关键词：旋挖桩施工；技术问题；解决对策
在我国的道桥以及建筑等项目建设中旋挖桩施工工艺得到了十分广泛的应用，而且该工艺受到了人们的普遍重视。在软土、流泥、流沙以及卵砾石等具有复杂地质条件的工程中旋挖桩施工工艺非常的适用，而且其具有相对较少的影响因素、较高的钻孔质量等特点，因此其技术优势非常明显。本文分析并介绍了常见的旋挖桩施工技术问题，希望能够对该施工工艺的发展起到一定的促进作用。
1.旋挖桩施工技术问题分析
在旋挖桩的具体施工过程中往往会由于人为或者自然等很多方面因素的影响导致出现各种技术问题，为了能够有效的解决出现在旋挖桩施工中的技术问题，并且能够保证旋挖桩施工的顺利进行，防止影响到施工质量和进度，就必须要认真的分析常见的旋挖桩施工技术问题。本文以广东南雄国际会展中心工程施工为例（该工程的主体主要是框剪结构和钢结构，具有96627.2平方米的建筑面积，76.3米的建筑高度），对其中存在的问题和解决对策进行分析。
1.1明显的土层制约作用问题
在广东南雄国际会展中心工程的具体的施工过程中旋挖桩受到了十分明显的土层制约作用，尽管旋挖桩技术具有非常强的适应能力，在一些比较复杂的地质情况中也能够适用，然而旋挖桩施工作业在粘性土壤的土层结构中就很难获得良好的作业效果。导致这种情况发生的原因就是粘土土壤的自身特性会对旋挖桩的钻机产生十分不利的影响，因此很难获得与砂层施工或者土层施工那样的施工效果。因此在本工程的旋挖桩施工中一旦遇到粘性土层、或者岩质较硬的孤石层、岩层时，就结合施工地区的具体情况选择行之有效的方法，比如可以选择较高硬度的合金钻头、跟管钻进，泥浆护壁成孔等方法，从而将较大的土层制约的问题解决掉[1]。
1.2具有较高的场地要求
旋挖桩钻机具有很高的场地要求，这同时也是旋挖桩施工的常见技术问题，一般来说都是采用履带式运动装置作为旋挖桩施工的钻机，而这种履带式运动装置具有非常高的场地要求。在广东南雄国际会展中心工程的具体的施工过程中也遇到了此类问题，采取如下措施加以解决：首先必须要保证场地具备一定的平整度，才能够不会影响到履带的正常运动，而且只有在具有不大的高低起伏程度以及适中的路面坡度中才可以对钻机的运动路线进行设定，避免在运动过程中发生倾斜或者翻倒的情况，引发安全事故。其次必须要保证施工场地具有一定的强度，由于旋挖钻机具有比较大的自重，引起会有较大的附加压力出现具体的钻井施工中，而如果不具备满足施工要求的场地强度，在施工的时候钻机就会出现倾斜的现象，致使垂直度很难符合规范要求，最终对成桩质量产生了不利影响。因此在施工作业的时候如果发现现场的强度和平整度存在问题，首先必须要整理现场，从而防止施工效率和施工质量受到影响[2]。
1.3较大的机械维修耗费
在维修旋挖桩机械的时候具有较长的时间和较大的耗费，而这一问题就对旋挖桩技术的进一步发展产生了极大的影响。一般来说，如果旋挖钻机处于全速的运转状态，那么其使用寿命大约为600个小时，如果相对于限定的期限而言，钻机的实际使用年限已经超出，这时候必须要对钻机的相关部件进行维修或者更换，从而避免在后续的使用过程中钻机出现各种问题。钻孔施工的效率、钻孔的质量与旋挖机械设备的维修质量具有密切关系，但是现在的钻机部件往往具有非常昂贵的价格，比如主泵、钻具、钻杆、动力头等，这些都会极大的增加旋挖桩机械的维修费用，同时在更换部件以及维修设备的时候也需要耗费大量的时间，通常都会需要至少一天以上的维修时间，旋挖桩的使用效果由于旋挖施工机械维修的耗费巨大而受到了极大的影响[3]。在广东南雄国际会展中心工程施工中，在具体的使用过程中避免出现设备使用时长的情况，如果在使用的过程中旋挖桩机发生发热过度的情况，就需要马上将操作停止，从而避免损伤到机器发动机，同时及时的更换机器的零部件，确保机器能够具有较长时间的良好工作状态。除此之外，定期的检查设备，避免小问题不断的积累造成巨大的损失。
