程永新 陈胜超

摘要：随着国内城市建设的飞速发展，土地资源日益紧张，临海滩涂、沼泽的开发利用程度逐渐加大，临海多软弱土层深基坑支护技術是影响市政项目建设安全的重要因素。因此，本文介绍和分析了基坑工程的施工技术，结合作者的工作经验，提出了提高常用钻孔灌注桩支护施工质量的措施。

关键词：临海软基;钻孔灌注桩;支护施工

一、前言

近年来，随着国内城市建设的飞速发展，土地资源日益紧张，临海滩涂、沼泽的开发利用程度逐渐加大，为合理利用空间，地下空间的开发需求亦日益强烈，如何为淤泥质土地层深基坑提供一种施工快、成型好、耐久性强、强度及抗剪能力均高的支护结构，成为基坑围护结构设计关注的焦点。

钢筋混凝土灌注桩是一种常用的支护形式，可通过改变桩深、桩径、配筋、混凝土标号提高围护结构的抗剪、抗倾覆能力，增强维护结构的强度及耐久性，成桩规则，轴线易于调整，形成的基坑形状受控，可较好地解决深基坑边坡稳定性差的问题，广泛用于基础处理、基坑围护等项目。但在淤泥质土地层条件下，因地下水含量丰富、含沙量大，易发生塌孔、扩孔、群桩串孔等情况，对成桩质量影响大，且易造成临近孔难以成孔，影响施工进度，塌孔后处理难度大，这就对施工企业提出了更高的要求。

二、深基坑支护施工的特点

2.1 安全隐患大

深基坑支护施工最明显的特点就是基坑深度较大易发生安全事故。一般情况下，基坑基底低于地下水位。由于高层及超高层建筑、大型市政结构的不断增多，使得荷载随之增加，为了满足工程建设的需要，基坑的深度也不断增加，工程基础所承受的压力也随之增大，而临海软弱地基受不同地质层影响，基础承载力低、边坡稳定差、地下水丰富。因此深基坑常常利用灌注排桩进行支护，通过钢筋混凝土灌注桩及其冠梁支撑，并在桩之间布置旋喷桩止水帷幕。

2.2易受地质环境与水文因素的影响

要确保深基坑工程质量就必须对施工场地内的水文及地质情况进行充分考虑。在临海软弱地层淤泥及淤泥质土是最常见的地质情况，临海滩涂多年沉积的淤泥深厚，较之内陆地区更为复杂，粉砂层、砂砾层掺杂情况也时有发生，加上临海地下水丰富，导致土体稳定性差，一旦支护不到位，很容易发生坍塌等安全事故。因此在进行深基坑施工时，要充分考虑水文及地质环境的影响。

2.3深基坑具有多样性

深基坑支护工程还具备多样性的特点，其多样性主要体现在区域性、风险性及递增性。区域性是指深基坑支护工程受到区域环境的影响，如施工范围内的水文、地质条件，施工临近区域既有的建筑、人口密度、交通情况等;风险性是指深基坑工程施工周期较长，在施工过程中可能受到环境、气候等因素的影响，导致工期可能出现延误，并且深基坑工程危险性较大，风险因素众多;递增性是指伴随近年来建筑高度、大型工程结构、体量不断增加，对基础的负荷能力提出了更高的要求，使得深基坑工程深度随之递增。

三、钢筋混凝土灌注桩施工重点及要点

3.1优选施工设备

针对软基地质条件，常用的冲击钻机、反循环钻机因为钻机冲击效果、功率大等问题，易发生钻孔破坏。可选择小型正循环回转钻、潜水电钻等设备。采用潜水电钻成孔钻机，由电力作为钻机动力，避免风动、水动钻机因排风、排水对地层扰动影响，降低塌孔、扩孔风险，减少超灌、提高成孔质量。可满足水下钻孔施工，克服地下水水位较高的地层条件钻孔。

小型正循环钻机、潜水电钻设备重量较轻，对地基承载要求低，适用范围更广。

3.2 钻机成孔

（1）钻机就位前，要进行孔口护筒埋设，根据地层条件确定孔口护筒长度，最短不小于2.0m，防止钻机施工过程中的振动造成孔口塌陷等。护筒上端单侧预留进（出）浆口，确保护壁泥浆进（出）孔通畅。

