风化岩层地质旋挖成孔灌注桩施工技术探析——以仁怀市2020年鲁班公租房建设项目为例.pdf

2772023年5 月江西建材工程技术与应用风化岩层地质旋挖成孔灌注桩施工技术探析以仁怀市2 0 2 0 年鲁班公租房建设项目为例吴吉贵州建工第八建设集团有限公司，贵州贵阳550001摘要：文中以仁怀市2 0 2 0 年鲁班公租房建设项目为例，从测量放线、孔桩成孔、清孔、桩身混凝土施工等六方面对旋挖成孔灌注桩施工技术进行探析。通过本工程的桩基施工，为类似条件下进行旋挖成孔灌注桩施工提供参考。关键词：风化岩层；旋挖成孔灌注桩；施工技术中图分类号：TU74文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 5-0 2 7 7-0 3Analysis on the Construction Technology of Geological RotaryHole-dug Cast-in-place Pile in Weathered Rock-Taking the 2020 Luban Public Housing Construction Projectin Renhuai City as an exampleWuJiNo.8 Construction Engineering Group Co.Ltd.,of Guizhou Construction And Engineering Group,Guiyang,Guizhou 550001Abstract:Taking the construction project of Luban public rental House in Renhuai City in 2020 as an example,this paper analyzes theconstruction technology of rotary hole-dug cast-in-place pile from six aspects,such as measuring and setting off,hole making,hole clearingand pile concrete construction.Through the pile foundation construction of this project,it can provide reference for the construction of rotaryhole grouting pileunder similarconditions.Key words:Weathered rock;Rotary hole cast-in-place pile;Construction technology1工程概况本工程位于贵州省仁怀市鲁班街道办事处，尚礼大道与大树路交叉路口，建筑地下一层；共计7 栋单体建筑，其中2 6 层的5 栋，9层的1栋，3 层的1栋；总建筑面积约8 6 15 2.18 m，其中，地上总建筑面积为7 0 5 8 1.7 8 m，地下室面积为15 5 7 0.4m；结构形式为框架剪力墙结构，基础形式设计3#9#楼采用桩基基础，8 9*楼部分采用独立基础及条形基础。本工程基础设计为旋挖灌注桩基础，地基基础设计等级为乙级，桩端持力层为中风化白云岩，承载力特征值为40 0 0 kPa。其中，第一标段孔桩约43 7 根，桩径分别为10 0 0 mm、12 0 0 m m、140 0 m m、15 0 0 m m、1600mm、17 0 0 m m、18 0 0 m m、190 0 m m、2 0 0 0 m m、2 10 0 m m、2200mm、2 6 0 0 m m，桩端人岩深度不小于d（桩径）。2工程地质条件2.1素填土(Qm)为近期平场时堆填，主要由碎石、块石构成等构成，碎石含量约5 0%8 0%，粒径多为2 5 6 0 mm，少量粒径大于2 0 0 mm的块石，块石呈棱角状，无序堆填，结构松散。厚度约0.8 4.2 m，平均厚度3.2 3 m，主要分布在3#4#楼区域及部分地下室有揭露。2.2可塑红粘土（Q4el+dl）作者简介：吴吉（197 5-），男，贵州大方人，本科，工程师，主要研究方向为建筑工程管理。