旋挖钻孔成桩施工技术在 地铁上盖建筑桩基工程中的应用 杨勇文， 丁晓敏 （广东省农业科学院，广东广州摘５１０６４０） 要：旋挖钻孔成桩施工技术作为一种快速钻孔成桩施工形式，以其适应性强、施工震动轻、冲击小，施工简便快捷等技术特点 被广泛地应用于工程领域 文章结合广东省农业科学院西区科贸园内地铁上盖建筑桩基工程项目施工实践，就旋挖钻孔成桩施 工技术应用中的技术方案和关键工艺流程进行了相应探讨，并指出了相应的施工注意事项。 关键词：建筑桩基；地铁上盖；旋挖钻孔成桩；钻孔灌注桩 中图分类号：ＴＵ４７２．３６；ＴＵ４７３．１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—５７８１（２０１３ Ｊ０１－０１０８～０３ １工程概况 某高层建筑项目位于广州天河区广东省农业 科学院西区科贸园，处于广园东路北侧地块，建筑 主体结构地面１４层，其中裙楼４层，另设１层地下 室，地下室东西方向北侧长约５６ ｍ，南侧长约 １６０ ｍ，南北方向长约３７ ｍ（中间局约８０ ｍ）， 地下室底板为梁板式结构。该高层结构正下方有 已建的广州地铁三号线支线区间盾构隧道，该隧道 由南向北通过。 法有更高的成孑Ｌ效率和成孔速度ｌ＿１］。旋挖钻孔施工 的钻进压力来源于钻斗自重以及液压，利用钻杆的旋 转进行钻进，钻杆带有斗式钻头，可以使土体碎屑装 满钻斗后提升钻斗，直接把碎屑带出孔外的施工技 术。旋挖钻孔法通过钻斗的旋转进行挖土、提土、卸 土以及泥浆置换护壁，往返循环形成桩孔，这对于提 升施工进度是一种很好的工法［２］。 旋挖钻孔技术采用旋挖钻机进行施工，旋挖钻机 的适用地层范围十分广泛，有着较强的适应性，在淤 泥质土层、砂土层、黏土层、卵石层等单轴抗压强度不 超过３０ ＭＰａ的地层均可Ｉ３］。根据工地现场地层条 受地铁通车时间的施工条件制约，结合广州地铁 公司提出的施工须无震动、无冲击，且桩身须进入微 风化砾岩层持力层５～７ ｍ的要求，经结构分析计算 及综合考虑比选各种桩基础施工方案后，在地铁控制 范围的建筑桩基础选择采用直径０．８ ｍ和１．０ １３３．的 旋挖钻孔桩，净桩长约ｌ２．５ ｍ，持力层为微风化砾岩 件可以选择采取泥浆护壁旋挖方式或干作业旋挖方 式。地下水位比较低的情况下适宜采用于作业旋挖 方式，而泥浆护壁旋挖则是通过泥浆循环来保护孔壁 排出土渣。泥浆可以防止塌孔，保护孔壁，排出土渣 及冷却润滑钻头，对施工起到很好的促进和保护作 用。旋挖钻机适用范围很广，能够满足各种桩径的成 孑Ｌ施工要求。本项目在已有地质条件查明的情况下 可以利用泥浆护壁旋挖钻孔成桩方法来满足工程 需求［ 。 层，人岩深度５～７ ｍ。并设置横、纵向转换梁支承跨 越地铁隧道的上部主体结构，且确保位于地铁隧道两 侧的旋挖桩与地铁隧道最小水平净距离不小于３．０ ｍ，位于地铁隧道中间的旋挖桩与地铁隧道最小水平 净距离不小于２．４０ ｍ，横、纵向转换梁与地铁隧道最 小垂直净距不小于３．０ ｍ。 ３旋挖钻孔灌注桩的施工 ３．