赵 留 建

(中建一局集团第一建筑有限公司，上海 201100)



灌注桩成孔采用两种不同机械设备联用施工技术

赵 留 建

(中建一局集团第一建筑有限公司，上海 201100)

结合海口市南片区安置房工程地质情况及灌注桩设计要求，提出了冲击成孔机械与正循环磨盘钻机联用成孔工艺，并阐述了具体的施工方法，经实践证明，该工艺取得了显著的经济社会效益。

灌注桩，冲击成孔，钻机成孔，桩基

1 工程概况

海口市南片区安置房工程(以下简称安置房工程)位于新海口市市政府南侧约3 km处，建筑结构为短肢剪力墙结构，其中5号，6号，8号(局部)，10号，11号楼采用桩筏基础。

1)灌注桩设计要求(见表1)。

表1 桩基设计参数

经超前钻探测，如果连续桩位处中等风化岩层厚度大于5 m区域，报设计单位研究确认，正式发文后取消打桩。

2)地质情况(见表2)。

表2 地质地层情况一览表

3)本地区房建工程通常使用的成孔机械特点及对应安置房地质条件等比较见表3。

2 安置房工程桩基成孔施工难点

2.1 地表存在大量圆形孤石

地表杂填土中存在较密集的玄武岩孤石，其直径平均约1 m，需要移除。

2.2 地表高差变化大

由于杂填土层高差大，层厚较薄，且土层工程力学性能差，只能挖除后才能上桩机成孔。

2.3 岩层条件复杂多变

基坑较深，且中等风化玄武岩裂缝发育良好，存在破碎岩层及大倾角斜岩面，且岩坚硬，桩基成孔时，极易形成斜孔或桩孔扩孔严重，岩层情况可见图1。

2.4 试桩结果不容乐观

在试桩时，采用单一冲击桩机成孔，统计发现前3根试桩成孔时间平均每根用时约17 h，且扩孔严重；计算混凝土充盈率达1.78～1.98，无论施工进度还是施工成本距离项目管理目标相差甚远。

表3 海口市常见成孔机械比较一览表

3 解决问题对策

3.1 确定先挖土，后打桩的施工次序

针对现场条件，决定打桩前挖除基坑土方到基底设计标高(此标高处为中等风化玄武岩，根据设计要求，标高允许偏差(+100 mm，-150 mm))以后垫层混凝土找平，见图1。

3.2 加大十字锥锤重量及减少直径

针对岩层裂缝方向多变，将试桩用的十字锥锤由1.5 t换成2.5 t，同时锥锤直径由800 mm改为740 mm。

3.3 岩层中采用冲击成孔，土层中采用钻机成孔方式

由单一使用冲击成孔改成使用冲击桩机钻穿中等风化岩后再换用相同底架的正循环磨盘钻机钻孔，如图2，图3所示。

4 施工方法

4.1 施工顺序

基坑开挖土方至设计标高→桩位放线定位→冲击桩机成孔→回填粘土层→桩位放线定位→正循环磨盘钻机成孔→清孔、下钢筋笼→灌注混凝土。

4.2 各步骤具体做法

1)开挖土方至基坑设计标高。a.中等风化岩层厚度不大于1 m的区域采用风炮破碎，岩层较厚的采用炸药爆破后挖土机清除松散石块。b.开挖后基面顶标高控制在(+100 mm，-150 mm)范围。c.基坑四周开设300深排水沟一圈，且在基底合适位置设长宽深为4 m×5 m×1.2 m排渣坑2处～3处。

2)桩位放线定位。采用全站仪定位，随定随打，冲击桩机成孔过程中随时观察桩架的垂直度。

3)冲击桩机成孔施工。确保桩架桩杆的垂直度是保障成孔不倾斜的基础，采用2.5 t十字锥锤低锤密击的方法，防止斜孔。同时确保桩径不至于扩孔过大，也能有效防止卡钻，掉钻。如发现成孔已经倾斜，则立即提出冲击锤后，用片石回填至倾斜处高度上面不少于1 m，重新冲击成孔。

