汪峥

（浙江省二建建设集团有限公司，浙江 宁波 315207）

1 引言

在城市化建设不断深入背景下，国内围海造地工程数量逐渐增加，但因沿海区域地基较为松软，软土地层范围较大，在此类地基上进行钻孔灌注桩施工时，对施工质量要求十分严格。在国外的钻孔灌注桩施工技术研究中，多是在普通土层建筑工程中的应用，本研究重点分析海涂钻孔灌注桩的应用措施与质量控制要点，使建筑物安全得到切实保障。

2 工程概况

以雨水监控及事故水收集池工程为例，位于浙江宁波市。根据气象资料，在2019 年12 月初～2020 年3 月初进行水泥搅拌桩施工，当地环境温度在-5～10 ℃。项目主要内容是新建雨水监控池和事故水收集池，二者的有效容积分别为11 000 m3和47 000 m3，并创建值班室、变电所、阀门井、生活污水井与相关基础设施。该项目工期要求严格，在水泥搅拌桩施工阶段，将根据实际天气情况采取相应的施工措施，使桩体质量得到保障。在基坑围护结构中采用三轴水泥搅拌桩，三轴劲性水泥土搅拌桩内插入H 型钢，采用直径为850 mm 的水泥土搅拌桩，内插H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm 型钢作为止水帷幕，利用标准整圆套接方式，选择与之相匹配的设计搭接跳打法，保障整体施工质量。

3 软土地基钻孔灌注桩质量控制措施

3.1 明确SMW工法桩设计要求

该项目采用SMW 工法桩，为了保障桩体质量，需要明确以下设计要求。止水帷幕选用850 mm@600 mm 三轴水泥搅拌桩，水泥掺入量为20%，水灰比为1.5～2.0；要求28 d 无侧限抗压强度超过0.8 MPa；桩身垂直度应小于0.5%，桩体中心偏差控制在50 mm 以内；型钢应确保平直，接头位置与坑底上下距离均超过2.5 m，图纸内没有详细标记的位置可参考施工规范；SMW 工法桩内插H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm 型钢，H 型钢在基坑回填完毕后才可拔除；型钢插入并固定后，误差与标准值相比不可超过50 mm，垂直偏差控制在0.5 mm以内；型钢应在三轴搅拌桩施工后3 h 内插入。在基坑开挖前，对工法桩的施工质量进行检验，通过取芯、渗透系数检测等方式，要求检验数量超过设计要求，质检标准见表1[1]。待桩体达到龄期28 d 后，可钻孔取心检测其强度是否符合标准，无侧限抗压强度应超过0.8 MPa，桩体检查数量为总数的2%。

表1 SMW工法桩质检标准

3.2 加强施工材料质量管理

该项目中的三轴水泥搅拌桩的主要材料为水泥，加强材料质量控制可使整体工程质量得到保障。选用正规厂家生产、资质齐全的水泥，在入场前进行严格的质检，要求质检人员充分意识到水泥材料质量的重要性，由专人负责整理材料，创建完善的材料质检制度，明确各岗位职责，定期检验水泥资料与产品状态，确保水泥产品完好、信息准确。按照设计要求定时采购，购入水泥均要具备质量证明单据，并对品种、标号、生产日期进行检验，对于证件缺失的产品，应主动向厂家索取，认真做好复检工作，复检项目包括安定性、强度、凝结时间和细交等，根据规定要求进行质量审查，并将质检材料和复试资料汇总存档[2]。

3.3 落实各项施工流程管理

3.3.1 测量放线

按照测绘方提供的坐标点位，根据图纸中的尺寸位置，在现场设置围护结构中线，明确标记出来，放线后由监理方到场复核，确定无误后正式搅拌施工。该项目采用0.4 m3的挖机，顺着围护内边控制线进行挖掘，沟槽宽度为1 200 mm，深度为800 mm，将土渣清理干净，挖到原土为止，如若挖掘中遇到障碍物，由总包进行清理，并将较大空洞回填、压实，确保SMW工法桩顺利施工。

3.3.2 定位与钻孔

在沟槽两端铺设导向定位轴线，根据设计规定，在轴线上标记出钻孔及安插H 型钢的点位，由技术人员根据标记点位调整钻机桩架，使钻孔轴芯位置准确；将控制标高引测到定位型钢上，使钻杆下钻深度能够与规定相符。在设备位置移动时，需要顺着围护中心线方向，按照既定作业顺序移动，利用间隔全断面套打形式，循环至围护墙体成型。打桩移位应由机长统一指挥，前后台成员发挥合力完成枕木搬移，使打桩架位置能够稳定，滚管下方的枕木应垫实，使深搅机在水平和垂直方向的误差均满足要求。以水泥土搅拌桩作为坑内外止水帷幕，施工期间禁止出现冷缝，对于出现时长超过24 h 的接缝，需要立即补强处理[3]。