１施工技术方案 ２旋挖钻孔成桩施工技术的分析 旋挖钻孔是一种比较新的成孔施工方式，又称为 钻斗施工法，它具有施工清洁的特点，而且比传统方 收稿日期ｌ２０１２一Ｏ１—０４ 旋挖钻孔桩的施工主要包括钢护筒的埋设、钻 孔的旋挖、钢筋笼的安装以及混凝土的浇筑养 作者简介：杨勇文（１９６８一），男，广东梅州人，广东省农业科学院工程师 １０８ 《工程与建设》２０１３年第２７卷第１期 护［５］。具体施工流程如下：①平整场地，进行桩位 要确保钻机底座的平稳，从而保证桩身不出现移位 及钻陷的现象。钻头提升过程中，钻头的中心、钻 放样，制作并埋设护筒。②安放钻机，采用泥浆护 壁的方式进行钻孔。③清孔，拆除钻机，制作并安 杆轴线以及护筒的中心线要始终保持在同一铅垂 线上，从而确保桩孔的垂直度。另外，在钻进过程 中，要随时注意土层的变化，对于不同土层应当采 用不同的旋挖速度，以便达到最佳钻进效果。对于 桩的倾斜率也要随时进行测定，控制倾斜率在１％ 装钢筋笼。④安装灌注支架和导管，灌注混凝土并 进行养护。 ３．２关键工艺流程 （１）成孑Ｌ顺序。本项目打桩采用２台钻机同时 自西向东进行施工，并且需要保证连续两根桩基之间 的距离不超过４Ｄ（Ｄ为最近桩的直径），对于距离超 限的地方进行跳打钻孔。 （２）制作并埋设护筒。本项目所用钢护筒采用 开口钢护筒，对于护筒钢板厚度的选择不得小于 ６ ｍｍ，高度不得小于２ ｍ。当护筒刚度不满足要求 时，为防止护筒发生变形，可以在护筒中焊接箍筋用 来加强的刚度。 埋设钢护筒时，首先用钻头在桩位下进行钻进， 当转进深度达到比护筒长度短１ ｍ左右时停止，再 通过钻机自带的液压系统将护筒直接压入土体，直到 高出地面０．３ ｍ为止，最后用钻土回填护筒四周并 进行夯实。护筒内径要大于桩径２０ ｃｍ，且筒顶平面 位置偏差应在５ ｃｍ以内，斜率应在１％以内，护筒顶 口应不低于地下水位２ ｍ。 （３）制作泥浆及泥浆池。泥浆能够稳定钻孑Ｌ内 水位高度，防止钻孔坍孔，开钻前首先要制备性能满 足施工要求的泥浆。旋挖钻孔桩的施工过程中，宜采 用澎润土制备泥浆进行护壁，并采用专用的泥浆搅拌 桶进行搅拌，拌好之后倒人泥浆池。为了确保孔壁的 稳定，泥浆的比重起到关键作用，比重过小，护壁容易 失去阻挡土体坍塌的能力；比重过大，又容易堵塞泥 浆泵甚至对混凝土的置换造成不良影响，从而无法保 证成桩质量。对于泥浆的相对密度，工程上一般将其 控制在１．０５～１．２之间。 本项目的泥浆池采用下挖式泥浆池，泥浆池内壁 需要具有良好的防水性。对于泥浆池的位置的选择， 应该选择在桩位的附近，但对桩基的施工、混凝土灌 注及钢筋运输不能造成影响［６ ］。 （４）成孔施工。限于地质条件以及工期的要 求，本项目的成孔施工采用泥浆护壁旋挖的方法进 行。开钻前必须对钻头的直径、钻头磨损等情况进 行检查。桩机的安装过程中，对于钻头的选取应根 据钻孑Ｌ桩的设计直径以及土层的具体情况来进行 对应的选择。为了保证施工的安全性，施工过程中 以内，并要随时对泥浆的参数指标进行抽检，使其 满足护壁的要求。 （５）清孔。钻孔达到设计高程后，停止钻进施 工，将钻头提升至距离孔底２００￣５００ ｍｍ处，然后用 泵将新制作的泥浆送人钻孔内，同时再从钻孔底部将 泥浆抽出，从而使泥浆在钻孔中循环流动，以达到清 孑Ｌ的目的［８］。