杨晖彬'，刘涛²
（1.上海市建设工程监理有限公司，上海200080；2.上海建科工程客谢有限公司，上海200072）
[摘要】某工程采用钢筋湿凝土钻孔灌注桩基础，在灌注桩施工中采用“旋挖冲反”施工工艺，即在钻孔灌注桩施工中先使用挖钻机钻进成孔，待钻孔至硬质岩层地层时改用冲击反播环钻机估至设计深度，详细分绍了该工艺 的原理、特点、施工工艺流程及质量控制.
[关键词】桩基础：钻孔灌注械：璇挖钻机：冲击反循环钻机：工技术：质量控制
[中图分类号]TU753.3[文截标识码]A
[文章编号］1002-8498（2014)07-0042-04
Reverse Circulation ExcavatingforBored Piles
Yang Huibin' Liu Tao²(1. Shanghai Prgjet Management Co. Lad. Shanghai 200080 China;2. Shanghai Jianke Enginering Conulting Co. Lad. Shonghai 200072 Chins)
Abstrateinfored crete bored pile is adptedi sme projtDuring thepilecnstutiortrydrilling and percussion reverse circulation drilling were used which means the rotary drilling rig is usedto drill during the construction of bored pile and after drilling to the hard rock strata the percussionreverse cireulation drill rig is used instead of rotary drilling rig to achieve the projected depth. This paper mainly introduced principle characteristics constraction process and quality control measures of thistechnology.
Key words:piles; bored piles; rotary drilling rig; percussion revere circulation drill rig; construetion;quality control
旋挖钻机以其机动性大、成孔质量高、适应地1栋公寓副楼及裙楼组成.桩基工程采用钢混额 本工程项目由1栋超高层主楼、1栋办公副楼、层能力强、独立作业性好、施工技术先进等优点被土注桩加桩端、桩侧后注浆施工工艺，其超高层广泛应用于钻孔注桩施工.面冲击反循环钻进主楼桩基础以565根直径1.2m、有效桩长22-33m的混凝土灌注桩为基础，灌注桩的钻孔深度为52.6-63.6m，大部分桩桩端进人微风化泥岩和微 风化砂岩，少部分桩桩端进人中风化泥岩和中风化砂岩.施工场地主要地层情况由上至下为：杂填土，理深0~5.6m：粉质黏土夹粉土、淤泥质粉质霜土、粉砂夹粉质黏土，埋深2.8~14.7m；细砂，埋深12.4~32.9m：粉质黏土、含砾中细砂，埋深30~52.6m；强风化砂质泥岩、强风化细砂岩，埋深 45.4~53.0m；中风化砂质泥岩、中风化细砂岩，理深39.0-58.4m；微风化砂质泥岩、微风化细砂岩，作为本工程灌注桩的持力层，埋深分别为53.0~67.5m，41.0~60.4m.特别是微风化细砂岩层，岩面起伏较大，单轴抗压强度f=50MPa，岩层属较硬
0引言
工艺具有适应能力强、使用成本低、操作维护简单层中钻进较旋挖钻机有更高的钻进效率和较低成 等特点，在国内得到了广泛应用，特别是在硬质岩本.本项目在其超高层主楼灌注桩施工中结合以上两种施工机械的特点，采用“旋挖冲反”的施工工艺，即在钻孔灌注桩施工中先使用旅挖钻机钻孔施工，待钻孔至硬质岩层地层时改用冲击反循环钻 机钻至设计深度，在保证了施工进度的同时也取得了较好的经济效益.
1工程概况
岩～坚硬岩.实际施工时普遍人岩深度为7-8m，最深为12m，是本次钻孔灌注桩施工的难点.
2钻机及配套设备
根据施工场地地质情况，选用旋挖钻机作为主孔施工，采取“旋挖冲反”的施工工艺进行施工， 要钻孔机械，对于持力层为微风化细砂岩区域的钻先由旋挖钻机钻至微风化细砂岩层、钻进困难时改用冲击反循环钻机钻至设计深度.本工程投人南车时代TR360C、南车时代TR400和三一重工SR280R旋挖钻机各1台，YCJF-20型全液压冲击反 循环钻机6台及配套设备.
3冲击反循环钻机工作原理及特点
钻机传动原理如图1a所示，从钻机同步卷筒出来的2根受力相等的正反转钢丝绳，经冲击梁和枪杆的导向滑轮，提引冲击钻头；同步卷筒工作原理 如图1b所示.电动机通过传动机构驱动冲击机构，拉动钢丝绳带动钻头做上、下冲击运动，形成瞬时冲击力破碎地层.在2根主钢丝绳之间放置由副卷扬机提引的排硫系统，排碴管的下端在钻头中心管内，钻头做上、下冲击运动时，排碴管除了随着钻孔进尺间歇下放外一般保持不动，并在冲击的同时， 连续排出钻碴，获得较高的钻进效率.
