蔡名璋

（中国移动通信集团广东有限公司中山分公司 广东中山518403）

0 引言

桩基础的施工质量对建筑工程的整体质量至关重要，近年来，随着桩机设备的不断创新，以及施工技术的改进，旋挖桩施工技术得到了越来越广泛的应用，该技术能较大地缩短施工工期，提高桩基质量，降低环境污染。本文通过对旋挖桩施工技术进行探讨，并结合工程应用情况，希望为旋挖桩施工技术的进一步应用提供参考。

1 旋挖桩施工技术的特点

1.1 优点

1.1.1 施工效率高

首先，旋挖桩机依靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土［1］，并装进钻斗内部，然后通过提升装置将岩土运送上来，通过反复钻土，不断提升至地面卸土，进尺速度快。在同样的土层施工，施工效率可比钻孔（冲孔）桩机高出数倍。

其次，旋挖桩机是一种全液压驱动，并且由电脑控制［2］，对钻筒装土容量、桩孔深度、桩孔垂直度等指标具有监测功能，能够有效保证桩基质量和施工安全。

1.1.2 环境影响小

首先，旋挖桩机施工的噪声来源基本上是自身发动机所发生的声音［3］，全液压驱动不存在较大冲击或钻击的声音，低噪声的特点使得旋挖桩施工技术在住宅区或者校园区得到广泛应用。

其次，钻孔施工过程中泥浆护壁的要求较低，特别是稳定性较好的土层可直接使用清水代替泥浆钻孔施工，减少泥浆排放，相应减轻对周围环境的污染。

1.1.3 应用场景广泛

由于旋挖桩机配置钻头的多样性,如螺旋钻头、旋挖斗、筒式取芯钻头、液伍抓斗等［4］，旋挖桩机可以适用于淤泥质土、黏土、砂土、卵石等各种地层，在同一个桩施工过程可以全部由旋挖桩机完成。

1.1.4 机械化程度高

施工过程中不需要对钻机进行拆除和重新组装，只要场地条件满足钻机的承载力要求，即可依靠自身履带行驶，进行桩机移动，有效地提高施工速度，以及节约人力成本。

1.2 缺点

1.2.1 场地要求高

通常情况下旋挖桩机重约70 t，履带与地面的接触面积约7.0 m2，因此，要求地基承载力在100 kPa 左右［3］，对于软土地表，需要进行硬化处理，避免钻机陷入软土中，此外，受钻机重心的影响，最大爬坡应该低于30°。

1.2.2 作业配合高

旋挖桩机成孔后，钢筋笼吊装需要起重机械配合，并且挖孔所产生的泥土堆积在地面，需要运土机械铲走，以免影响旋挖桩机行走。

2 施工过程质量控制要求

2.1 严格按照工艺流程施工

旋挖桩施工工艺流程如下：场地平整、机械设备调试→测量放线定位→护筒埋设→钻机就位、垂直度调整→准备钻孔冲洗池→钻进成孔→第1 次正循环清孔→钻机移位→吊放钢筋笼→吊放导管→第2 次清孔→放置漏斗隔水塞→灌注水下混凝土成桩→提导管→起拔护筒、成桩→后注浆。

工艺流程中需要特别注意“清孔”和“钢筋笼放置”的操作。

⑴清孔，运用泥浆清孔，通过泥浆的流动冲击孔底的沉渣，让沉渣漂浮起来，再因泥浆的粘胶力吸附着沉渣随着循环流动被带出桩孔，起到排污去渣的目的［5］。

⑵钢筋笼放置，钢筋笼制作过程必须符合规范要求，注重对钢筋笼焊接部分的检查，在安放之前要按照规定对钢筋绑扎好，确保钢筋笼完好无损，在吊放过程中注意钢筋是否可以下放，一旦受到阻碍应立即停止操作，检查原因并进行整改，问题解决后再进行吊放作业［6］。