当孔底沉渣的厚度同时满足设计和规 范的要求后，还需要对钻孔的倾斜情况及缩孔情况进 行检查，将钻孔各项指标及参数对照表１的标准进行 严格检查，只有检查合格后才能移走桩机，进行后续 施工。 表１ 旋挖钻孔成孔质量控制标准 项目 允许偏差 孔的中心位置 不超过ｌＯ ＣｉＴＩ 孔径 不小于设计桩径 倾斜度 不超过】％ 孔深 不小于设计深度 孔内沉淀土厚度 不超过１０ ｃｍ 泥浆相对密度不低于１．２，钻稠度控制 清孔后泥浆指标 在１７￣２２ Ｓ之间，二次清孑Ｌ相对密度不 低于１．Ｏ，含砂率须＜４％ 一切参数指标满足要求后，应先放探笼进行检 验，如果探笼能够顺利的提起放下，方可下放钢筋笼 并进行后续工序；否则应当立即查找并分析原因，进 行处理修正后，直到探笼能够顺利的提起放下。 （６）制作并安放钢筋笼。制作钢筋笼时，要严格 的按照施工规范和设计要求进行，钢筋骨架应当设置 环形加劲钢筋来加强支撑。焊接钢筋时，要保持主筋 的内缘光滑，主筋与加劲箍筋要全部进行焊接，并且 要钢筋接头不能侵入主筋内净空。安放钢筋笼时宜 采用四点法进行吊装，从而避免在运输以及吊装过程 由于外力及自重作用下钢筋笼发生变形而对工程质 量造成不良的影响。 （７）浇筑混凝土。直导管提升法是混凝土的浇 筑过程中经常采用的一种方法，采用内径为２５０ ｍｍ 的导管，为了拆装的方便，导管接头采用丝扣长勾联 《工程与建设》２０１３年第２７卷第１期 １０９ 结。导管应当先组拼，检验合格后，方可插人孔中，并 地下水。 且施工过程中要做好安全保护措施，防止产生掉落 物，管内掉落物容易造成导管的堵塞，影响混凝土的 灌注施工。安装完导管并经过检查达到要求后，方可 进行第二次清孔＿９］。 混凝土应当具有良好的和易性和流动性，当混凝 土运抵灌注地点时，应对其和易性、坍落度等情况进 行检查，对不符合要求的混凝土要进行二次拌和。首 批混凝土的灌注，下放导管时，应先放至孔底，复测孔 深后再提升导管，确保导管下口至孔底的距离为 ２０￣４０ ｃｍ，混凝土初灌时要确保具有足够的初灌 （２）旋挖钻孔施工过程中，应实时对地铁隧道内 部进行变形监测，确保地铁隧道结构安全处于受控状 态；一旦监测结果超出警戒值，则应立即停止施工，待 查明原因，并采取有效的技术措施后才可复工。 ５结束语 采用旋挖钻孔成桩施工技术对广东省农业科学 院西区科贸园内的地铁上盖建筑桩基工程进行施工， 满足了建筑下方已建地铁隧道要求施工无震动、无冲 击的技术要求，经过为期约２Ｏ ｄ的合理施工，按时顺 利完成了施工任务，成桩技术参数经各项检测均满足 规范和设计要求。 ［参考文献］ Ｅ１］陈建航．地铁上盖超大转换墙梁结构施工技术ＥＪ］．广东土木与 建筑，２００５（７）：３５—３６． Ｅ２］顾金权．软土地区大直径钻孔桩缺陷处理施工技术［Ｊ］．铁道建 筑，２００８（４）：１８． 量，随后方可连续不断下料。浇筑过程必须连续有序 作业，不能中断，二次清孑Ｌ到灌注混凝土之间的时间 不能超过３ ｈ。 混凝土的灌注工程中，拆除导管间隔时间不能过 长，如果导管内混凝土不满，应缓慢地灌注，防止灌注 过快造成高压气囊，高压气囊会压漏导管，对施工不 利。