2.预防旋挖桩施工常见技术问题的总体策略
在旋挖桩施工的过程中，出现一些技术问题是在所难免的。旋挖桩的技术问题不仅会拖慢施工的进度，而且还会影响施工的效率和质量，造成时间和成本的浪费。本人总结了多年来参与工程施工的工作经验，在该工程中提出了旋挖桩施工常见技术问题的总体策略。按照设计方案的要求，桩基础部分的施工应该使用冲孔桩的方式进行，裙楼部分的施工应该使用旋挖桩机进行。该工程中的旋挖钻机的工程桩桩径均超过了1米，旋挖桩基工程桩的作业量为388根。
2.1充分的做好施工准备工作
首先必须要深入地了解施工场地的具体情况，如果场地是新近回填土，就必须要认真的了解该场地是否具有满足钻机施工要求的强度，从而避免因为旋挖桩机自身的重量导致土层出现倾斜的情况，如果施工场地并不具备时满足施工要求的强度和平整度，这时候就必须要采取有效的措施整理场地，从而使旋挖桩钻机的要求得到满足，防止对施工效率和施工质量产生不利的影响。施工人员要认识到施工前的准备工作对于整个施工过程是否顺利有着直接的影响。特别是旋挖桩钻机具有很高的场地要求，如果没有做好相应的施工准备，造成施工场地不符合旋挖桩钻机的施工要求，再对其进行补救需要花费更多的时间和成本。因此应该留足足够的施工准备时间，避免在没有做好充分的施工准备时就开始施工。对于旋挖桩的施工而言，最主要的施工准备工作就是对施工场地进行充分的清理和平整，必须确保施工场地具有足够的强度和平整度。
2.2做好桩基的定位工作
施工人员在正式施工之前首先要准确的定位桩机的位置，在具体的施工作业过程中必须要认真的做好对桩位和控制点的保护工作，防止桩位和控制点受到人为破坏和机械破坏，从而导致重大偏差的情况出现在桩位中，最终致使桩孔不符合设计要求。在工程开工之前要以桩位和轴位的布置情况为根据将测量控制网设置在场地内，并且以控制网作为依据对各桩位中心点进行测放。
2.3做好埋设护筒的工作
在埋设护筒的时候必须要认真的做好测量和负荷的工作，从而在测量规范要求的范围内对桩位中心和护筒中心的误差进行控制，同时还要对垂直度进行严格的掌控。在完成确定护筒位置的工作之后，马上就可以实施固定操作，在完成固定操作之后，就要采用粘土对已经完成固定的护筒进行回填，并且将夯实处理的工作做好，保证做到牢固、平整的护筒埋设[4]。
2.4旋挖桩桩孔对中操作
在将埋设护筒的工作完成之后，就要开始进行旋挖钻机就位、对中的操作。要保证钻头将桩位中心对准，最好选择锥形钻头，对钻头和桩位中心的偏差进行严格的控制，一般来说，必须要保证钻机就位的水平、周正和稳固性，桩位中心和钻头中心要具有不超过10cm的误差。在具体的操作中要做到慢钻、轻压，防止出现钻位偏移的现象。
2.5钻进成孔操作
要以施工场地的具体的地质情况为根据采用合理的施工钻探工艺，按照以往的施工经验，在本次工程中选择采用现代旋挖机进行成孔施工；在埋设并且定位好护筒之后，选择SR-250 型转挖机实施钻进操作，这种钻机具有较高的成孔效率、较高的转速以及较大的扭矩等特点，因此在中风化层中非常适用。在钻机就位的时候必须要重新开展测量、定位工作，在该工程场地中的地层主要属于回填土，表现为泥岩、砂岩、砂层互层，因此比较适合采用泥浆护壁成孔的工艺进行钻井成孔，这样就可以防止孔壁在钻进的过程中出现垮塌的现象。
3.结语
为了能够有效地解决旋挖桩机施工常见的技术问题，在具体的施工中必须要认真的做好养护和检测设备的工作，并且还要严格的按照相应的要求开展各项操作。除此之外。在具体的施工中还要不断的总结，不断的分析，从而有效地解决遇到的各种新问题，最终能够使旋挖桩技术的作用充分的发挥出来。
参考文献
[1]张洋.旋挖桩施工当中常遇的技术问题与解决对策[J].中华建设，2012（04）：202-203.
