[关键词]岩溶区；旋挖钻孔；工艺
中图分类号：TU677 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0089-02
1 工程概况
项目位于深圳南山区西丽大学城区留仙大道以北，塘开路以西。总占地面积75，849.45O，总建筑面积62.66万O。设计标高±0.00相当于1985黄海高程37.70m。本项目包括一整体四层地下室（嵌固端取在地下一层板面，地下室埋深约20米）地上共13个结构单元。根据工程地质勘察资料，场区岩土层自上而下可分为：①杂填土；②表层黏土；③黏土；④粉质黏土；⑤1硬塑状红黏土；⑤2可塑状红黏土；⑥微风化白云质灰岩。据钻孔揭露，场区岩面埋深11.5-33.5m（标高60.670-82.730m），从剖面图看，岩面起伏较大，可在岩面上形成大小不一的石芽、石笋及岩溶沟槽，使局部岩面岩石形成不连续岩体。部分地段岩层内发育溶洞，洞内由软塑状黏性土全充填，局部为空洞。场地岩溶复杂，岩溶发育等级为强烈。
2 岩溶区的旋挖灌注桩施工
2.1 旋挖灌注桩施工流程
钢护筒护壁旋挖成孔适用于松填土地质、砂卵石地质、喀斯特岩溶地质、地下水位较高、有承压水的砂层等岩土层。岩溶区改进的旋挖桩施工顺序为：平整场地桩位放线旋挖钻机就位埋设护筒护筒内补充稳定液旋挖成孔（遇到溶洞时要放慢钻进速度） 清孔检查孔深安装钢筋笼和导管二次清孔浇筑水下混凝土成桩拔出护筒。
2.2 成孔施工工艺要点
旋挖钻孔灌注桩施工工艺是近些年兴起的新的施工工艺，由于其施工工艺质量控制标准和施工技术标准现在还没有一个国家标准，所以旋挖桩施工质量的控制不仅要求施工人员认真负责更要加强施工组织管理。在岩溶区域中旋挖成孔施工要注意以下施工要点：①桩位放线一定要定位准确；②埋设护筒时应选择比桩径大300mm、长≥3m的钢护筒，护筒宜高出地面0.3m，控制好护筒中心竖直线与桩中心线的偏差，需全程检查护筒垂直度； ③钻进成孔过程中应随时检查钻头情况，磨损较严重不能保证成孔质量时应及时更换；④钻进成孔过程中应及时清理孔口积水，遇漏浆、缩孔等异常情况时应及时处理，特别是在桩孔下部较深部位遇到葫芦串形的溶洞时，很容易发生漏浆或旋挖钻头片钻，这时应该控制钻进速度，平稳通过该溶洞区域；⑤成孔后要及时清孔，清孔质量控制一定要到位。
2.3 成孔后浇筑要点
旋挖成孔后及时安装钢筋笼和声测管，灌注混凝土前应进行孔底沉渣厚度检查，不满足要求时应及时进行二次清孔，合格后立即灌注混凝土。混凝土浇筑方式如图1所示。
浇筑混凝土时应注意以下要点：①起拔护筒应和混凝土灌注速度一致；②由于混凝土的密度比泥浆的密度要大很多，在混凝土灌注到一定高度后，底部混凝土所受压力将显著增大，在高压力作用下，混凝土中的细骨料将沿着洞壁裂隙向岩体内部扩散，相当于用灌浆法处理岩溶地基，此时将导致混凝土急速下降，所以在岩溶发育较为强烈的地区浇筑混凝土时，应先根据地质报告选出地质情况较为复杂的（即有溶洞可能发生漏浆的）2根桩进行混凝土灌注，根据经验一般多准备30--40m3混凝土，当遇到混凝土急速下降时能够及时补充；③应保证足够的混凝土初灌量，确保导管下口埋入混凝土以下，确保桩底泥浆能够被混凝土排出来；④导管需埋入混凝土2--6m，在浇筑过程中应控制好导管提升速度；⑤在桩顶易出现混凝土不密实现象，所以在浇筑快到桩顶时应及时充分地振捣；⑥在浇灌混凝土时务必控制好灌注速度，尽可能减少混凝土从导管出来时对钢筋笼的冲击力，控制好钢筋笼上浮幅度。
3 工程实例分析
3.1相同地质条件、不同旋挖控制工艺基桩质量对比
选取该场地5，6，9号楼桩基施工进行分析，5，6，9号楼处于同一岩溶发育场地，具有相同的地质条件且均采用旋挖成孔的桩基础施工工艺，不同的是，这3栋楼分别由3家施工队进行施工作业，各施工队的施工水平和施工工艺质量控制不同。5号楼主楼64根桩，裙楼78根桩，桩径在1000-1800mm，桩长在6-46m；6号楼主楼66根桩，裙楼49根桩，桩径900-1800mm，桩长在7-34m；9号楼主楼81根桩，裙楼57根桩，桩径在900-1600mm，桩长在7-42m。通过对比该3栋楼的基桩施工质量，分析在岩溶地质下旋挖灌注桩的施工工艺控制，并提出经济有效地提高基桩质量的施工措施。
在施工过程中，5号和6号楼的施工人员技术水平较为普通，且施工管理不严，成孔后的清孔作业较为粗糙，钢筋笼也没有与孔口固定好，桩顶部分也没能充分振捣，最关键的是没有充分考虑到场地处于岩溶发育区域，旋挖施工照搬其他地质良好场地的施工工艺，发生了多起片钻、掉钻和漏浆废桩事件。而9号楼在基桩旋挖施工过程中，施工人员经验较为丰富，充分考虑岩溶地质场地的特殊性，按照本文第2小节的施工工艺，精心施工，对旋挖成孔和浇筑混凝土的每一环节均认真对待，坚决不以牺牲施工质量来缓解工期紧张。
根据现场基桩检测情况，对比3栋楼旋挖施工质量。本工程桩身完整性检测采用声波透射法与钻芯法联合检测。5，6，9号楼桩身完整性超声波法分析结果如表1所示，钻芯结果如表2所示。
从表1可以看出，5，6号楼声波透射法检测基桩完整性类别III类桩（不满足设计要求）数量远远多于9号楼的数量I类桩数量也少于9号楼的数量，表明在岩溶地区，采取改进的考虑岩溶地质的旋挖灌注桩施工工艺，施工质量能得到较好保证。在表2列出的钻芯法检测结果中，5，6号楼III类桩的数量也分别占钻芯总桩数的60. 0%和41.7%，而9号楼III类桩为0根，表明旋挖灌注桩施工工艺在岩溶地质区域施工，必须考虑岩溶地质的特殊性。
由于5，6号楼在旋挖过程中没有控制好施工工艺，所以钻芯结果也出现了不同程度的缺陷，如图2，3所示。而9号楼对施工工艺控制较好，钻芯结果没有出现基桩明显质量缺陷。造成两者施工质量明显差别的主要原因：①没有采取有效措施考虑岩溶地质的复杂性，生搬硬套常规旋挖施工操作；②施工技术人员培训不到位，思想懈怠，管理松散，未能严格把控每道工序的施工质量。
3.2 旋挖桩在岩溶区提高成桩质量的措施
实例表明，在岩溶地区控制好成桩施工工艺对桩的质量有很重要的意义，相同地质条件下由于旋挖工艺控制不同最终会导致基桩质量有着明显的差异，所以在施工工艺方面采取一些措施将有助于提高岩溶区旋挖桩成桩质量。