黄色，呈可塑状，属中压缩性残积黏土，含少量白云岩碎石，呈次棱角状及棱角状，粒径1.0 10.0 cm，含量约5%。厚度约1.314.0m，平均厚度为6.17 m。厚度变化较大，场地内均有分布。2.3强风化白云岩灰白、褐黄色，薄至中厚层状，钻探岩心呈砂状、碎块状，节理裂隙发育，岩体破碎。钻探揭露厚度0.5 12.0 m。根据波速测试成果，其岩体纵波波速值在2 5 0 6 2 8 9 7 m/s，波速比指数K,=0.480.53，平均值0.5 1，完整性指数K.=0.230.28，平均值0.26，岩体完整程度为破碎。强风化白云岩属软岩，岩体基本质量等级为V级。2.4中风化白云岩揭露厚度不小于5.5 m，灰白色、浅灰色，薄至中厚层状，岩质较新鲜，岩芯大多呈碎块状、块状，少量呈短柱状及柱状。根据现场编录，岩芯采取率一般为6 0%8 0%，RQD一般为2 0%3 5%。根据波速测试成果，其岩体纵波波速值在29003800m/s，波速比指数K,=0.590.65，平均值0.6 3，完整性指数K=0.360.43，平均值0.3 9，岩体完整程度为较破碎。根据本场地钻探岩芯的试验成果资料，其饱和单轴抗压强度为27.642.2MPa，标准值为3 4.2 4MPa，属较硬岩，岩体基本质量等级为IV级。3方旋挖成孔灌注桩施工技术3.1工艺流程2782023年5 月江西建材工程技术与应用旋挖成孔灌注桩施工流程为1-6 ;设备调试放线定位钻机就位开孔设置护筒（塌孔）旋挖钻进塌孔插入混凝土导管浇筑C20砼一二次成孔清孔验收桩孔一放钢筋笼并验收检查沉渣厚度插人混凝土导管一二次清孔一浇筑桩身混凝土边振捣边拔出导管一拔出护筒（塌孔）。3.2测量放线（1）与建设、监理两方做好交桩、交点工作，确定具体的成桩点。（2）在完成图纸会审、设计优化等工作的基础上，从发包方处获取可用于施工实践的图纸资料。（3）使用经纬仪设备，对施工现场进行放样测量，实现桩位、轴线的精确定位，并明确画出初步标记。（4）待相关部门核验完成后，作出轴线、标高记号。3.3孔桩成孔（1）干作业成孔时，应在易塌孔口设置护筒或护壁，由于施工场地表层有2 4m的回填土，为预防孔口塌孔，将在孔口设置大于孔径2 0 0 mm的4m长的锁口护筒，护筒选用不小于10 mm厚的钢板制作，且垂直高度应超出地面0.3 m以上。在开展钻进施工时，需要对钻头下沉、提升的速度进行严格把控。待钻进深度达到预设数值时，应立即停钻，并对钻孔内部进行清理。（2）湿作业成孔前时，应依据施工地层、造浆原材料、水质等条件合理选配稳定液。作业前应制备足够的稳定液，施工时，稳定液面不宜低于孔口1.0 m，且高于地下水位1.5 m以上。液面应保持稳定，严禁在施工过程中出现孔内液面过低的情况。3.4清孔（1）干作业清孔，应该在安放钢筋笼和导管前清孔。（2）开展湿清孔作业时，需要分两次进行施工。成孔作业完成后，进行第一次湿清孔。钢筋笼及导管装置安装完成后，进行第二次湿清孔。（3）若桩孔内部稳定性良好，出现塌孔事故的可能性较低，可将气举反循环法作为优选的清孔工艺。（4）若桩孔内部结构的稳定性较差，存在一定的塌孔风险，则可采取泥浆循环或抽渣筒排渣的方式进行清孔。泥浆循环清孔施工时，清孔完毕后，应立即对泥浆进行清理，以确保灌注成桩前的孔内泥浆量满足工程要求。3.5钢筋笼制作与安装3.5.1钢筋笼制作（1）螺旋箍筋的尺寸不可小于6mm，相邻箍筋间的距离应控制在2 0 0 3 0 0 mm；若桩基所受的水平荷载量较高或桩基可能受到地震影响，需要对桩顶下方5 d范围内的桩体箍筋进行加强、加密处理，且相邻箍筋间的距离不宜超过10 0 mm。若桩体处于液化土层内，也应适当增大箍筋的布置密度。为了保证箍筋的受力稳定性，其配置应满足GB500102020K混凝土结构设计规范的相关要求。螺旋箍筋开始与结束位置应有水平段，长度不小于一圈半，螺旋箍筋端部弯钩角度应不小于13 5 弯钩平直长度应不小于10 d，弯钩应钩住纵筋，螺旋箍筋搭接长度应La或LaE，且3 0 0 mm，并钩住纵筋。（2）若钢筋笼长度在4m以上，则应按照每2 m一道的规律设置加强筋，加强筋的尺寸不应小于12mm。加强筋也可在设计中替换为加劲筋，若使用加劲筋，则应将其焊接在主筋外侧。若钢筋笼长度在10 m以上，需要对其进行分体式设计，并运用焊接工艺或机械连接工艺进行现场组装。