[2]黎永祺.旋挖桩施工中常见技术问题及对策分析[J].现代装饰（理论），2011（07）：122.
[关键词]旋挖钻；边坡；利弊
中图分类号：TU485.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0262-02
旋挖钻因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及使用性强等诸多优势，成为工程界钻孔桩施工的主要成孔设备。在我项目部承建的临沧市省道319线临翔过境公路K10+850～K11+400段为深挖路堑岩土体自稳能力差，一旦出现临空面将产生不同程度的牵引滑动变形，现状下K11+130～+300已诱发形成滑坡，并有逐步扩大趋势。鉴于上述特殊地质情况，且该段路堑边坡较高，须对边坡进行抗滑桩及锚杆框格梁对边坡进行支挡加固，并采取逆作法施工，否则容易诱发滑坡灾害，增加建设投资，并严重影响施工进度及施工安全。分析对比旋挖钻在该地段施工的利弊，已节省成本，保护当地环境，加快工程进度。
1.与传统钻机相比的优点
1.1 钻孔速度快
以本项目之前钻孔完成的六棵桩所需时间作对比（见表1）。
由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土， 并直接将其装入钻斗内提升运至地面， 平均每分钟进尺可达50cm 左右。施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5～6 倍。而钻孔灌注桩需制备泥浆，挖设泥浆池，从开孔至成孔用于解决其它事情的时间较长，纯钻时间较短，从而增加了抗滑桩成孔速度。
1.2 抗滑桩浇筑速度快
钻孔灌注桩在混凝土浇筑前需要对成孔进行换浆，二次清空，而且在钢筋笼下放时存在不可预见因素，需对孔进行重新处理，大大增加了混凝土浇筑用时。
1.3 成桩质量高
同条件下，单桩承载力旋挖钻比钻孔灌注桩高。由于旋挖桩机靠筒底角刃切土成孔，钻头的多次上下往复，使孔壁粗糙、不易产生缩颈，成孔更规则，同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用，成桩后桩体与土体的结合程度比较高，相对而言单桩承载力要高。据有关资料报道，比估计的承载力要高20%。
1.4 施工安全性好
和传统的钻孔灌注桩相比，旋挖钻采用自动行走的履带式底盘。钻孔灌注桩采用电力发动机，需要拉舍用电缆线路，由于电用肉眼无法看到，危险性较大，用电伤人的事故发生概率远远大于机械伤人的概率。
旋挖钻成孔速度快更无需挖设泥浆池，当日钻孔完成便当日浇筑，钻孔灌注桩成孔时间较长，冲孔过程中需要制备泥浆及开挖泥浆池，在生产过程中泥浆池往往危险性较大，稍不注意便会发生安全事故。
1.5 对环境影响小
目前国内公路抗滑桩，桥梁桩基，高层建筑基础，大多数采用钻孔灌注桩泥浆循环施工。泥浆的处理方式主要以用泥{罐车将泥浆拉至弃土场，倒入如弃土场沉淀后流入地方排水沟渠，往往因为泥浆数量较多，沉淀不充分便流入地方沟渠河道，对沟渠和河道水体造成污染。
而旋挖钻成孔是底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内提升运至地面，只产生渣土。
1.6 施工简易方便，节约资源
施工精度比较高。施工过程可以通过机身电脑控制。易于管理。由于旋挖桩机自身特点，同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少，同时用电要求不高，从管理角度来讲，易于管理和节省管理成本。机械化程度比较高。无需进行泥浆清渣处理等，可降低工人的劳动强度，同时节约人力资源。