通过工程实践，最终归纳总结出以下措施：①为了防止护筒冒水，可以在埋设护筒时对护筒四周的土分层夯实，钻头起落时应避免钻头碰撞护筒；②为了防止桩孔孔壁坍塌，可以适当埋深护筒，使用优质的泥浆稳定液；③及时清孔、安装钢筋笼和声测管并灌注混凝土；④清孔后用测绳复测孔深，以防提钻刮碰塌孔和提钻速度过高塌孔；⑤为了防止钢筋笼上浮，可以将钢筋笼与孔口固定牢固；⑥为了防止出现断桩，要求灌注混凝土要连续不断；⑦在岩溶地区浇筑混凝土时可能出现击穿溶洞导致混凝土急速下降的现象，所以在岩溶地区浇筑混凝土时，应先根据地质报告选出地质情况较为复杂的（即有溶洞可能发生漏浆的）2根桩进行混凝土灌注，根据经验一般多准备30--40m3混凝土，当出现此现象时可以及时补充混凝土。⑧岩溶区旋挖时由于溶洞的存在，特别是钻到半边岩时，会发生旋挖钻头片钻现象，如果深度过大，甚至难以取出，钻头掉落导致该桩成为废桩，当遇到此种情况时一定要放慢钻进速度，主动钻杆保持垂直，直到钻头平稳地通过此区域再加快钻进速度。
关键词：旋挖挤扩钻机；单桩承载力；盘端持力层；
中图分类号： TU473 文献标识码： A 文章编号：
0 引言
目前，我国在桩基础施工中大量使用直孔灌注桩，为了提高承载力，通常的做法就是施工中加大桩径与桩长。从广义说直线是曲线的特例。平面是曲面的特例。应用中由于受设备和技术条件的限制，我们习惯只单纯为增加侧摩阻而加长直孔桩的桩长桩径，使得土和桩的承载力没有得到充分应用，这就使特例成为广泛使用的技术。而变节面桩充分调动了桩基的土壤承载能力，使桩长与桩径大大减小，DX桩就是这样一种较好的变截面桩。DX多节挤扩灌注桩是近年来新兴的一种变截面新桩型。它是在钻孔灌注桩的基础上，使用专用的挤扩设备在桩底和桩身挤扩成为多节支盘状，然后浇灌混凝土后形成的桩身、分岔、分承力盘和桩根共同承载的桩型。由于分岔和承力盘增大了桩身的有效承载面积，同时挤扩设备对周围土体有一定的挤密作用，可以充分发挥端阻力的作用，而土体的端阻力往往是侧阻力的几十倍，因此DX桩可较大幅度地提高单桩承载力，降低沉降。在铁路桥梁的桩基础建设中如果推广使用DX桩，可充分发挥其承载力高和沉降小的优点，能减小桩身截面和长度，这将有效缩短工期，降低工程造价，带来不可估量的经济效益和社会效益。
1.工程概况
本工程为某地方指挥中心办公楼设计，抗震设防烈度为7度，第一组，设一，二层裙房，功能主要为对外服务的大厅及职工食堂，餐厅，主楼地上12层，主要功能为各部门办公，建筑总高度49.65米，底部一，二层裙房与主楼相连，连带裙房后东西长90.0m，南北宽46.70m；出裙房屋面后主楼东西长69.20m，南北宽20.00m；结构在东西方向均超长。上部结构形式为框架—剪力墙结构，框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为二级。由于天然地基土的承载力较低且地下水位较高，本工程主楼选用多节旋挖挤扩灌注桩基础，裙房选用普通钻孔灌注桩。
2.基础方案选用
本工程主楼与群房相连，未设置沉降缝，群房最大的柱下竖向荷载标准值为1076KN，主楼最大的柱下竖向荷载标准值为8296KN，裙房采用d=700mm的普通钻孔灌注桩，主楼采用d=700mm的多节旋挖挤扩灌注桩，根据地质报告提供的各层土的极限侧阻力标准值及桩端土极限端承力标准值，结合《建筑桩基技术规范》及《三岔双向挤扩灌注桩设计规程》试算的单桩承载力特征值，群房的单桩承载力特征值取1200KN，主楼的单桩承载力特征值取2300KN。两类桩的桩端承载力土层均为第7层粉质粘土，桩长均为20米。由此可见，在相同桩径及桩长情况下，多节旋挖挤扩形成多段承力盘端阻力，多层端阻与侧阻共同作用得到的单桩承载力能是普通钻孔灌注桩的近2倍。
3.旋挖挤扩灌注桩工作机理
三岔旋挖挤扩灌注桩是在预钻孔内，放入专用的三岔双缸双向液压挤扩装置，按承载力要求和地层土质条件在桩身适当部位，通过挤扩装置双向油缸的内外活塞杆作大小相等方向相反的竖向位移带动三对等长挤扩臂对土体进行水平向挤压，挤扩出互成120度夹角的三岔状的上下对称扩大形腔或经多次挤扩形成近似双圆锥盘状的上下对称的扩大腔，成腔后提出三岔双缸双向液压挤扩装置，放入钢筋笼，灌注混凝土，制成由桩身，承力岔，承力盘和桩根共同承载的钢筋混凝土桩，可大大提高单桩承载力。
4.旋挖挤扩灌注桩的特点
（1）旋挖挤扩灌注桩可以做任意变截面桩，在工作中即可对土体进行切削，又可对土体进行碾压，传统的DX桩是挤扩的，遇到硬土层，挤不动，现在旋挖挤扩在工作中即可以对土体进行切削，又可对土体进行碾压，在遇到坚硬土体时进行冲击成孔，在硬土层里面成盘，故称之为“岩土加工中心”，从而大大扩大了原有DX技术的应用范围。
（2）盘位可主动调控。新型的旋挖挤扩装置，具有实时监控系统，可以同时实时显示并记录整个施工过程，包括旋挖钻机钻杆的前后左右的垂直度，回转角度，钻机整体重心，钻孔深度，扩孔深度及直径大小，通过扩孔压力值的显示反应土体的坚硬程度，从而在施工中可以上下调控盘位，在一定量的范围内通过对三岔双缸双向液压挤扩装置深度的调整，可有效地控制设计所选择承力盘持力土层的位置，保证单桩承载力能充分满足设计要求，同时还可掌握相关地层的厚薄软硬变化，弥补勘察精度的不足。挤扩装置可以借助于起重设备的升降进行入孔深度的调整，这种主动调控性能是三岔旋挖挤扩灌注桩施工工艺的突出特点，对于土层分布不均匀时，可确保承力盘都设置在同一持力土层中。
（3）旋挖挤扩装置的特点是双回转装置，保证在旋挖挤扩过程中，水平旋转和竖向旋转同时进行时油管不会发生缠绕。挤扩臂始终与土体接触，承力盘腔上下土体收到均衡挤压力，土体扰动小，且挤扩臂外表面呈圆弧状，承力盘腔顶壁土体不易坍塌，承力盘腔成型效果好。并且过去的DX桩，不能清沉渣，新型旋挖挤扩装置可以进行清渣。
（4）DX旋挖装置中旋挖挤扩头，双向转装置，实时监控系统等均采用模块化配置，能与其他任何钻机相配套使用，为DX技术的推广提供了便利的条件。
（5）旋挖挤扩灌注桩的适用土层有，可塑~硬塑粘性土，稍密~密实状态粉土和砂土；粘性土，粉土和砂土交互的土层；强风化岩或残积土；密实状态下的粉土和砂土，中密—密实状态下的卵砾石层的上层面，适用范围较广且提高了功效，是原有DX桩成桩速度的10倍，成盘性能好，并且稳定。
5.DX桩的适用范围
DX 桩可作为高层建筑、桥梁、一般工业与民用建筑及高耸构筑物的桩基；可在粘性土、粉土、砂土层、强风化岩、残积土中挤扩承力盘，也可在卵砾石层的上层面挤扩成盘，更适宜在粘性土、粉土或砂土交互分层的地基中使用。DX 桩的桩身直径可为400-2000 mm，桩长一般不大于60m。
6.结论
综上所述，旋挖挤扩钻机是可以做任意变截面桩的工程机械，工程实践证明其集旋挖钻机及传统挤扩桩设备的优势为一体，且又具有其自身独特的特点，是一项重大的技术创新和突破。在以后饿工程中，可以因地制宜的选择并合理的应用。
参考文献
[1]张德华,王梦恕.DX挤扩灌注桩技术在铁路桥梁工程中的应用[J].中国工程科学,2011,07:92-96.