（3）主筋间净距必须大于混凝土粗骨料粒径的3 倍以上。通常情况下，主筋不应设置弯钩结构，若存在设置必要，弯钩不可向内圆伸露。（4）若采取“导管法”进行施工，需要做好导管接头尺寸的设计把控。导管接头外径应小于钢筋笼内径，以小于钢筋笼尺寸10 0 mm为宜。3.5.2钢筋笼安装安装钢筋笼时，可将2 5 t汽车吊作为吊装机械。为了提高施工安全性与规范性，需要现场人员辅助进行吊装对准。在开展吊装施工时，钢筋笼轴线和桩轴线应保证吻合。若钢筋笼长度超过10 m，应在钢筋笼分体式设计的前提下，采取分节段吊运的施工方式。实践过程中，需要先吊运下放下节钢筋笼。确认钢筋笼安装到位、整体稳定后，再吊装上方钢筋笼。连接上下两节钢筋笼时，应使用2 根16 号槽钢制横担穿过下节钢筋笼顶部的加强箍，并悬挂在孔口四周的钢管架上。钢管架宜采取双排形式，内排钢管架与孔口的间距不应低于5 0 0 mm。为保证钢管架结构稳定性，还需在外排钢管架处设置支撑结构，立杆支撑间距应控制在5 0 0 mm左右，斜撑距离应控制在2 0 0 0 mm以内，用于支撑的钢管尺寸以483.2mm为宜。钢筋笼分节连接稳定后，需要进行焊接施工加以固定。焊接时，上下两节钢筋笼的主筋应对准，接头需错开5 0%，并在此基础上实施双面焊接。并做好焊接平整度的控制，误差应控制在5 0 mm内。3.6桩身混凝土施工3.6.1水下灌注混凝土当孔底渗人的地下水水位上升的速度大于6 mm/min时，应采用水下灌注混凝土灌注工艺施工，具体方法如下。（1）水下灌注的混凝土必须具备良好的和易性，灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深。导管埋深宜控制在2 6 m，严禁导管提出混凝土面，就要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土灌注记录。水下灌注的混凝土落度宜为18 0 2 2 0 mm，水泥用量不应少于3 6 0 kg/m，水下灌注混凝土宜掺适量外加剂。（2）导管壁厚不宜小于3 mm，直径宜为2 0 0 2 5 0 mm，导管接头处外径应比钢筋笼内径小10 0 mm以上，导管应居中下放，两节导管连接处应安装密封橡胶圈。直径制作偏差不应大于2mm，导管的分节长度可视工艺要求确定，管口距孔底高度不宜小于3 0 0 mm或大于5 0 0 mm。接头宜采用机械螺纹连接和机械齿合连接的方式便于施工。（3）导管使用前应试拼装、试压，试水压力宜为静水压力的1.5 倍,可取0.6 1.0 MPa。（4）每次灌注后应对导管内外进行清洗。3.6.2常规灌注混凝土当孔底或孔壁渗人的地下水的上升速度小于或等于6 mm/min时，可采用常规灌注混凝土的方法，相关技术要点如下。（1）混凝土落度：非泵送混凝土时宜为（10 0 3 0）mm；泵送混凝土宜为（15 0 3 0）mm。（2）开始浇注时，孔底积水深度不宜超过5 0 mm，混凝土灌注应连续并灌注速度符合要求，不宜过快，也不宜过慢，桩管内灌满混凝土应先振动5 10 s，再开始拔管，应边振边拔，每拔0.51.0m停拔，振动5 10 s，如此反复直至混凝土灌满。（3）若施工条件无法满足一次连续灌注混凝土的需求，应依据常规方法对施工缝进行处理。若无适用工程资料，可按照桩截面0.2%进行配筋。若施工缝部位存在钢筋骨架，且钢筋骨架面积大于桩截面的0.2%，则无需配筋。4结语（下转第2 8 1页）281上接第2 7 8 页）上接第2 7 6 页）工程技术与应用江西建材2023年5 月5基基坑降水施工为使各基坑单元能顺利实现降水作业，要求降水正式实施前在各基坑单元中部进行井群联动试抽水，并进行局部开挖验证水位降深是否达到设计要求8 。经各基坑单元的井群联动试抽水试验及局部开挖验证得知，本项目各个基坑单元地下水降深均达到设计要求。6管廊基坑降水效果本基坑工程于2 0 2 0 年4月开工，2 0 2 2 年5 月竣工，历时近2年零1个月。项目实施过程中，各基坑单元的地下水均可顺利降至设计降深，各基坑单元涌水量与计算涌水量基本吻合，降水效果良好。7结语线性工程跨度大，往往会跨越不同水文地质单元及周边环境，难以一次性开挖到位。故线性基坑宜根据不同的水文地质单元、周边环境条件及主体结构施工步序划分为若干个基坑单元，再对各基坑单元进行降水设计。