3.3.3 水泥浆液拌制

在现场创建自动搅拌系统，正式开钻前，将搅拌好的水泥浆液放入储浆池中，钻进与供浆同步开展，并开展技术交底，搅拌桩选用42.5 级普通硅酸盐水泥，水灰比为1.5～2.0，水泥掺入比为20%。拌浆与注浆量用每钻的加固土体换算，浆液流量根据输送能力、钻进速度进行灵活调整。待土体加固完毕后，28 d 抗压强度应超过设计值。利用电子秤对水泥用量进行控制，在浆液制备前，需要将水泥与水的总重量相加后，分多次搅拌，先放入水的用量，再将水泥放入，待电子秤数值与水泥浆总重相同后，再进行搅拌，时长超过3 min；按照成桩深度的设计值，在钻机运行中钻杆应始终保持匀速转动，下钻速度应控制在1.0 m/min 以内，提升速度控制在1.5 m/min 内，可结合项目实际地质情况进行灵活调整。对于三轴搅拌桩机来说，首次喷浆搅拌的下沉速度应大约在1.0 m/min，提升第二次搅拌的速度应大约在1.5 m/min，并始终将桩机电流控制在电机额定值中，避免其下沉或提升速度受到影响。同时，注入水泥浆液，在孔内使水泥浆与土体充分搅拌，从而提高桩体质量。科学处理溢出的泥土，使搅拌桩设计桩顶标高满足要求，便于后续工序施工。

3.3.4 H 型钢插放

在钻孔水泥经过充分搅拌后，没有初凝硬化前，可用大型吊装设备，将H 型钢吊起，转移到指定地点，借助型钢自身重力插入设计深度，再用水准仪进行调整，使各项指标满足设计规定。将型钢垂直度调整到0.5%内，通常借助钢体吊装孔将其垂直调离地面，或利用全站仪进行操控。如若软土层中型钢受自身重量影响下沉深度超过设计值，可用钢筋穿过型钢吊孔，将其固定到沟槽两端的定位型钢上，直到孔中水泥凝固。在实际操作中，因局部地质较为复杂，带有流沙、孤石等情况，在型钢插放时可能受到阻力影响难以顺利下沉，可借助振动锤击设备，帮助其下沉到特定深度。

部分H 型钢需要拔出回收，可在插放之前在表面涂抹高分子隔离材料，正式浇筑圈梁前，要用隔离材料将型钢各面与混凝土分离，选用0.8～1.0 泡沫板完成，浇筑圈梁时，需要由专人负责指导，避免隔离材料受损，无法二次利用，型钢还要超过圈梁500～600 mm[4]，如图1 所示。

图1 H型钢安插位置图

3.3.5 沟槽清理

浆液注入搅拌孔后，再将H 型钢插入，难免会有部分水泥土被挤出，可利用挖机进行沟槽清理，并将清理出的泥土及时运出现场，确保场地整洁，沟槽边缘施工能够照常开展。同时，还要保证三轴搅拌桩硬化成型，被清理的水泥土固化后，及时运送到指定地点。清孔后30 min 内进行水下灌注，初次灌注量为0.8 m3，满足设计要求后剪断铁丝，使混凝土彻底灌注至孔底。拔出H 型钢时，先用液压千斤顶，借助圈梁反力座将插板安装到型钢端头，再将H 钢接长，依次安装液压千斤顶、夹具等，使型钢顶部松动，顶起约2 m，型钢顶部利用25 t 汽车吊牵引，避免倾倒，如图2 所示。

图2 H型钢拔除工艺图

3.4 泥浆池设置与外运处理

为了确保混凝土灌注桩质量符合标准，在现场创建一个临时泥浆池，尺寸为6 m×5 m×3 m，位置邻近便道，靠近多个墩位，且有序排列。在泥浆循环与净化方面，为使现场环境得以保持，促进泥浆重复利用，可在现场设置循环净化系统，主要由制浆池、循环池、净化装置来组成。泥浆所用黏土以膨胀土和冻融后的地表黏土为主，可将沉淀池、循环池单独设置，便于孔底钻渣及时清理出来，沉淀后的泥浆也可二次使用；在泥浆排放方面，站在环保角度上看，一方面孔底钻渣应排放到指定位置，不可随意排放到周围河流、水塘等处；另一方面，可用罐车将废泥浆运送出去，以免废泥浆引发场地污染；为了确保水泥土搅拌均匀，应严格控制下沉与提升速度，如若出现堵管断浆情况，应及时停泵寻找原因，在故障排除后进行钻具提升或沉降，方可喷浆，预防断桩。

4 结语

综上所述，经过近年来的不断摸索和总结，钻孔灌注桩施工工艺逐渐优化创新，施工设备也不断改进，可应用到各种条件与场景中。随着浅海、海涂地区建筑规模逐渐扩大，该技术在软土地基中的应用日益频繁，与其他区域相比作业难度较高，对工程质量控制更为严格。这就要求施工人员充分了解当地实际情况，认真熟悉设计图纸与相关资料，提前预测灌注桩施工期间可能出现的问题，并制定应急措施，牢牢把握测量放线、定位与钻孔、水泥浆液拌制、H 型钢插放等施工要点，并注重材料、施工流程、泥浆排放等方面的质量管控，强化竣工验收，使工程各环节有条不紊地开展，整体施工质量得到切实保障。