（2）钻机就位后需进行试车，观察停机位基础牢固程度，发现异常及时处理，地基不足以承载的情况下，设置钢垫板增大承载面积。试车时还需检查设备运转情况，无异常方可进行施工。

（3）钻进过程中，及时对钻进速度、钻杆偏斜角度、进出浆量、钻进深度等参数进行进行记录，异常情况的记录尽量详细，以方便、准确地判定不良地层高程及情况。

（4）护壁泥浆要根据地层含水情况进行调整，调整的依据则为对出浆的检测结果。

（5）成孔技术要求：孔位偏差不得大于5cm，孔径不小于-0.1D且不小于-5cm。施工时及时检查钻头磨损情况，补焊钻头，保证孔径的要求;钻进过程中，控制钻杆垂直度，保证孔垂直度不大于1%的要求。

3.3弃浆、弃渣处理

（1）成孔弃渣随钻进排至泥浆池，及时安排专人清理弃渣。

（2）在成孔及浇注混凝土时，孔内泥浆应按事先挖好的泥浆沟排放，排放时应由专人进行疏导。

（3）泥浆池内泥浆应随时外运，保证桩孔内泥浆排放畅通，避免泥浆外溢。

（4）需要外运废弃的泥浆选用区内环卫清洁密封罐车，以保证外运及时，并符合环保和市场要求。

3.4钢筋笼制作与安装

（1）根据钻孔情况记录确定扩孔、坍塌高程段，采用特制橡胶护筒、自制白铁皮护筒，包裹在钢筋笼外侧并做支撑及固定，护筒长度根据分析地层缺陷高度确定;护筒和钢筋笼连接采用焊接方式和铆钉方式;设置护筒可以起到限制超灌、预防塌孔的作用，节约了混凝土灌注量，可以有效地控制了串桩、扩桩等问题。

（2）钢筋笼焊接接头采用单面搭接焊，搭接长度为10d，同一截面上，焊接接头不超过主筋的1/2。

（3）加强筋与主筋点焊牢固，在钢筋笼吊点处应加强，避免吊放时开焊。

（4）箍筋与主筋交点处均应绑扎牢固，绑扎数量不少于50%。

（5）保证钢筋笼保护层厚度不小于5cm，应在钢筋笼上每4.0m沿圆周绑扎三处混凝土垫块。

（6）护筒与钢筋笼之间垫块高度与钢筋保护层厚度一致。

（7）吊放钢筋笼时，钢筋笼要求垂直入孔，不得碰刮孔壁。

3.5混凝土灌注

（1）灌注前要认真清孔，沉渣厚度小于20cm。

（2）当下放钢筋笼后、灌注混凝土前沉渣厚度仍较大，或孔壁变形造成钢筋保护层不足时，使用塌孔清扫器进行孔内清扫，确保钢筋保护层和孔内混凝土灌注质量。

（3）整个灌注过程中应认真做好各项记录，包括灌注起止时间、停待料时间、天气及灌注中的非正常因素等，记录要完整、准确、及时。对灌注中的有关问题绝对不能隐瞒不报，而贻误处理时间。

（4）混凝土采用导管法连续灌注，避免灌注过程中对孔壁的冲刷，导管为丝扣连接。导管底口与孔底距离控制在0.5m左右。为保证成桩质量，灌注过程中导管埋深不得小于2.0m。灌注全过程需保证导料管竖直。

（5）采用一种导料管单向自动限位装置，导料管提升定位无需人工操作，降低安全风险，减少固定过程所用时间。解决灌注桩导料管拆卸过程中，下部导料管固定困难且固定效率低下的技术问题，该装置不仅提高了工作效率，而且确保了施工安全。

（6）灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高30～50cm，以保证在凿除浮浆后，桩顶标高和桩头强度能符合设计要求。

（7）随混凝土灌注高度的上升，尽量连续不间断，并保证单桩灌入量。如有特殊情况受限，灌注时间间断不得超过30min。最好是将混凝土从混凝土罐车中直接均匀投入到导管的料斗中。

（8）混凝土的检测试验，每一批商品混凝土进入施工现场后，除搅拌站按规范出据混凝土试件报告、施工现场复验外，必须对混凝土塌落度进行检测，检测方法采用目测配合塌落度筒测试法。每施工15-20根桩应制备混凝土试件1组，以供检验需要，并提交试验报告，原件存档。