[2]沈保汉.DX挤扩灌注桩的荷载传递特点[J].工业建筑,2012,05:5-12.
[3]荆少东.DX多节挤扩灌注桩承载机理研究[D].中国海洋大学,2011.
关键词：旋挖钻机；施工工艺；监控措施
1前言
旋挖钻机是用回转斗、短螺旋钻头或其他作业装置进行干、湿钻进，逐次取土，反复循环作业成孔为基本功能的机械设备。该钻机也可配置长螺旋钻具、套管及其驱动装置、扩底钻斗及其附属装置、地下连续墙抓斗、预制桩装锤等作业装置。根据地质条件可采用履带式、轮式、步履式等行走方式。旋挖钻机采用动力头形式，其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘，然后快速提出孔外，不依靠泥浆输送。在不需要泥浆支护的情况下可实现干法施工；即使在需要泥浆护壁的情况下，由于采取了非水介质取土，只需要少量泥浆护壁和清孔，大大减少了泥浆的需求和排放，减少了环境污染，降低了施工成本，改善了施工环境，提高了成孔效率；在深厚砂层等特殊地质情况下采长套筒泥浆护壁旋挖钻孔灌注桩工艺也比一般的全套筒泥浆护壁形式节约造价和缩短工期，降低作业难度。同时，钻机机动灵活，成孔速度快，施工精度高，环境污染少，适应的地层和施工条件范围多。
2工程概况
南宁市“环卫公寓”公共租赁房项目位于邕武路3―1号，是国内首创为环卫工人专门建造的南宁市2010年为民办实事重点工程之一，规划用地面积13715平方米，主体建筑为2幢32层的高层住宅楼。建筑主体高度99米，框剪结构，其中地面32层，地下3层。地基土胀缩等级Ⅲ级，主楼为桩筏基础。项目设计住房1550套，总建筑面积86562平方米，总建设工期为30个月。工程所处位置勘察所得地质情况由上而下为：素填土、淤泥、全风化泥岩、强风化泥岩、中风化泥岩。桩端持力层为入中风化泥岩不小于2d（d为桩身直径）。原设计桩基成孔为泥浆护壁钻孔扩底灌注桩，φ1000桩217根(1#楼), φ1200桩165根(2#楼)，由于受场地、电力及钻进时效的限制泥浆护壁钻孔扩底灌注桩1个月才施工完成71根（φ1000桩有效长约28m）, 远远满足不了业主对工期的要求，为了加快施工进度，业主2010年12月17日组织召开了南宁市“环卫公寓”公共租赁住房工程桩基工艺设计变更论证会，把泥浆护壁钻孔扩底灌注桩变更为干作业旋挖桩，设计变更后φ1000桩146根(1#楼)、桩长不少于29m，φ1200桩165根(2#楼)、桩长不少于30m。该旋挖桩采用2台中联250旋挖钻机施工，于2011年1月3日开工, 至2011年3月16 日完工，在有效工期内, 旋挖钻机桩基成孔、灌注混凝土每天平均完成8根。经业主委托有资质的广西科诚建设工程质量检测科技有限公司按规定进行了旋挖桩单桩抗压静载试验及桩身完整性低应变检测, 静载试验φ1000桩、φ1200桩各3根，低应变测试φ1000桩44根、φ1200桩50根，检测结果全部符合设计及施工验收规范要求。
3施工工艺
3.1施工准备
根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、场地准备、清除杂物、换除软土、夯打密实、临时用电敷设、统一规划泥浆池等。规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离；钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷；钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。
3.2测量放线
根据施工图纸及现场导线控制点，采用全站仪坐标法来进行桩的中心位置放样，并打入钢筋头；以“十字交叉法”引到四周用短钢筋作好护桩。
3.3钻机就位
钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。
3.4埋设护筒
护筒采用板厚为5mm的钢板焊接整体式钢护筒，直径为1.4m和1.2m，长度为3.0m，埋深2.5m，顶部高出地面0.5m。在埋设护筒前, 首先对场地进行平整, 清除杂物。在施工中, 护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。护筒埋设后再将桩位中心线通过四个控制护桩引回, 使护筒中心与桩位中心重合, 并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置, 经确认护筒平面位置的偏差不大于50 mm, 倾斜度的偏差不大于1%, 将其四周用粘土填实。
3.5泥浆制备
钻机成孔一般为清水施工工艺或干作业成孔工艺，无需泥浆护壁；若有地下水分布，且孔壁不稳定，可采用膨润土泥浆进行护壁。成孔过程中，泥浆系统应定期清理，确保文明施工。泥浆池实行专人管理、负责，废弃泥浆由泥浆车运至渣土场。
3.6钻进成孔
钻进开始要放慢旋挖速度, 注意放斗要稳, 提斗要慢, 特别是在孔口3 m ～6m 段旋挖过程中要通过控制盘来监控垂直度,钻进过程中随时检测垂直度，并随时调整, 做好整个过程中的钻进记录。对泥浆进行护壁，应保持泥浆面始终不低于护筒顶下0.5m，随时根据不同地质情况调整泥浆指标和旋挖速度。
3.7清孔
当钻孔达到设计标高并经检查符合设计及规范要求后, 应立即进行清孔作业。
3.8钢筋笼的制作与吊装
钢筋笼设计文件和技术要求采用现场加工制作，加工尺寸严格按设计图纸及规范要求进行控制。钢筋笼主筋采用搭接焊连接方式，主筋与加强箍筋采用点焊。钢筋笼制好后放在平整、干燥的场地上。完成清孔作业并经检查符合规定要求后, 应及时、准确将钢筋笼吊放在桩孔内并固定就位,吊装下放时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。
3.9桩身混凝土灌注
采用垂直导管施工方法。吊装混凝土灌注架用万能杆件和型钢组拼而成，上设储料斗一个，保证钻孔灌注桩拔球时首批混凝土足够的储备量，灌注架另设起重机一台用来提升和拆卸导管。安装钢筋笼后及时清孔，在满足开管的首批砼数量应满足导管埋入砼深度和规范要求要求后灌注（水下）混凝土。开始灌注时，拔球后，保证埋深不小于1.0m。正常灌注时，保证导管埋入混凝土深度不小于2m～6m，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，多余部分在筏板施工前凿除。
4主要监控措施
4.1施工准备
要求施工单位依据设计图纸计算各桩位的坐标，并确定每个桩孔与相邻控制点的位置关系，经复核无误后在场区内实地放出，同时以桩中心为交点，在纵向和横向方向埋设好护桩，经监理工程师复核符合要求并签字同意后方可进行下步施工（同时做好引桩工作）。
4.2桩基成孔
4.2.11检查桩孔直径、桩孔深度检查