4)冲击成孔时注意点。a.冲击成孔深度以穿过中等风化玄武岩，且到达其底面下不少于1 m处停止，转入下一孔位继续冲击成孔。b.一个基坑中所有桩位冲击成孔完成后，用小型推土机将粘土铺设在基坑底，厚度不少于300 mm，桩位处冲击孔也用粘土填塞密实。c.此处回填300厚粘土层有两个目的：一是在磨盘钻机成孔时利用回填粘土在桩位处原地造浆成孔；二是便于在粘土面开挖排渣泥浆槽沟，将废渣排至废渣沉淀池，保持现场安全文明施工。

5)桩位放线定位。使用设备型号，操作要求同上。

6)正循环磨盘钻成孔。a.钻机下枕木必须用石块垫实，防止钻机移位或倾斜。b.在粘土层上开设排渣水道及各处排渣坑。c.成孔时应每隔3 h～4 h观察钻机钻杆的垂直度和位

置，防止偏位和斜孔。d.磨盘钻机下支架和冲击钻机下支架通用，加电机及卷扬机等重量约2.5 t，使用挖机配合即可随意转换上面架体。

7)清孔，下钢筋笼。同正常施工要求，不再详述。

8)灌注混凝土要求。在灌注混凝土面到达桩顶粘土面时，应继续灌注不少于1 m3的混凝土，将上部混合了泥水的废渣挤出，确保桩头处混凝土的密度、强度达到要求。

5 前后两种成孔方法效果比较

前后两种成孔方法效果比较见表4。

表4 两种成孔方法效果比较

A=150×(4+1)+41×90+1.1×0.5×41×340=12 107元。

B=150×4+110×37+1.87×0.5×41×340=17 703.9元。

其中，计算式中数据“150”为冲击成孔(岩层)每米成孔单价，元；“110”为冲击成孔(粘土或砂土)每米成孔单价，元；“90”为正循环磨盘钻机(粘土或砂土)每米成孔单价，元；“4”为桩身穿过的中等风化岩层平均厚度，m；“1”为冲击成孔穿入中等风化岩层下面土层深度1 m；“41”为平均桩长，m；“1.1”为两种机械联合使用时平均混凝土充盈率；“1.87”为使用冲击成孔时平均混凝土充盈率；“340”为C30混凝土单价，元/m3，2014年下半年海口建筑市场市价，每根桩节约(成孔价差和节约桩身混凝土材料费用)：B-A=17 703.9-12 107=5 596.9元；整个项目桩基成本节约：5 596.9×471=2 636 139.9元。

6 结语

针对特殊地质条件，在灌注桩成孔施工中创造性的提出了两种机械组合方法成孔，解决了现场难题，取得了可观的经济效益，加快了施工进度。对于相似地质施工条件下桩基成孔，具有借鉴意义。

[1] 江正荣.建筑施工手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社,2003.

[2] 江正荣.建筑地基与基础施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社,2005.

[3] 丁士昭，冯宗展.市政公用工程管理与实务[M].北京：中国建筑工业出版社,2016.

[4] 孙义俊，尹赵亮.复杂地质条件下的大口径钻孔灌注桩[J].桥梁建设,2004(6):45-47.

[5] 吴开滨，代国忠.长春市轻轨工程大漂石地层灌注桩成孔—钻进技术[J].探矿工程岩土钻掘工程，2004(12)：66-68.

Construction technology of two kinds of different mechanical equipment used in the hole filling pile

Zhao Liujian

(ChinaConstructionFirstBureauGroupFirstConstructionCompanyLimited,Shanghai201100,China)

Combining with the geological status of relocation project in Nanpian District of Haikou City and the design demands for the bored piles, the paper points out the dynamic holing mechanism and the direct cycle millstone driller holing craft, illustrates the construction methods, and proves by the practice that the craft achieves better economic and social benefits.

bored pile, impact holing, driller holing, pile foundation

1009-6825(2016)22-0067-02

2016-05-28

赵留建(1973- )，男，工程师

TU473.13

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