旋挖成孔灌注桩设计与应用探析

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1、旋挖成孔灌注桩设计与应用探析　　摘要：根据旋挖桩设计施工现状，分析了旋挖桩设计常见问题及成孔方式选择等技术问题，并在工程调研和实践的基础上提出了可行的设计方法和选择建议，以供参考。关键词：旋挖桩；成孔方法；扩孔；钢护筒中图分类号：U443.15+4文献标识码：A文章编号：1引言6由于人工挖孔桩存在安全隐患，在很多地区限制使用；旋挖钻孔作为灌注桩中的一种施工工艺，相比其它钻孔灌注桩有作多方面的优势，主要优点：1、施工速度快，施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5～6倍；2、施工精度比较高，施工过程对桩深度、垂直度、钻压、钻筒内装土容量等均可以通过机身电

2、脑控制；3、噪声小，特别适合在市区或居民区使用；4、有利于环保，旋挖桩机施工泥浆用量比较少，施工过程中泥浆的主要作用在于增加孔壁的稳定性，大大减少了泥浆的排放，对周围环境的影响比较小，同时节省了泥浆外运的成本；5、无需提供动力电源，目前市场上使用的旋挖桩机都采用机身柴油发动机提供动力；6、适用地层广泛，如果在旋挖桩机施工过程进行相应的技术控制，由于旋挖桩机配置钻头的多样性，旋挖桩机可以适用各种地层；7、经济性好，由于旋挖桩机自身特点，同比钻、冲孔桩以及人工挖孔桩的经济性都较好，较低碳环保。山东省颁布了《旋挖钻孔灌注桩施工技术规程》，重庆地区也正在颁布《旋挖

3、成孔灌注桩工程技术规程》；为旋挖成孔灌注桩设计和应用提供了依据和规范。以后对旋挖成孔灌注桩的使用将更加广泛。但由于旋挖成孔灌注桩做为一项新技术，实施经验较少，加之基础工程复杂多变；本文主要和同行探讨旋挖桩设计常见问题及成孔工艺选择等技术问题。2设计旋挖成孔灌注桩的常见问题1、设计需考虑地质特性的差异，旋挖桩灌注桩（以下简称旋挖桩）与普通钻孔灌注桩相比，其造价低，优势明显。但如果无视实际地质情况，滥用此桩型，将会得不偿失。旋挖桩有一定的适应范围，旋挖成孔灌注桩宜用于填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软岩及风化岩等岩土层以及较松散的、粒径较小的卵砾石层，在粘性

4、土层钻进效果最佳，而在硬岩层、较致密的卵砾石、孤石层施工比较困难，并容易发生孔内事故和机械事。重庆地区地层从上至下大多数为杂填土、粉质粘土、强风化泥岩（砂岩）、中风化泥岩（砂岩）；适合使用旋挖桩。62、设计需考虑桩型的差异，旋挖桩较少用于大桩径施工，由于大桩径施工需要的马力较大，对旋挖机动力头与液压系统要求较高，而马力越大型号越高的旋挖桩机的价格也相对较高（目前施工队较少），因此在我国目前大桩径施工较少采用旋挖桩，大桩径工程桩施工仍被传统冲孔桩机占主导地位。旋挖机主要适合桩径为800mm、1000mm、1200mm、1600mm。另外由于旋挖桩桩基直接用电

5、动机作为传力机构，没有变速装置，产生的扭矩较小，桩长不宜大于40m。旋挖桩也可以采用扩底的方式提高承载力；当采用扩底旋挖灌注桩时，扩底直径不应大于2.5d；重庆一厂区使用的厂房项目，设计采用扩底旋挖灌注桩（考虑扩底增加承载力），桩径800mm每边扩底200mm。但由于扩孔一般采用的是机械重力式双翼合金扩底专用钻头，扩底工序较复杂，扩底后沉渣更难清理；目前大多数施工队伍难于施工扩底旋挖灌注桩，建议设计人员从经济和施工综合考虑，对一些扩底要求不大的桩，如厂区构建筑物桩基采用增加桩长（包括嵌岩深度）的方式提高承载力以满足要求，做成不扩底桩。63、设计需考虑施工操

6、作的差异，重庆地方标准《旋挖成孔灌注桩工程技术规程》（征求意见稿）要求旋挖桩操作的场地满足“场地平整度、承载力应满足旋挖钻机使用说明书对场地的要求。使用说明书未作具体要求时，应满足桅杆倾斜小于2度，场地地面（地基）承载力大于150kPa要求或采取其它有效保证措施”。旋挖桩对场地要求比较严格，旋挖桩机工作状态自重一般在70t左右，但其履带与地面接触面积约7.0m2，所以要求的地基承载力在lOOkPa左右，特别在填土地区，如果地表没有进行硬化或换填处理，地表水比较丰富或雨季施工要慎重考虑，否则采用旋挖桩机施工移机就非常困难，严重浪费机械优势。一般填土层地基承载

7、力通常不能满足要求，所以对于表层为填土的场地对旋挖桩机的施工路线应进行处理；建议处理方式采用需铺200mm厚一层（厚度可根据具体情况调整）片石或碎石碾压。当由于下雨造成回填土饱和性过高时采用挤於置换法，先在场地设排水沟，沿开挖的基坑边设300mm宽水沟一道，沟深最浅处不小于200mm，纵坡不小于5‰。沿沟长不大于30m设500ⅹ500ⅹ1500（深）集水坑一个井设潜水泵一台抽水。然后钻机分层碾压，直到碾压不动为止。换填骨料：分为基础骨料、中层骨料和面层骨料，最大粒径不应超过400mm，均采用强度不低于30MPa的砂岩片石，各种粒径所占比例大致如下：（1）基

8、础骨半：300mm~400mm占40%,200mm~300mm占4