分别制作φ1000及φ1200桩孔桩基钢筋检孔器，检孔器长4m。检测时,用吊车将检孔器吊起,把测绳的零点系于检孔器的顶端,使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳的中心处于同一铅垂线上,慢慢放入孔中,通过测绳的刻度加上检孔器4m 的长度判断其下放位置。如果能直通孔底,表明钻孔桩成孔直径合格,如中途遇阻则表明在遇阻部位有缩径或孔倾斜现象,则需重新下钻头处理。
4.2.2孔底沉渣厚度检查
成孔后，用摄像头检查孔底（无水孔位），测绳(锤)测量孔深及孔底沉渣厚度，孔底沉渣厚度不应大于100 。如果孔底沉渣厚度超过质量标准，要分析原因，采取孔底清土措施。严禁用超钻的方式代替清孔，因为这将会极大地降低桩端的承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。
4.3钢筋笼的制作安装
按照设计文件和技术要求在现场制作钢筋笼, 所用钢筋应有出厂合格证明及经见证取样检验合格后方可使用,钢筋笼的绑扎、焊接制作应符合设计及规范要求。吊装时要有保证钢筋笼不弯曲变形的措施,下放后的钢筋笼中心应与孔位中心重合,调整钢筋笼上端中心线与桩位中心线重合后固定在护筒井口架横梁上。钢筋保护层的控制,应事先采用混凝土垫块固定于钢筋笼外侧,下放钢筋笼时,须缓慢下放,防止碰撞孔壁引发塌孔事故。
4.4混凝土灌注
清孔、下钢筋笼后，立即灌注混凝土。灌注应尽量缩短时间，连续作业，确保首批灌注的混凝土初凝时间不早于灌注桩全部混凝土灌注完成时间。对水下部分混凝土浇筑的导管吊装前先试拼,并进行水密性试验,试验压力不小于孔底静水压力的1.5倍，导管接口应连接牢固、封闭严密,。混凝土浇筑导管位置应保持居中,安装时要固定在桩的中心,上部安装储料漏斗, 导管下口与孔底保留30～50cm左右。混凝土灌注过程中,要随时检查孔内混凝土面的高度位置,掌握好拆除导管时间,使导管埋入混凝土内深度始终保持在2m～6m内,并做好每根桩的混凝土浇筑记录,督促施工单位按规定每根桩留置混凝土试块1组。
4.5安全监控
除了常规的安全措施外，还应针对旋挖钻机的特点采取以下安全措施
4.5.1在施工区或内设置混凝土便道，保证钻机重型起重机、商砼运输车的安全。
4.5.2旋挖钻机施工时，应保证机械稳定、安全作业，必要时可在场地辅设能保证其安全行走和操作的钢板或垫层(路基板)。
4.5.3作业前应检查各转动机构应正常,主要部位连接螺栓无松动,钢丝绳磨损情况应符合规定，磨损超过有关规定的应及时更换。
4.5.4作业前应检查因故停钻和钻机闲置时需将钻具提出孔外关落放地面，钢护筒闲置时应放在坚实的地面上。
4.5.5凝土灌注完毕后对于低于现场地面标高的桩孔孔口，要及时采取措施进行回填，不能及时回填的，应加盖并设防护栏杆和警告标志。
关键词：旋挖成孔灌注桩、质量控制、施工工艺、优缺点
中图分类号：U443.15+4
1 工程概况
本文以武汉市中环线西环段高架桥桩基础工程为例，武汉市中环线西环段全长约5.5km，西起318国道汪家嘴，经过规划的芳草路、四新中路、梅子路、连通港路、东至鹦鹉立交落坡点。此段地质情况较差，经地质勘探和设计论证，高架桥墩采用旋挖成孔灌注桩。
2 旋挖成孔桩
旋挖钻孔桩施工法，又称钻头施工法或土钻施工法。随着机械技术的巨大进步，传统的工艺得到了继承发展，旋挖钻孔灌注桩施工工艺在业内被誉为“绿色工艺”，其成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻斗装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。
3 旋挖钻成孔工艺
3.1 工艺流程 （ 见图 1）
3.2 钻机定位
在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位。桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。本工程采用钢护筒长2.5m，内径1.75m，钢板厚4mm。埋护筒时直接利用长螺旋钻头打孔、扩孔安放护筒。
3.3 泥浆制备
在钻孔灌注桩的施工过程中，为了防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻碴，采用膨润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力，以确保孔壁稳定，所以泥浆的相对密度起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆相对密度过小，泥浆护壁就容易失去阻挡土体坍塌的作用；如果泥浆的相对密度过大，则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的浇筑产生困难，使成桩质量难以得到保证。这就要求在实际工程中，根据具体情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标，必须按要求测试进、出口泥浆指标，发现超标及时调整。
3.4 钻进成孔
本工程旋挖钻机埋护筒时采用长螺旋钻头，旋挖时采用筒式钻头，在孔内将钻头下降到预定深度后，旋转钻头并加压，将旋起的土挤入钻筒内，待泥土挤满钻筒后，反转钻头，将钻头底部封闭并提出孔外，自动开启离合装置，钻头底座打开，倒出弃土。在钻进过程中或将钻头提出钻孔外后，向孔内注浆，确保泥浆液面不得低于护筒底部。本工程筒式钻头为1500mm×1.5m、800mm×1.0m，在进入弱风化层首先采用800mm钻头或短螺旋钻进，减少钻机扭矩，防止扭断钻杆，然后采用1500mm钻头进行扩孔。
3.5 一次清孔
测试泥浆指标，发现超标及时调整。然后将钻头放入孔底扫孔，捞去沉渣，清孔必须彻底。清孔结束，自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量，作为第2次清孔后测沉淤的依据。
3.6 钢筋笼制作安装
旋挖钻机的一个显著优点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣很少。所以只要在钢筋笼制作、安装上采取合理措施，避免安装时钢筋笼刮伤孔壁，就可以大大地降低沉渣厚度，有效防止塌孔。这就要求在钢筋笼制作方面要严格控制。钢筋笼外径和直线度，主筋搭接、纵横筋交叉点的焊接质量必须符合设计要求。为此，要检查钢筋笼保护层垫块的设置。在本工程中，垫块采用50mm圆柱形砂浆垫块，沿钢筋笼每隔2m放置1组，每组设置4个，按90°均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。
3.7 下导管
导管要定期进行水密性试验，按规范要求计算压力值。下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安放了O形密封圈。导管要依次下放，全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起30-50cm，进行二次清孔。