2.与传统钻机相比的缺点
2.1 前期投入比较大
目前市场上国产旋挖桩机的售价在600万元左右，如果自购设备，一次性投入比较大，针对本项目特点只适合外包后，以其成桩米数计量予外协队伍。
2.2 自重大，对场地要求比较严格
旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右，但其履带与地面接触面积约8.8m2，所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目抗滑桩施工段落处于滑坡带，地质情况差，且边进行边坡开挖边进行抗滑桩施工，风险性较高。在进行抗滑桩施工时地表有足够承载力，才能保证旋挖钻施工安全。
2.3 孔壁护壁差
由于旋挖桩机钻进速度快，主要靠切土钻进，孔壁护壁同比钻、冲孔桩要差。特别在填土和软土地层，塌孔和缩径容易发生，要给予重视。
2.4 需要机械配合作业
旋挖钻由于构造特点，成孔后钢筋笼的安装和混凝土的灌注不能自行完成，必须有其他起重机械的配合，而且挖孔过程产生的弃土必须有其他运土机械进行挖运配合，否则弃土堆高后会直接影响旋挖钻的施工。
2.5 软土中孔内容易产生负压
旋挖钻钻筒与土体接触面比较大，在软土中如果钻进进尺大，钻斗提升过程容易产生负压，在增大旋挖桩机体上拔负重的同时对孔壁稳定性有不利影响，容易形成孔壁缩径。
2.6 施工过程短期投入增加
由于旋挖钻施工速度快，短期需要投入的材料费用比较大，施工单位要结合项目资金运作情况，项目工期和合同约定的相关奖惩情况进行综合考虑和选用。
3.总结对比
本项目抗滑桩数量共计269棵，共需C30混凝土18300.30m3。
3.1 钻孔灌注桩及旋挖钻浇筑（以直径2.0m，长度20m为例）每棵需要C30水下混凝土数量对比见表2
通过上表计算可知传统的钻孔灌注桩在抗滑桩浇筑时混凝土用量超用率为13.5%，而旋挖钻的混凝土超用率为7.67%，而本项目抗滑桩混凝土设计用量为18300.30m3，以旋挖钻超用7.67%计算共需19703.93m3，钻孔灌注桩超用13.5%计算共需20770.84m3。则旋挖钻所施工的抗滑桩混凝土用量要比钻孔灌注桩施工的抗滑桩混凝土用量少1066.91m3。而以临沧市当地C30水下混凝土435元/方计算则可节约施工成本464105.85元。
通过上述分析比较，在混凝土用量方面，旋挖钻比传统钻孔灌注桩混凝土用量超用百分比小，具备节约施工成本的优势。
3.2钻孔灌注桩与旋挖钻相比开孔至钻孔完成为止每棵桩所耗用能源（以直径2.0m，长度20m为例）对比见表3
通过上表计算可知，直径和桩长相同的抗滑桩所消耗能源的价格旋挖钻为876.40元，钻孔灌注桩为956元，折算为每米旋挖钻所耗能源费用为43.82元/米，钻孔灌注桩所耗能源费用为48元/米，我项目抗滑桩总长5277米，则旋挖钻所耗能源费用为231238.14元，钻孔灌注桩所耗能源费用为253296元。
本项目四台钻孔灌注桩，工地变压器设置在K10+900左侧边坡，按需进行抗滑桩施工K10+578～K11+300段，需电缆线1200米，折合人民币为57600元。
在消耗能源费用方面，旋挖钻比钻孔灌注桩节约79657.86元，旋挖钻具备耗能低，节约施工成本的优势。
3.3 产生泥浆及渣土
钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆约为混凝土体积的2.5倍～3.0倍，而旋挖钻施工工艺为干钻，不产生泥浆，排出的渣土仅为混凝土体积的1.2倍。
