ)上，施工人員還應(yīng)做好標識并確保標識在整個施工期間均不會消失。三是對準樁位。施工人員應(yīng)調(diào)整旋挖鉆機的桅桿，令其呈現(xiàn)“鉛錘”的狀態(tài)。之后應(yīng)當(dāng)調(diào)整鉆斗或螺旋鉆頭，使其正對樁位。

圖2 旋挖鉆孔成樁施工流程圖

2.2 護筒埋設(shè)作業(yè)

護筒的埋設(shè)作業(yè)一般在十字控制樁確定后方可開始。具體的作業(yè)流程為：施工人員應(yīng)使用鉆機開孔鉆進，一直到設(shè)計深度后停止，之后進行護筒埋設(shè)。對護筒提出的要求見表3。作業(yè)期間的注意事項為：施工人員應(yīng)在護筒頂部的位置周圍，使用粘土進行填埋，之后進行夯實處理，確保護筒底部坐落在穩(wěn)定性較高的土層上。完成護筒埋設(shè)作業(yè)后，施工人員還應(yīng)使用水準儀，將高程牽引到護筒頂部后做好標注。

表3 護筒相關(guān)控制要素及對應(yīng)的參數(shù)

2.3 泥漿的制作

旋挖鉆孔成樁施工期間，使用泥漿的性能指標見第109 頁表4。制作流程為：在施工現(xiàn)場使用泥漿攪拌機制作，首先加入適量清水并計算體積，不斷攪拌過程中，逐量增加膨潤土和NaOH 溶液。整體攪拌時間必須超過3 min。如果泥漿的性能不達標，施工人員可以根據(jù)實際情況，加入外加劑（失水劑、重晶石粉等），達到增大泥漿比重的目的。

表4 旋挖鉆孔成樁施工期間使用的泥漿的性能指標

2.4 鉆孔施工

旋挖鉆孔施工的流程為：一是將鉆頭著地，按照施工計劃鉆進；二是在鉆斗內(nèi)裝滿土、砂后，將鉆頭提升至地面，且在該過程中應(yīng)動態(tài)關(guān)注地下水位的變化情況；三是繼續(xù)旋轉(zhuǎn)鉆機，將鉆斗內(nèi)的土全部卸掉，之后使用鏟車及時運送到指定地點；四是將鉆斗的活門關(guān)閉，之后將鉆機轉(zhuǎn)回孔口，逐漸下落鉆斗，繼續(xù)鉆進。如果鉆進至以黏性土為代表的軟土層時，除了使用較長的斗齒、齒間距較大的鉆斗外，施工人員在提鉆后還應(yīng)對底部切削齒進行檢查，務(wù)必將齒間沾染的黏性土全部清除，及時更換鋒利程度下降的斗齒。如果鉆進硬土層時，應(yīng)更換直徑較小的鉆斗，首先鉆出一個小孔，之后使用大直徑鉆斗進行擴孔作業(yè)。

2.5 混凝土灌注成樁作業(yè)

鉆孔作業(yè)、鋼筋籠、導(dǎo)管下放作業(yè)結(jié)束后，施工人員應(yīng)做好隱蔽檢查工作。之后立刻進行混凝土澆筑成樁作業(yè)。初始的混凝土灌注量要求為：確保導(dǎo)管下端埋入混凝土面下至少0.8 m。之后根據(jù)實際情況，將導(dǎo)管的埋深控制在2.0～6.0 m 之間，在混凝土面上升的過程中，同時注意提升導(dǎo)管。在灌注作業(yè)結(jié)束時，應(yīng)確?；炷撩娉^設(shè)計樁頂標高30～50 cm，實際施工過程中可略微超過設(shè)計值至100～120 cm，避免樁頭質(zhì)量受損。

3 結(jié)束語

總體來看，旋挖鉆孔成樁技術(shù)運用于建筑樁基施工時具有較強的優(yōu)勢——不僅可以顯著提高施工效率，還可以確保樁基的強度和穩(wěn)定性。在實際施工期間，要求現(xiàn)場工作人員必須充分了解各個作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)條件，在具體施工時嚴格遵守標準流程，以達到對多個施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量進行強化控制的目的。除此之外，在施工的各個階段還應(yīng)該注意檢查，需要及時發(fā)現(xiàn)并解決各類問題，從根本上確保建筑樁基工程的質(zhì)量，全方位提高經(jīng)濟效益和社會效益。