3.8 二次清孔
测试进、出口泥浆指标，调整到施工组织设计确定的参数，用无收缩水文测绳、标准测锤测沉淤值，一般控制在≤30cm范围内。本工程二次清孔采用高压泥浆泵进行正循环清孔，如达不到设计要求采用空压机进行。禁止采用800mm的筒式钻头进行清孔，以防损坏钢筋笼或造成塌孔现象。
3.9 混凝土浇筑
混凝土浇筑是最后1道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，混凝土浇筑必须连续作业，严禁中断浇筑浇筑过程中应有专人记录，以防导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩，导管埋深宜控制在2～6m。
4 旋挖成孔灌注桩常见施工质量问题防治措施
4.1 桩位偏移防治措施
1）在桩位测放前，场地要平整到位。2）桩点测放时，轴线控制闭合检测要合格，桩位测放必须以正确的轴线为基础，最终的桩位要严格执行复测程序。3）桩位的测设坚持采用灰桩定位法。4）桩混凝土灌注过程中，要设固定泥浆池，严禁桩位周围形成泥水一片，避免在泥水下的桩位受到扰动，对于受过扰动或丢失的桩位要重新进行测放。5）在旋挖成孔灌注桩施工以前要先进行场地硬化，并在每个桩位处留出一孔径大于设计桩径100 mm的桩口。
4.2 塌孔、扩孔及缩颈防治措施
1）预先向孔内注水加压，如注水加压还不能解决问题，就需配制低固相的泥浆护壁以增加孔内泥浆的压力。2）据土质情况控制成孔速度，在松散土层或流泥层中钻进时，既不能急进，也不能在同一深度空转过久。3）如果采取以上措施仍然出现扩孔时，在流泥层处加入大量工业用碱或水泥以固化孔壁。4）成孔、下笼、浇筑紧凑衔接，不超过4 h。
5 质量控制
1）钢筋笼成型绑扎点焊引弧不得在主筋上进行。
2）护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责，严禁缩颈、夹层、歪斜等质量通病。
3）钻机因故停止钻孔时，应设专人值班补浆，防止塌孔事故。
4）钻孔成孔后要及时灌注，不得过夜，以免造成缩颈和塌孔。
5）测绳要定期用钢尺校验，当更换测绳、搭接测绳或其他不明情况发生时，要随时用钢尺检验。
6）混凝土灌注完毕，开始初凝，即割断钢筋笼挂环，使钢筋骨架不影响混凝土的收缩及钢筋与混凝土的粘结力。
7）离析和停滞时间较长的混凝土应进行二次搅拌。
6 结束语
总之，旋挖成孔灌注桩基础工程施工属特殊工序，根据不同的地质条件灵活掌握，其不可预见因素较多，除防止塌孔埋钻、扭断钻杆等情况外，其余与回转钻机施工相同，主要控制好成孔工艺、钢筋笼制作安装、混凝土灌注等关键环节，就能控制好成桩质量。
参考文献
[1] 李开煜. 钻孔灌注桩施工中常见问题与预防措施[J]. 北方交通. 2009（02）
【关键词】 旋挖钻机 嵌岩 咬合桩
咬合桩目前在地铁工程及民用建筑工程深基坑支护中使用较广，咬合桩由钢筋混凝土灌注桩及素混凝土灌注桩组成，间隔排列，相互咬合，钢筋混凝土灌注桩为受力桩，素混凝土灌注桩为止水桩，先施工素混凝土桩，然后施工钢筋混凝土灌注桩，施工钢筋混凝土灌注桩的同时，需破除相邻两侧素混凝土桩与钢筋混凝土桩咬合部分桩身混凝土，咬合桩施工关键是保证钢筋混凝土桩及素混凝土桩的咬合处的止水效果。
1 工程概况
深圳市时代广场基坑位于南山区西丽留仙大道与丽山路相交的西北侧，场地占地面积约为20000m2，基坑深约16.0～16.4m，周长约614m，面积约17957m2。基坑采用内支撑体系，基坑南侧靠近地铁出口段采用咬合桩+三道支撑的支护形式，咬合桩直径1.2m，间距1m，入基坑底以下6米或嵌入基坑底以下中风化层1米。见图1：
2 施工方案比选
方案一：采用全套管施工法（贝诺特（Benoto）灌注桩施工法），利用摇动装置使钢套管切入土层及在素混凝土桩桩身混凝土终凝前切除素混凝土桩咬合部分混凝土。该工法特点是素混凝土桩采用超缓凝混凝土，并在至素混凝土桩混凝土终凝前施工钢筋混凝土桩，素混凝土桩及钢筋混凝土桩施工安排要求紧凑连续，缺点是针对该工程咬合桩要求入基底以下中风化花岗岩层1米，国产设备入岩较为困难，入岩速度较慢，而进口设备入岩能力较强，但施工成本较高，且市场上进口设备数量较紧张。
方案二：采用旋挖钻机成孔，先施工素混凝土桩，在素混凝土桩混凝土终凝后，强度达到1.2～3MPa时，采用旋挖钻机配备的土层短螺旋钻头，环向切割素混凝土桩咬合部分桩身，对于基底以下中风化花岗岩部分，目前，国产多个型号的旋挖钻机都有入岩能力，比如：徐工XC360型、三一重工SR280R型等。
经过方案比较，确定采用方案二进行施工，方案二优点是施工钢筋混凝土桩是在素混凝土桩混凝土终凝后，且具有一定强度后进行，避免在切割素混凝土桩时破坏素混凝土桩咬合处桩身混凝土完整性，影响素混凝土桩止水效果，且旋挖桩机入中风化花岗岩能力有保证，国产钻机可选择型号较多，可有效降低施工成本。
3 施工方案
3.1 施工导墙
为了保证支护桩桩位准确及素混凝土桩及钢筋混凝土咬合厚度，先施工导墙，导墙面层标高比桩顶标高高出0.8～1.0米，导墙宽度4m，厚度0.3m，采用C25混凝土，底配直径14mm二级钢筋网，间距200m×200m。见下图2：
3.2 施工安排
根据旋挖钻机成孔进度安排咬合桩每天施工数量，本工程素混凝土咬合桩要求入强风化即可，成孔容易；而钢筋混凝土咬合桩要求入基底以下中风化花岗岩，由于有入岩要求，成孔比素混凝土稍慢，素混凝土桩与钢筋混凝土桩隔日施工，间隔时间为一至二天，以保证素混凝土桩混凝土强度达到1.2MPa～3MPa之间，素混凝土桩一天施工数量约为6～7根，钢筋混凝土桩一天施工数量约5～6根。施工顺序见图3。每一循环先施工A1～A7，然后施工B1～B6。
3.3 成孔
（1）素混凝土桩成孔
素混凝土桩成孔在施工导墙达到设计强度后进行，根据本工程地质条件，素混凝土桩采用静态泥浆护壁成孔作业施工。
（2）钢筋混凝土桩成孔
钢筋混凝土桩成孔有两种方式：
方式一：相邻素混凝土桩桩身混凝土采用超缓存凝混凝土，缓凝时间超过48时间，钢筋混凝土桩成孔在相邻素混凝土桩桩身混凝土终凝前进行，利用旋挖机自身动力将钢护筒压下土层及切割咬合部分混凝土，该方法缺点是下钢护筒时对桩身混凝土完整性有一定的影响，且桩较长时，拔钢护筒需另配设备，增加工程成本。
方式二：钢筋混凝土桩成孔在相邻两根素混凝土桩混凝土强度达到1.2MPa～3MPa后进行，利用旋挖钻机配备的土层短螺旋钻头进行钻进成孔，并控制进尺速度，采用中低速钻进，避免破坏素混凝土桩完整性。
（3）嵌岩段成孔
咬合桩钢筋混凝土桩要求入基底以下中风化花岗岩1米，中风化花岗岩岩石单轴抗压强度标准值为15～20MPa，成孔采用旋挖钻机嵌岩筒钻配合嵌岩短螺旋钻头和双底板捞砂钻斗钻进，嵌岩筒钻主要对孔内岩芯的圆周进行松动掏空，嵌岩短螺旋钻头对岩层进一步破碎后，用双底板捞砂钻斗钻进。