四、针对软弱地基施工技术总结

结合河北省唐山市丰南临港经济开发区基础设施建设项目，雨水泵站、污水厂、再生水厂、市政管网等众多临海软弱地区深基坑施工经验，在钢筋混凝土钻孔灌注桩施工阶段总结了一系列专利技术并成功运用，明确了深基坑支护结构的质量。

4.1孔内护筒防护技术

采用一种灌注桩钢筋笼孔内防护装置（ZL202022726566.6），根据地质条件及钻孔过程记录情况，预判塌孔、扩孔等特殊情况的地层高度范围，在钢筋笼加工时，采用特制橡胶护筒、自制白铁皮护筒，包裹在钢筋笼外侧并做支撑及固定，确保钢筋保护层厚度。钢筋笼入孔后起到限制混凝土超灌、防止继续塌孔影响混凝土浇筑质量、预防浇筑过程窜孔影响相邻孔施工质量等问题。

4.2塌孔清扫技术

采用一种灌注桩塌孔钢筋笼清扫装置（ZL201921491830.3），对于特殊地质条件下，成孔后或已安放钢筋笼后，但未浇筑混凝土之前出现的塌孔情况进行孔内清扫处理，降低钢筋笼浪费或重新开孔的损失。

（1）塌孔清扫装置构成

灌注桩塌孔清扫装置，由中轴、钻头和清扫器组成。中轴由钻杆钢管改装和顶部连接扣件组成，中轴管径同回转钻机钻杆尺寸;钻头由梳齿钻尖部、梳齿长条、梳齿短条组成;清扫器由加固环及支撑、清扫刷组成。清扫刷与加固环采用焊接。

（2）塌孔清扫装置工作原理

使用本装置时，通过中轴与钻机钻杆连接获取动力。钻头配置长、短梳齿条，切碎、细碎土体颗粒，形成均匀浆液排出。利用钢丝绳清扫刷对钢筋笼后的土体进行清扫，达到保护层清理的目的。

（3）技术优点

通过对钻孔灌注桩施工中出现的特殊塌孔情况的研究及分析，采用本装置可有效的处理一些钢筋笼变形量小的塌孔情况，减少因钢筋笼清理难产生的废孔、补桩施工等问题，起到节约成本、促进工期，保证设计意图及工程质量的优点。

4.3混凝土连续浇筑技术

采用一种导料管单向自动限位装置（专利号ZL201820764520.3），解决灌注桩导料管拆卸过程中，下部导料管固定困难且固定效率低下的技术问题，确保混凝土浇筑施工连续进行，保证灌注桩混凝土浇筑质量，提高施工效率。

（1）导料管单向自动限位装置构成

自动限位装置分为固定底座、活动卡板和连接螺栓三部分。所有构件均采用普通钢板、方钢制作而成;固定底座由槽钢焊接而成，居中横向连接杆件间距满足混凝土导料管穿过，且居中纵向连接杆件在此处不贯通，固定底座上设置固定螺栓孔;活动卡板由方钢焊接而成，固定端方钢设置活动螺栓孔，另一端设置弧形卡槽;弧形卡槽弧形直径略大于导料管外径，略小于加劲肋直径，可卡于加劲肋下部;活动卡板通过连接螺栓与固定底座相连，并可绕连接螺栓进行转动。

（2）导料管单向自动限位装置工作原理

使用本装置时，将本装置放置中心与已经钻好的灌注桩孔中心对齐。活动卡板为对称两块，限位部分为弧形卡槽，并辅助焊接方钢进行加固，为对开结构;浇筑前弧形卡槽置于导料管加劲肋下方，限制导料管下移;浇筑过程中提升导料管，带动活动卡板向上打开;下一节导料管加劲肋通过弧形卡槽后，活动卡板在重力作用下自动关闭，继续限制导料管下移，此時可拆卸上部导料管。混凝土浇筑全过程无需人工进行导料管的限位，快捷安全。

（3）与传统技术对比

与现有技术相比，优点是：该装置结构简单，制作、操作方便，可提高灌注桩导管拆卸的工作效率及安全性。

四、结束语

临海软弱地基灌注桩施工技术涉及内容多，针对地质、水文、气象、工程构造、施工现场的不同情况应加强深基坑支护的专业设计及计算，超危大工程应进行专家论证。在施工过程中材料、施工工艺、施工管理等方面应严加管控，做到因地制宜，精心设计，管理严密，以充分发挥支护技术的作用。

参考文献：

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