按共需C30水下混凝土18300.30m3计算，钻孔灌注桩产生的渣土和泥浆为45750.75m3～54900.9m3，旋挖钻排出的渣土为21960.36m3，如果采用旋挖钻则比传统的钻孔灌注桩少产生23790.39m3～32940.54m3泥浆和渣土，
钻孔灌注桩进行冲孔作用时还需挖设泥浆池，才能保证泥浆循环，每个泥浆池体积大约为60m3，每个泥浆池可供8棵桩分别循环使用，我项目269棵桩，则最少挖设34个泥浆池。
旋挖钻与钻孔灌注桩相比，不仅有效减少了渣土和泥浆的数量，节约施工成本，减少泥浆对环境的污染，由于无需挖设泥浆池，降低了施工风险。
3.4 施工环境和场地
旋挖钻对施工场地要求较高，旋挖桩机工作状态自重一般在110t左右，但其履带与地面接触面积约8.8m2，所以要求的地基承载力在122.5kPa左右。本项目K10+578～K11+300均处于滑坡带，地基承载力较差，旋挖钻工作场地必须进过处理后才能进行施工，特别在K10+578～K10+748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只移机就非常困难，严重浪费机械优势。而K10+850～K11+300段属于明槽开挖，在路线右侧设置两排抗滑桩，第一排设在路基边线，第二排设置在距中线39处，处于开挖边坡之上，本段挖方已经出现滑坡现象，在边坡上较难提供47.49m2平整的面积，加之122.5kPa的施工机械压力，边坡无法承载如此大的压力，预计会使边坡产生更大规模的滑坡，且施工便道路r差，旋挖钻行走速度受到很大限制，无法发挥机械优势。
结束语
通过总结对比，结合本项目自身施工情况，优化施工方案，我项目在K10+850～K11+300挖方右侧第二排抗滑桩采用钻孔灌注桩施工，已施工完成抗滑桩设计强度达到70%以上，方进行下一台边坡开挖，开挖完成后立马采用旋挖钻进行施工，这样既保证了边坡稳定性，也发挥了旋挖钻施工速度快的优势，同时边坡开挖完成后还省去场地处理的的工序。在K10+578～K10+748填土地段，采用钻孔灌注桩施工，不需对场地进行处理，减少成本投资。
参考文献
论文关键词:旋挖钻机 工艺 优点 局限性 应用 发展
论文摘 要:旋挖桩工艺在我国是近几年才推广使用的一种先进的桩基施工工艺，广泛应用于公路、铁路、桥梁和大型建筑的桩基施工。苏州地区应用旋挖桩工艺较迟，实例不是很多，下面以苏州北环路四标桥梁工程灌注桩采用旋挖桩施工的成功例子分析该施工工艺在苏州地区的应用和发展前景。
本工程为苏州市北环快速路西段工程的重要的一部分，西起清塘路立交桥西侧，东至广济路交叉口，采用地面快速路形式，快速路全长385m，辅路全长755m。另外，还包括B线的411.162段。2007年5月13日开工，于2007年12月28日完成了快速路的施工。
1桥梁工程
1．1 清塘路立交桥
桥梁跨径为20+19.076+18+15.931+15.058m，总长88.065m。桥梁下部桥墩为桩接盖梁形式，钻孔桩基础;桥台为重力式桥台，钻孔桩基础;桥梁上部为简支变跨径预应力及钢筋砼板梁。钻孔桩采用C25砼，桥墩桩径为D120，桥台桩径为D100，预应力板梁采用C50砼，预制钢筋砼板梁采用C40砼。
1．2 十字洋河箱涵
涵洞采用16+13m，总长29m，两孔，更利于水流的畅通，下部结构为钻孔桩基础，箱式底板，钢筋砼板墙，上部为钢筋砼现浇梁板。
1．3 C线桥
跨径组合为20.54+10×21.04+17.07+20.54米，简支板梁，共13孔，全长268.55m。下部结构采用暗盖梁+承台柱式桥墩，钻孔桩基础。桥宽为18m～22.7m。