3.4 钢筋笼制安
钢筋混凝土咬合桩的钢筋笼制作按传统工艺，由于桩长不长，钢筋笼一次焊接到位，在验孔完后，采用25吨汽车起重机将钢筋笼放入孔内，并将钢筋笼固定到位。
3.5 桩芯混凝土灌注
素混凝土桩桩芯混凝土标号为C15，在成孔后进行混凝土施工。
钢筋混凝土桩桩芯混凝土标号为C25，安装钢筋笼后进行混凝土施工。
桩芯混凝土采用导管法灌注，采用水下灌注方法，水下混凝土灌注用导管根据孔深进行配管，采用25吨汽车起重机吊装导管，导管的接长时加垫圈，防止灌注混凝土时出现漏气漏水，影响桩身混凝土的质量。
灌注混凝土时，边灌注边拔导管，并控制导管的提升速度，保证导管埋置深度在2～6m。
4 施工质量保证技术措施
为了保证咬合桩施工质量，确保素混凝土桩及钢筋混凝土之间咬合效果，采取以下技术措施：
（1）咬合桩桩位准确性及桩垂直度是保证咬合桩咬合效果的关键，桩位准确性通过施工导墙来控制，桩垂直度通过旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度，通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度，从而保证成孔的垂直度。
（2）钢筋混凝土桩成孔必须在素混凝土桩混凝土终凝后，且具有一定强度后进行，强度宜控制在1.2MPa～3MPa之间，强度太高将造成咬合部分混凝土与周边土软硬程度相差太大，影响钻进速度。
（3）对于不同地质情况，旋挖进尺采取不同的进尺速度， 对于切割素混凝土桩咬合部分混凝土时，钻速宜控制在中低速，有利于保护素混凝土桩的完整性，对嵌岩成孔，采用中快速进尺，提高成孔效率。
关键词：新区保障房；旋挖机；质量控制
中图分类号：TU753.3文献标识码：A
1工程基本情况
新区保障性住房建设项目工程位于甘肃省兰州新区，其中B-10#楼位于该区南部，工程施工单位是中国甘肃国际经济技术合作总公司。该工程总建筑面积6075m2，主要是由一幢16层住宅楼组成。该工程从自身架构上来看主要是框架结构，主要利用的是旋挖机钻孔灌浆施工，总桩数有78根，桩长是在40m左右，桩径则是在0.8~1m之间。
2工程施工步骤
2.1施工准备
充分熟悉设计要求之后，就要根据设计要求来准备配套机具及设备。对于桩位的测放应该是根据图纸来进行，必须要保证桩位的准确[1]。
2.2测量放线布桩
这是其中非常典型的一个环节，对于这一环节应该引起足够重视。实际工作中主要是要依据甲方提供并经过复核之后的水准点及坐标控制点来进行测量。在测放桩位过程中，对于桩位应该是采用直径10mm的钢筋来作为标志。要能够垂直打入地下表400～600mm深。对于桩位偏差也应该进行严格控制，要使其不能够大于20mm。
2.3埋设护筒
对于护筒的埋设，在埋设之前就需要根据桩位来引出四角控制桩，这一控制桩是需要打入土中至少30cm。在埋设的时候，首先是由0.8～0.9m的钻头来钻孔，之后是下设护筒。护筒的埋设深度是1.5m，埋设偏差则是不能够大于20mm，从垂直度来看则是必须要小于等于1%。埋设完成之后，对于护筒顶标高应该及时测量[2]。
2.4旋挖成孔施工
这是非常关键的环节，这一环节能否顺利实施，重点是要选择合理的施工方法。在钻机定位的过程中需要利用四角桩位拉十字线来进行严格控制，钻头则需要对准十字线交叉点。在钻进的时候需要及时补充已经制备好的泥浆，从液面来看是不能够低于护筒顶面50cm的。钻进过程中，对于每次进尺也需要进行严格控制，通常情况下需要控制在50～80cm。具体情况则应该是根据地层情况来确定。对于那些可塑地层则是可以适当增加进尺，软塑地层则是能够采用少进尺。施工过程中需要注意，无论是下放还是提升钻头都应该要平稳，避免造成撞击。在成孔之后还需要清除沉渣，沉渣厚度要严格控制在10cm内。在钻孔的同时还应该做好施工记录工作，对于地层变化，施工过程中出现的问题要及时记录。
2.5钢筋笼吊装
对于钢筋笼的吊装应该充分考虑到钢筋笼变形、入孔顺序等影响因素。在实际施工过程中，位置必须要恰当，堆放不能够超过3层。对于那些已经变形的钢筋笼则需要在恢复之后再来使用。在吊放过程中采用的是3点起吊，为了能够有效防止钢筋笼出现变形的情况还专门绑上木桩。同时为了避免下错钢筋笼，在下放前则是需要仔细检查验收[3]。
2.6混凝土浇筑
混凝土浇筑是非常重要的环节。本工程所采用的混凝土强度等级是C45，抗渗等级则是S8，采用的是商品砼。井桩浇筑过程中，采用串筒的方式来实现，出料口距混凝土面高度是不能够大于2m的，这样做是为了避免碰撞井壁。在实际浇筑过程中采用的是分层浇筑原则，每层厚度不超过1.5m。当浇筑到桩顶的时候，要适当超过桩顶设计标高，这样做是为了能够保证在剔除浮浆之后，标高能够符合设计要求。在浇筑完成之后还应该浇水养护，养护时间不能够少于7d[4]。
3施工质量控制
3.1明确质量标准
明确质量标准是实现科学控制的重要前提，施工质量标准应该是根据项目的不同性质来确定的。项目可以分为主控项目、一般项目以及允许偏差项目。主控项目主要指的是桩原材料、混凝土强度、桩顶标高以及浮浆处理等这些内容，对于这些主控项目应该进行严格控制；一般项目指的是桩径及孔底虚土厚度等，对于孔底虚土厚度不能够超过要求；对于允许偏差项目可以参照表1。
3.2严格控制混凝土质量
对混凝土质量必须要引起高度重视，混凝土质量的控制主要是从材料和配合比这两方面入手。在选择材料时必须要选择合格的材料，对于水泥、钢材等必须要有产品合格证，砂石材料在进场的时候就应该进行严格检查。
3.3坍落度控制
对于塌落度也应该进行严格控制。对于坍落度的控制是非常关键的，对其进行科学高效地控制才能够真正满足实际需要。在灌注混凝土的过程中就需要对坍落度进行严格控制。从工程自身实际情况来看，对于混凝土坍落度控制在18～20cm是适宜的。灌注混凝土过程中，对于导管埋置深度和混凝土标高也必须要引起高度重视，导管埋深必须要控制在2～4m。在灌注到距离顶点标高8～10m的时候则要对混凝土坍落度进行及时控制，要能够降低到12～16cm，这样做是为了能够有效提升混凝土强度。同时每根桩需要留取混凝土试件3组，这样做是为了能够顺利做好强度试验[5]。
3.4严防钻进时易出现的问题
一是由于孔口回填不密实，导致护筒内外串浆，很容易造成塌孔[6]；二是在钻进过程中，由于不正当操作会引起钻机卡钻或埋钻；三是钻进软塑、流塑地层时进尺快，钻头被压入泥中和泥土结合成一个整体，提钻时的活塞效应容易导致孔壁塌陷。
4结束语
随着时代的发展，旋挖机钻孔灌浆施工在整个建筑工程中的重要性日益凸显出来。为了能够真正满足需要，在实际工作中就应该严格按照施工顺序来进行施工，要高度重视质量控制，要从实际出发来进行针对性控制。旋挖机钻孔灌浆施工工艺的质量控制应该是进一步提升质量控制标准，通过严格标准来实现严格的质量控制。
参考文献：
［1］邓新喜.超深旋挖机钻孔入岩砼灌注桩施工质量监理控制要点分析［J］.科技创新与应用，2014（11）.