⑶混凝土成桩，浇筑应连续进行［7］，一气呵成，保证桩的整体性；必须采用插入式捣固棒振捣；在浇筑过程中对相关参数进行跟踪记录，避免出现桩基倾斜、断桩的问题。

2.2 钻进速度与土质情况相适应

旋挖桩在进行成孔施工过程中，经常会出现塌孔现象［8］，这与钻孔速度关系密切，因此，钻头的钻进速度需要根据不同土质相应变化。当从软土质进入硬土质时，可以适当降低速度，相反，当从硬土质进入软土质时，需要适当提升速度。

2.3 注意软土层孔壁施工

旋挖桩机由于钻进速度较快，在软土质地层容易出现塌孔，因此，应当控制好钻头速度，在高速转动的同时缓慢、均匀进尺，利用泥浆进行护壁。

2.4 关注旋挖桩机的工作状态

当桩机出现摇晃、钻杆跳动以及钻不进尺等状况的时候，应该立即停机进行检查，查明原因，进行妥善的处理之后才能够进行下一步的施工工序，避免工程施工时出现问题，以提升工程的质量［9］。

3 旋挖桩施工技术的工程应用

3.1 工程概况

工程位于中山市东区起湾道边，地下2 层（深10.2m，属于深基坑作业），地上17 层，建筑面积约25 000 m2，建筑高度约78 m。场地非常狭小，距离原有高层建筑约15 m，紧邻居民区（见图1）。

图1 工程周边情况Fig.1 Circumstances of the Project

经过地质勘探，场地地层可分为：人工填土层、海陆交互相沉积层、残积层及燕山期花岗岩层。

⑴人工填土，岩土特征为素填土。

⑵海陆交互相沉积层，岩土特征可分为：淤泥质土、粉质黏土、粗砂、淤泥质土、粉质黏土、粗砂六个亚层。

⑶残积层，岩土特征为砂质黏性土。

⑷燕山期花岗岩层，包括全风化花岗岩、强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩等四个亚层。各层间层面起伏较大，呈渐变过渡关系，层位稳定。

3.2 施工前准备

3.2.1 桩机设备检查

在施工前充分检查旋挖桩机各部件的性能，重点关注液压系统主泵、钻杆、钻具等，发现问题要及时进行检修［9］，尽量避免开工后由于设备部件维修导致停工，影响工程进度和桩基的工程质量。

3.2.2 结合地质情况制定相应施工措施

尽管旋挖桩机适用于各种地层，但不同地层使用不同的钻头可达到不同的效果，因此，在工程开工前结合地质勘探情况［10］，制定相应的施工措施，不仅可降低旋挖桩机的性能消耗，并且可进一步提升工程进度和质量。

3.3 旋挖桩施工情况

3.3.1 加强数据监控

严格执行施工工艺，对施工过程涉及的各项标高数据进行监控，标高数据包括旋挖桩的长度、桩孔的垂直度、旋挖成孔的深度、桩顶标高等。在成孔施工过程中，应当确保桩孔直径在允许的误差范围内［8］，桩身直径过大则造成混凝土浪费；桩身直径过小则无法保证承载力。

3.3.2 加强施工过程监督

施工过程中，安排施工人员进行现场指导和监理人员旁站监督，严格按照施工工艺和相关要求执行，一旦出现可能影响桩基质量或者导致不确定的安全因素，则即可采取相应的措施，工程实施过程中未出现断桩或者塌孔的问题。

3.3.3 实施情况介绍

工程桩采用旋挖桩施工技术，现场一台桩机作业，共107 根桩，施工工期为75 d，效率大约为1.43 根/d，施工期间未收到噪声污染、环境保护等相关投诉（见图2）。

图2 旋挖桩机施工情况Fig.2 Construction Situation of Rotary Drilling Rig

3.4 桩基检测结果

本工程桩采用静载检测竖向承载力，采用低应变法和抽芯法检测桩身完整性，经委托第三方专业检测单位进行相关测试，测试结果均为合格，工程质量得到有效控制。

4 结论

旋挖桩施工技术的独特优势使其在建筑工程领域越发重要，为了进一步推动该技术的应用，在设备革新的同时，需要加强施工人员的专业培训，特别增强施工工艺、质量控制要点等知识，以保证桩基础施工的工程质量。