图1钻机工作原理Fig. 1 Principle of drilling rig
4“旋挖冲反”施工工艺
4.1施工工艺流程
“旋挖冲反”施工工艺流程如图2所示.
4.2施工准备
4.3成孔作业
图2“坡挖冲反”钻孔灌注桩施工工艺流程Fig.2Construction process of bored piles
在进行施工前要合理布置施工现场，清理影响施工的地上、地下障碍物，地势较低处用土回填，达到“三通一平”的要求.妥善保护好引人施工场地 水平高程的控制点，并在施工中应经常复测，以确保其准确性.根据设计图纸进行排桩，标出桩编号.内业复核无误后，到现场进行放线定桩，并做好桩位的轴线标记.接着调配泥浆，在调配过程中应对泥浆的相对密度、胶体率、黏度等指标进行检测，当泥浆的各项指标都符合要求后方可投人使 用.在泥浆循环使用前，应对其各项指标再进行检测，做到循环1次检查1次，以保证沉浆的各项指标都符合要求.
钻进，当钻进深度达到护简下2m后，方可按正常速 旋挖钻进时先在护筒内注人泥浆，并开始缓慢度钻进.当钻至微风化细砂岩层、钻进困难时，旋挖钻机退出施工，清理钻磕后冲击反循环钻机就位，启动泵吸反循环系统，泥浆循环约2min后开动钻机，进行反循环钻进.钻进过程中，操作者要随着进尺快慢及时放主钢丝绳，放绳时应使钢丝绳在 每次冲击过程中始终处于拉紧状态.当排磕弯头下降到离孔口1m时，需要接换排碴管.此时，钻机停止冲击，泥浆继续循环1~3min，待排碴管内钻碴排完后停泵，拆除弯头与排磕管的连接螺栓，提升弯头至一定高度，将要接换的排磕管下端与原排磕管连接，上端与弯头连接.反循环钻进时应及时补 浆，始终保持孔内水位高于地下水位2m左右；并要
4.4吊装钢筋笼
4.5灌注混凝土
况，保证泥浆沉淀后能回收循环再利用：并在钻进 随时监测泥浆的各项指标，尤其是泥浆中含砂情过程中记录有关参数及地质情况，以便核对地质资料，为下个相邻桩基的施工做好准备工作.
清孔是保证灌注桩质量的重要环节，通过清孔循环液中含磕量等符合桩孔要求.当钻孔达到设 能确保桩孔的质量、孔底沉殖厚度、孔壁泥垢以及计孔深后，停止钻进，进行清孔，用较好的泥浆将孔内含有钻碴的泥浆置换出来，具体操作方法是：将钻头提离孔底0.5m，开启砂石泵，反循环清孔，清孔径1.5m含砂卵石较多的孔约需15min.孔内泥浆 时间视孔径、孔深和钻碴含量面定，一般30m深、直比例达到要求后，清孔结束.
钢筋笼安装时应避免安装钢筋笼时刮伤孔壁，以降低沉碴厚度，防止坍孔发生.重点控制钢筋笼 外径和垂直度，且主筋搭接以及纵、横筋交叉点的焊接质量必须满足要求，同一根主筋不得有两处驳接接头，同区段内接头数不超过钢筋总数的50%.在制作钢筋笼过程中，要有足够的混凝土垫块保护层厚度.钢筋笼的吊装应采用3点起吊，并保持笼轴线重合，钢筋笼要缓慢落人桩孔就位.
根据导管布置以及混凝土浇灌量确定导管与混凝土高度上升量的关系，预先拟定好泵送混凝土量以及拔出导管的时间，保证钢筋笼在灌注过程中不出现上浮和下沉现象.开始浇筑混凝土后，应保 证连续灌注.随着混凝土不断上升，做好记录，并将导管缓慢向上提升.在浇筑过程中禁止将导管拔出混凝土面，并保持导管做幅度为30cm的上、下运动.浇筑过程中要根据规范要求，对混凝土抽样检查，以保证灌注桩的抗压强度满足规范要求.
5“旋挖冲反”钻孔灌注桩质量控制要点
灌注桩工程质量控制流程如图3所示，控制要点如下.
1）基桩轴线的控制点和水准基点应设在不受施工影响的地方，复核后妥善保护，施工中经常复测.
2）钻杆垂直度控制偏差在1%以内，钻头对准孔位，钻头中心与护简中心偏差≤15mm.
3）做好泥浆的清理和更换，减少孔底沉淀物.
4）钻孔过程中检查所用泥浆能否及时调整适20s，含砂率98%.
5）进行终孔验收，终孔的确定主要参照设计深
图3灌注桩工程质量控制流程Fig. 3 Quality control process of bored piles
度、钻速及浮磕取样，原则上应由地勤单位派出有经验的技术人员进行鉴定，监理工程师应检查桩位孔深、孔径、垂直度，如表1所示.