［2］李广.扁担河特大桥桩基旋挖钻钻孔施工技术［J］.水利水电技术，2013（5）.
［3］黄绿飞.旋挖钻孔机灌注桩施工质量通病防治［J］.新材料新装饰，2014（5）.
［4］曹奇.阐述旋挖机钻孔灌注桩施工监控点［J］.城市建筑，2014（12）.
［5］谢淑程.旋挖机钻孔桩在既有线台后路基防护施工中的应用［J］.福建建材,2013（11）.
关键词：湖区复杂地质旋挖钻机大直径
中图分类号：TE922文献标识码： A
在高速公路钻孔灌注桩施工的过程中，采用旋挖钻机的形式已经非常普遍，但在湖区、厚软土、厚砂层、大桩基、深桩长这样的条件下，旋挖钻进施工过程往往质量事故高发，本文将结合中交一公局常嘉高速CJ-A4标在采用旋挖钻施工的工程实例，探讨湖区复杂地质条件下大直径深孔灌注桩施工的关键技术。
1、工程概况
常嘉高速公路CJ-A4标为纯桥标，全线一座特大桥——白蚬湖特大桥，有钻孔灌注桩共计412根，除去桥台24根桩径1.5m外，其余桩径全部为2.0m，桩长62m～72m不等，根据项目现场实际情况，桩基采用钢板桩围堰施工后将水中桩转变为陆地桩的施工方法，全部采用SR280R型号旋挖钻施工工艺。项目区属古泻湖堆积平原工程地质区水网平原工程地质亚区，根据钻探资料，场地以浅部厚层软土及中下部粉质粘土、粉土、粉细砂为主。
2、施工难点分析
由地质情况可知，施工区地层为淤泥软土层及下部粉土、粉质粘土、粉砂层组成，其中淤泥质软土层为1～3m厚，粉质粘土层平均32m，粉土层平均38m，粉砂层2m，其中粉土层均呈松散状态，在该地质条件下旋挖钻施工具有一定的风险，如果控制不当，易发生塌孔、超灌、桩偏位、成桩质量差等现象，其难点主要为以下几个方面：
⑴旋挖钻机桩孔垂直度对地基基础的要求较高，针对项目处于湖区施工，虽采用钢板桩围堰将水上施工变为陆地施工，但最厚达3m的淤泥层给旋挖钻机施工带来难度；
⑵旋挖钻机在松散粉土地层易发生塌孔，在粘土地层中易发生缩颈，必须选择合适的钻斗、钻压、钻进速率才能保证施工顺利进行；
⑶钻进过程中泥浆护壁是重点，因此选择泥浆指标及制备过程中的调试必须严格进行；
⑷桩孔为大直径、深孔灌注桩，孔底沉渣厚度的控制是难点，桩顶质量不易保证。
3、施工工艺及关键技术
旋挖钻灌注桩施工的主要流程为：桩位放样、埋设护筒、制备泥浆、钻进成孔、钢筋笼加工安装、清孔、水下混凝土灌注。
本项目桩位放样、钢筋笼加工及安装、水下混凝土灌注几个工艺流程与常规灌注桩差别不大，也没有较高的难度，在此不再赘述。其它几项工序由于特殊地质条件及施工环境的影响而显示出其特有的难度，施工中需要分析造成事故的原因及总结避免出现事故的关键技术。
3.1护筒埋设
由于地处湖区厚淤泥软土层，因此护筒在埋设后的稳定性及钻机在钻进过程中对桩孔垂直度的控制得不到保障，对此主要采取以下措施避免:
⑴护筒的选择
护筒选择较厚钢板制成、同时直径需保证在2.3m以上，埋设好的护筒采用钢丝吊在机架下，以免发生意外时护筒掉入孔内，给施工造成困难。
⑵地基的换填处理
对桩位及钻机施工区域内进行换填处理，将淤泥层清淤后换填外运来的粘土层，再埋设护筒，即保证了护筒的稳定性，也保证了钻机在钻进过程中由于地基不稳造成的桩孔垂直度不达标。
3.2钻进成孔
⑴钻头选择
通过试验确定钻头直径与现状：应选用双腰箍三翼合金钻头，钻头的鱼尾宜尖不宜钝，根据以往施工经验，钻头的直径一般比设计的孔径小20mm左右即可保证达到设计要求，但在前期施工的几根桩发现粘土层出现缩颈现象，粉质粘土层又出现扩孔现象，因此钻头的直径需根据不同地层的状态，通过摸索试验确定，通过约10根桩的实践，我们发现造成粉质粘土层缩颈与粉土层扩孔的原因并不在钻头的大小，而在泥浆及钻进速率的控制，因此钻头最终确定比设计孔径小25mm控制，以达到控制充盈系数的目标。
⑵钻压、钻速控制
旋挖钻机启动后，初始采用低俗钻进，保证孔位不产生偏差，在粘土层钻进时，考虑到粘土塑性好，土质硬、稳定性好，采用中等压力高档钻速钻进，每钻进尺控制在55cm左右，粉土层钻进时由于稳定性较差，土体经扰动后易塌孔，采取增压抵挡钻进，每钻进尺控制在40cm以内，并加入大泥浆泵控制孔内泥浆量。
⑶提钻、下钻速率控制
钻斗提升时，泥浆在钻斗与孔壁间流速加快会冲刷孔壁，有时还会在孔内产生负压，遇有松散层极易塌孔，因此必须控制提钻和下钻速度，应以慢速、匀速提升和下方。本工程经实践最终将钻斗提升速率控制在0.7m/s以内。
3.3泥浆控制
⑴泥浆制备
针对旋挖钻自造浆能力差的特点，必须人工造浆并及时补充孔内以维持孔壁稳定。考虑到粉土稳定性差的特点，造浆采用优质膨润土为原料，并掺入适量的纯碱配制而成。
泥浆制备必须遵循以下原则：严格按照施工配合比拌制，拌制好的泥浆必须在泥浆池中水解25h后才可使用，期间必须采用泥浆泵进行池内循环。
⑵泥浆指标控制
现场需设专人及时对泥浆进行稠度、比重、砂率三大指标的测试，当泥浆指标不合格时及时调整。项目采用新型的轻型泥浆，制浆流速快，护壁效果好，沉淀凝聚速度快，在旋挖钻施工过程中能够加快施工进度，大大提高了施工效率。为降低含砂率及孔底沉渣厚度，保证成桩质量，除了初始泥浆必须按高性能配置外，我们参照正反循环回旋钻成孔工艺增加了2道清孔工序：
一清安排在终孔后3～4h内进行，一清后泥浆相对密度不能太低，以防产生缩颈并出现大量沉渣，同时一清的泥浆指标要尽量接近二清，以缩短二清时间，防止桩底清孔时间过长而扩孔，从而保证成桩质量，提高效率。
二清指标泥浆在施工过程中发现要达到规范要求的1.03～1.10比较困难，但我们在实际过程中发现泥浆指标控制在1.1～1.2之间即可保证沉渣厚度的要求，分析原因为地质条件下出现的粘土层增加了泥浆比重，而砂率对比重的影响较小，砂率最终均能控制在小于2%。
［关键词］深基坑;咬合桩;施工工艺