1.511.00.50.0U/划2-0.5-1.0-1.5D13-2.0一D14D18-2.58-1to-11LO-E-I180-6-1161-E-1197-6-110E-5-1110190-1LO-161+1ZI-S-110-9-11二二日期图3沉降值4结语支护结构和地面的沉降和水平位移、基坑附近建筑物的垂直位移均在现行国家标准的范围内，支护结构安全稳定。（1）预应力锚杆对桩锚支护结构的位移和沉降影响很大，它可以有效地减少支撑结构的水平位移和沉降。通过观测水平位移和沉降，可以有效地监测支撑结构的状态，及时发现异常综上所述，旋挖钻孔灌注桩具备承载力强、抗震性能好、施工污染小、自动化程度高等优势，可适用于多种复杂的工程场景与地质条件，并能在高层建筑、桥梁建筑等领域发挥积极作用。但从另一方面来看，此类桩基础也存在着工艺复杂、施工控制要求高等问题，稍有不慎，可能引发桩孔塌、钢筋笼上浮、泥浆返涌等事故风险，进而对工程建设的稳定性、安全性构成一定威胁。因此，根据工程的地质和施工条件，科学组织施工，才能保证工程的顺利进行。参考文献【1刘莹莹.灌注桩施工工艺中的冲击成孔和旋挖成孔技术分析J：江西建材，2 0 15（5）：6 9-6 9，7 3.参考文献1刘壮志.上海地铁汉中路明挖顺作深基坑施工技术【J】.安徽建筑,2 0 17,2 4（3):9 2-9 3,16 5.2陈良州.漳州新城大厦基坑降水工程实例分析【J.工程勘察，2004(2):38-413 阎波，曾剑雄，刘媛，等.某基坑工程降水失效原因分析及处治设计J工程勘察，2 0 18（S1）：92-954魏琅.高层建筑深基坑降水工程设计中的问题及对策【J】.工程勘察，1995（2）：2 2-2 65钱健仁，黄捷，吴盛，等.郑州地铁车站超深基坑施工风险管理与控制J】.华北水利水电学院学报，2 0 11，3 2（3）：8 6-8 9.6白廷辉.上海轨道交通深基坑工程新技术与实践J.地下空间与工程学报，2 0 0 5，1（4）：5 5 4-5 6 0.7杨国祥，李侃，赵锡宏，等.大型超深基坑工程信息化施工研究一上海外环隧道的浦西基坑工程J】.岩土工程学报，2 0 0 3,2 5（4）：483-487.【8 徐安军，王建华，丁勇春.上海地铁明珠线二期西藏南路站基坑施工技术J.岩土工程学报，2 0 0 6，2 8（S1）：17 0 7-17 11.现象。（2）在开挖过程中，最大变形出现在基坑两侧的中部和拐角处。（3）建筑物沉降受到许多因素的影响，包括它们与基坑的距离、支护桩的设置以及时间的变化。其中，距离对沉降的影响最为显著，因为它会对周围的建筑造成巨大的空间和时间变化。参考文献【1李力，李海斌，赵庆攀.深基坑工程自动化监测技术与实践J.广东建材，2 0 2 3，3 9（4）：5 3-5 5.2 郭宝飞.深基坑支护结构的监测与数值模拟研究J四川水泥，2023（3):16 0-16 2.3程林.软土地基狭长型深基坑支护结构稳定监测与分析J】.港工技术，2 0 2 2，5 9（5）：7 7-8 1.4张云舒，陆春华，张菊连.PC工法桩深基坑支护结构变形监测及分析J】.江苏建筑，2 0 2 1（S1）：10 4-10 6，117.5李宇杰，冯忠居，朱彦鹏.兰州特殊红砂岩地层深基坑支护监测与数值模拟分析J】岩土工程学报，2 0 2 2，44（S1）：2 3 6-2 40.6 蒋兴祥，吴勇，张向阳。复杂周边环境下深基坑开挖监测与变形特性分析J】.工程质量，2 0 2 2，40（7）：5 2-5 5.【2】蒋东元.旋挖成孔灌注桩施工技术J】.施工技术，2 0 0 6,3 5（6）14-16.【3 严建峰.BARAKI体育场5 8 m长旋挖成孔灌注桩施工技术J】.施工技术，2 0 10,3 9（11）：6 1-6 3，8 9.4李宏伟.旋挖成孔施工技术在高强度岩石地基大直径钻孔灌注桩中的应用J】.科技创新与应用，2 0 14（3 3）：2 3 0-2 3 0.5陈晓鸿.旋挖灌注桩风化球及斜面硬岩钻进施工技术【J.广东土木与建筑，2 0 19,2 6（7）：7 7-7 9.6李睿，高原，周煦，等.分布式光纤感测技术在成都地区旋挖成孔灌注桩桩身内力测试中的应用J】.四川建筑，2 0 17，3 7（3）：163-166.