另外，导管的埋深一般控制在２～６ ｍ，灌注过程 中要定时检测钻孔内混凝土面的位置，以便及时调整 导管埋深＿１ 。 ［３］孙延伟．旋挖钻孔桩施工探讨［Ｊ］．广东建材，２０１１（１）：４２． Ｅ４］张有华．岗秀１＃特大桥旋挖钻孔桩施工控制技术［Ｊ］．科技创新 报，２０１０（１５）：１Ｏ０一１０１． （８）桩基的检查验收。为了确保桩基施工的质 量，打桩完成后应当立即复核桩位，桩位偏差值不得 超过１５０ ｍｍ，如果复核不合格，要及时反馈给设计 ［５］卢玉南．旋挖钻孔灌注桩在广西的工程实践＿Ｊ］．广西城镇建设， ２０１０（６）：６５—６６。 ［６］张伟军．浅谈旋挖钻孔桩的施工质量控制［Ｊ］．广东土木与建筑， ２００７（１１）：２７—２８． 单位。桩身的混凝土达到一定强度后，方可进行孔内 泥浆的清除，桩头的凿除。 Ｉ－７］ 陈安艳．旋挖钻机在广州轨道交通五号线潭村站围护桩施工中 的应用ｒＪ］．中国科技信息，２００７（１２）：１３０． Ｅ８］陶坤．旋挖钻机在桩基础施工中的应用与分析［Ｊ］．探矿工程 （岩土钻掘工程），２００７（２）：５６—５７． Ｅ９３王书雄．旋挖钻机在基础工程中的运用［Ｊ］．隧道建设，２００６ （２）：５９～６Ｏ． ４施工过程注意事项 旋挖钻孔桩，具有较高的技术难度和较大的施工 难度，适宜于工期紧张，地质条件较复杂的基础工程。 （１）旋挖钻孔施工过程中，应充分控制施工对地 铁隧道造成的震动和冲击，严禁施工过程中大量抽取 （上接第１０７页） ＥｌＯ］侯献云．浅谈旋挖钻机在桩基施工中的应用［Ｊ］．山西建筑， ２００６（２Ｏ）：９ｌ一９２． ［２］全国一级建造师执业资格考试用书编委会．建筑工程管理与实 务Ｉ－Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１１． ［３］ＧＢ ５０２１０－－２００１，建筑装饰装修工程质量验收规范Ｅｓ３． Ｅ４］ＧＢ ５Ｏ３１０—２００２，电梯工程施工质量验收规范［Ｓ］． ［５３陈守兰．土木工程施工技术［Ｍ］．上海：科学出版社，２０１０． 自己息息相关的居住环境提出了更高的要求＿７ ］。电 梯随着运行时间的推移，可能会出现零部件的老化和 锈蚀，这会使电梯运行时的噪音变得更大，还有由于 电梯运行时轿厢不平稳与轨道之间的摩擦和撞击，也 是电梯噪音的来源＿＿１。。。通过设计隔音墙，能够有效 的阻隔电梯噪音，创造舒适的生活环境。 ［参考文献］ Ｅｌｉ ＧＢ ５００９６－－９９，住宅设计规范［Ｓ］． ［６］吴子牛．空气动力学Ｉ－Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００８． Ｅ７］ 田力．隔墙隔音效果的计算机仿真实验ＥＪ］．系统仿真学报， ２００５，１７（１０）：２４—２５． ［８］李岚．生态型住宅小区的噪声控制ＥＪ］．噪声与振动控制，２００８ （１）：２２—２４． ［９］杨艳菊．浅谈建筑隔声问题ＥＪ］．辽宁建材，２００６（６）：８２１－－８２４． ［１Ｏ］王颖．浅谈建筑隔声ｌＪ］．民营科技，２０１２（３）：２２１－－２２３． １１０《工程与建设》２０１３年第２７卷第１期