随着建筑业的不断进步和发展，高层、超高层建筑已经成为城市建设的主要元素，越来越深的多层地下室也成为建筑业发展的必然趋势，施工过程中对深基坑支护的要求也就越来越高。对于地处地质复杂的基坑工程，如何既保证基坑的安全和稳定，又能满足工期要求，成为基坑施工的重难点。现以泉州莱福仕广场项目为例，探讨复杂地质深基坑咬合支护体系新型施工工艺的应用，传统咬合桩支护体系均采用混凝土作为成桩材料，该工艺施工难度大，成孔时易偏孔，需连续施工。而新型咬合桩施工工艺利用钢筋混凝土桩作为基坑支护的受力桩，利用砂浆桩作为封堵钢筋混凝土桩间隙的止水桩，钢筋混凝土桩与砂浆桩相互咬合形成四周封闭的基坑支护系统，具有可靠的安全性和良好的止水效果。
1工程概况
泉州莱福仕广场工程位于泉州市丰泽区东海镇景观东路与纬五路交汇处于景观东路的东侧。总建筑面积为38480.95m2，其中包括地下室面积9073.55m2，地上面积29407.4m2，基坑面积约5154m2，地下室两层，开挖深度9.1m～12.5m，基坑总周长约420m，基坑支护安全等级一级，支护结构使用年限为一年，场地原始地貌属海湾滩涂。原地势较低洼、平坦，后因开发建设需要被人工回填改造成现状，原地面标高约－0.2m～－0.9m。
2工程地质水文概况
2.1地质概况(1)素填土①－1:灰褐，松散，稍湿。主要由细、中砂及粘性土为主，含较多碎块石、砼块等硬杂质。(2)淤泥混砂②:深灰色，流塑，饱和，主要成分为粘粒、粉粒，含腐殖物及贝壳碎片。(3)中粗砂③:灰黄色，松散－稍密，饱和。工程性能一般。(4)残积砂质粘性土④:灰白色、灰黄色，可塑～硬塑。(5)全风化花岗岩⑤:灰白色，砂土状。(6)砂土状强风化花岗岩⑥－1:灰白色，砂土状，该层风化不均，局部孔段残留有强风化花岗岩核及中风化岩孤石等。(7)碎块状强风化花岗岩⑥－2:灰白色，散体状。该层为低压缩性、高强度地层，该层风化不均，局部孔段残留有强风化花岗岩核及中风化岩孤石。(8)中风化花岗岩⑦:灰白、灰褐色，岩石坚硬程度为较硬岩，该层为低压缩性、高强度岩层，工程性能好。2.2水文概况勘察期间测得地下初见水位埋深变化为3.50～4.40m，混合地下水稳定水位埋深变化3.60～4.60m。赋存和运移于素填土和杂填土中的为上层滞水，与邻近的地表水体呈互补关系，地表水水位高时补给地下水，地表水体水位低时，地下水补给地表水。此外还接受大气降水及地下水侧向迳流补给，并通过蒸发及地下侧向迳流赋存和运移于淤泥混砂层中的为孔隙潜水，主要接受地下水的侧向迳流补给或越流补给，并通过侧向迳流等方式排泄。属弱～中等透水层，水量一般。
3支护设计要求
根据本工程水文地质特点分析，本工程场地原始标高下4m～6m的素填土层含有较多碎块石、砼块等硬杂质，且原始地貌属海湾滩涂，易受潮汐影响，因此选择采用Φ900的灌注咬合桩作为本基坑的支护桩型，桩顶设置1200×800钢筋混凝土冠梁连接，基坑内采用混凝土内支撑梁连接。支护结构的刚性支护桩采用C30钢筋混凝土，桩间距1200mm，桩长18m;素性桩采用M15砂浆，桩间距1200mm，桩长18m，混凝土桩与砂浆桩咬合量300mm。为了保证咬合桩底部有足够厚度的咬合量，除对其孔口定位误差(不超过50mm)严格控制外，还应对其垂直度进行严格的控制，桩的垂直度不得超过5‰，如图1、图2所示。
4新型咬合桩施工工艺技术要点
素性桩与刚性桩的成孔方式均采用旋挖成孔，护壁采用泥浆护壁，施工顺序为:先施工素性桩再施工刚性桩，素桩采用M15砂浆作为灌注材料，刚性桩采用C30混凝土作为灌注材料。4.1施工工艺流程4.2打桩顺序如图4.2所示，图中A1～A5为C30钢筋混凝土灌注桩Φ900，B1～B5为Φ900素桩。传统咬合桩施工工艺，刚性桩A与素性桩B均采用混凝土灌注，打桩顺序为:B1B2A1B3A2B4A3B5A4，刚性桩A应需在素性桩B的桩身强度达到5MPa前完成施工。为保证A1桩不偏位，A1桩需在B1桩与B2桩桩身强度一致时施打，所以B1桩的混凝土初凝时间需调整至40-70小时，坍落度为12～14，B2桩混凝土初凝时间需调整至20－30小时，该施工工艺对混凝土配合比要求高，刚性桩垂直度难控制，咬合量难保证。新型咬合桩施工工艺，素桩B采用M15砂浆灌注，施工顺序为:B1B2B3B4B5A1A2A3A4A5……以此类推完成基坑封闭。由于素性桩采用M15砂浆灌注，桩身无粗骨料，所以刚性桩A可在两侧砂浆桩均达到设计强度时再行施打。该工艺刚性桩施工时两侧素桩桩身强度一致，可以很好的控制刚性桩垂直度及咬合量。4.3施工控制要点(1)考虑到现场的实际情况，为了确保定位开孔的准确性，在开孔2m后埋设护筒，保证埋设好的护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm，保证旋挖灌注桩与砂浆桩咬合宽度符合设计要求;(2)旋挖钻进过程中应利用测量仪器检核孔位中心是否发生偏移，如发生偏移应及时调整;旋挖桩机操作控制室内有垂直度控制屏幕，每次旋挖钻进过程中应在X－Y归零后进行，否则将偏斜;(3)旋挖钻进过程中应注意对照地质勘察报告，在松软易塌孔土层冲进时，应根据泥浆补给情况控制旋挖钻进速度，在硬层或岩层中的旋挖钻进速度要严格控制;(4)在旋挖钻孔、排渣或因故障停钻时，应始终保持孔内泥浆面应高出地下水位1.5m以上，并采用泥浆泵不停的往孔内输送泥浆，以确保孔内泥浆相对浓度稳定;(5)刚性桩施工时必须保证砂浆桩有足够的强度，否则容易产出塌孔、穿孔等情况。
5施工效果
本工程施工前，考虑到咬合支护体系中相邻素桩强度不一致可能导致刚性桩施工时偏位较大、咬合量不足且需要连续施工等难题，通过运用砂浆桩与混凝土桩相互咬合的施工工艺，成功解决上述问题，并顺利完成了本工程的基坑支护工程。本基坑支护工程共历时45天，共完成支护桩495根，支护结构周长约420m，其中钢筋混凝土桩248根，M15砂浆桩247根，刚性桩与素桩咬合点495处。基坑开挖后，支护结构受力状态及变形处于安全状态，支护桩未发现较大偏位，桩间咬合量得到有效保证，无渗漏水现象，支护结构能够起到良好的止水、止泥效果。
6施工总结与体会