6）浇灌混凝土前，检查孔内泥浆密度应<1.1kg/m²，含砂率<2%，黏度<20s. 7）在1.5-3h内（最多不超过4h）完成混凝土浇筑准备，上报混凝土浇筑申请，监理工程师审批. 8）成孔后不能立即灌注混凝土的桩孔，应检查是否满水，以防坍孔.灌注前应进行第2次清孔，清孔后再检查沉碴厚度，符合规范要求后再浇灌混 凝土. 9）分段制作的钢筋笼的长度以钢筋的定长为宜，但宜≥6m，连接时50%的钢筋接头应予错开焊接，且两钢筋输心在一直线上.为避免灌注导管挂笼及钢筋笼上浮，笼底钢筋略呈喇叭状.对非全长 配筋的桩，钢筋笼顶标高低于地面时用吊筋将钢筋笼焊接牢固，防止下落.钢筋笼的保护层最好是设置成混凝土滚轮，每2m均匀布置4个，穿在瓣筋上.在夜间施工时要特别注意焊缝的饱满程度. 中心，并随时测量浇筑深度，确定埋置深度（一般控 10）浇筑过程中应保持混凝土导管始终在孔洞制在2-6m），防止导管提拔过快、过多而造成断桩. 11）下导管后，浇灌混凝土前，再次清孔，并计算浇灌混凝土量，要保证浇到首灌混凝土后导管埋 人混凝土面下1m以上. 12）控制最后一次灌注量，桩顶不得低于设计标高500mm，凿除的泛浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度. 表1成孔允许偏差及检测方法 Table 1Allowed deviation of hole forming and detection method 项日 允许偏差 检测方法承重桩孔径 50mm 0 用井径仅或超声波测井仪支护桩孔径 ±30mm 0 D >1 000mm 100mm 0.018 基坑开挖后，重新放出织、横轴线，对照轴线柱柱 位 条形桩基沿中心线方向和群桩 D≤1000mm D/4 且 ≤150mm 用钢尺量中 D>1 000mm 150mm 0.01H支护桩桩位 D/12
注：①D为桩的设计直径：②桩径允许偏差正值指平均断面，负值仅指个别新面：③H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离
高昂的设备价格，施工中合金钻头的损耗，其施工成本是冲击反循环钻机的5倍.采用“旋挖冲反”的施工工艺，正是考虑了2种钻机的不同特点，取长补短，取得了较好的经济效益.
13）每浇筑50m必须有1组试件，<50m”的桩，每根桩必须有1组试件，并根据需要留置同条件养护试件. 6结语 参考文献： 虑诸多方面的因素.首先，考虑地质情况，根据地 钻孔灌注桩施工中对施工机械的选择，需要考质柱状图，有针对性地选择成孔的机械.其次是考虑钻机的经济成本、工期、环保和文明等因素.还要考虑各种钻机自身的特点，取长补短.保证工程的进度、质量、安全、成本的要求.在本次工程施工中，使用旋挖钻机，在微风化砂岩层钻进速度与冲 击反循环钻机大致相当，约为0.1m/h，但旋挖钻机 [1]上海建工（集团）总公司，上海现代建筑设计（集团）总公司DC/TJ08-202-2007钻孔塞注桩施工规程[S].上海，2007.[2]建筑施工手册（5版）[M].北京：中国建筑工业出版 社，2013.[3]中国建筑科学研究院，JGJ94-2008建筑桩基技术规范[5].[4]张海波，曾祥军.桩基础的设计、施工、验收技术初探[J].黑 北京：中国建筑工业出版社，2008.龙江科技信息，2008（13）：266. 理人员的培训，目前显得尤为重要.从国家到地方到各参建单位应因地制宜地选择或编制培训教材，分区、分批、分层次地对参建单位的监测人员、建设 单位及主管部门的管理人员进行培训，提高监测技术水平和管理水平，保证监测工作质量，满足工程建设及发展的需要.通过培训，也能对现场作业人员颁发上岗证书. （上接第14页） 工程安全质量管理暂行办法）（建质[2010]5号）的要求不够了解，在监测工作的实施过程中还存在不 同程度的问题.建议各地进一步加强各级政府相关文件的学习贯彻和落实.各地从建设主管部门、建设单位以及轨道交通工程的参建各方都要认真学习、深刻领悟相关文件的指示精神，并深人贯御落实到实际工作中. 参考文献： [1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司，2013年全国城市轨道交通工程质量安全督查情况分析研究报告[R].2013.[2]北京交通大学，地工程施工安全管理与技术[M].北京：中国建筑工业出版社，2012. 2）制定出台相关的技术标准和管理制度 建议各级政府主管部门进一步制定出台关于城市轨道交通工程质量安全相关的管理制度、规范性文件，组织编写颁布城市轨道交通工程监测方面的地方标准或行业规范，从面进一步指导、规范我国城市轨道交通工程建设工作.各地轨道交通建 设单位应建立或进一步完善城市轨道交通工程监测管理体系文件，明确各方职责、工作内容及相关技术要求，加强管理、沟通和协调. 3）加强监测相关的学习及培训 加强对监测技术人员、现场作业人员及相关管