1．4 B匝道桥(B0—B10墩)
跨径组合为(3×32)+(25+38+25)+(2×35)+(2×27.4)m，总长308.8m。下部结构为钻孔桩基础，承台柱式桥墩，上部结构采用现浇预应力砼箱梁，桥宽8m，采用墩梁固结，箱梁为小悬臂直腹板连续箱梁，满堂支架施工。
1.5 工程地质特征
根据野外钻探结果，场地岩土层按成因类型自上而下分别为如下成份。
(1)淤泥:厚度0.3m～2.4m；(2)；素填土:1.5m；(3)粘土:3.5m；(4)素填土:1.5m；(5)粘土:3.5m；(6)粉质粘土:4.4m；(7)粉砂夹粉土:8.1m；(8)粉质粘土:2.5m粘土:4m;(9)粉质粘土:6.0m；(10)粉土:7.0m；(11)12粉土:8.2m。
1.6 钻孔桩的实施情况
钻孔桩共480根，投入12台钻孔桩机，计划30d完成。在施工过程中，由于桩机损坏、拆迁不到位及天气原因影响，8d成孔44根桩，比计划慢了约88根，即每台钻孔桩机每天成孔67根。
现场项目部经过与桩施工队协调，增加投入1台苏州地区较少使用的旋挖钻机。结果，在最后5d的时间里，钻孔桩机成孔70条，旋挖钻机成孔40条，平均8孔/d。支护桩施工按计划顺利完成，为整个地下室施工赢得了时间。
2旋挖钻机的成孔工艺
旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
3旋挖钻机成孔的优点
3.1 广泛的适应性
在硬土地层，由于传统钻机的自重有限，不可能给钻头施加更大的进给压力。而旋挖钻机由于采用动力头装置，动力头的给进力加上钻杆的重量，钻进能力强。据统计，在相同的地层中，旋挖钻机的成孔速度是转盘钻机的5～10倍。
在软土层，由于旋挖钻成孔速度较快，可以有效地控制塌孔缩颈等现象。
3.2 成孔速度快
旋挖钻机的成孔速度最快能达到1m/min，与传统的循环钻机相比优势明显，这样就有效地保证了工程的进度，节省了工期，减少了施工投入。
3.3 环保特点突出
目前国内传统钻机多采用连接钻杆形式和掏渣桶掏渣，在钻进过程中多采用泥浆循环方式，在施工中需在场内设置泥浆池，文明施工难以控制。而旋挖钻机采用动力头形式，其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘，然后快速提出孔外，在不需要泥浆支护的情况下就可以实现干法施工，即使在特殊地层需要泥浆护壁的情况下，泥浆也只起支护作用，钻削中的泥浆含量相当低，这使污染源大大减少，改善了施工环境，成孔效率大大提高。
3.4 提高桩的承载力
由于旋挖钻机的特殊成孔工艺，其钻头的多次上下往复，使孔壁粗糙、不易产生缩径。与传统的钻孔桩相比，旋挖桩的承载力显著提高。
3.5 行走移位方便
旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置，而不像传统循环钻机移位那么繁琐，从而加快了施工速度，对场地的适应能力极强。
3.6 桩孔对位方便准确
这是传统循环钻机根本达不到的，在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态。
4旋挖桩在广州地区的应用情况分析
4.1 旋挖桩适用地层
旋挖桩适用地层范围较广，有较强的适应性，其适用地质条件如下。
(1)适用于砂岩、灰岩、花岗岩及黏土层、砂层、淤泥质等地层中;(2)适用于进入硬岩施工，一般在单轴抗压强度30MPa以下硬岩中成孔速度较理想;(3)软弱地层成孔速度较快，如有塌孔情况可采用套管跟管钻进或钢护筒护壁的方法处理。
4.2 苏州地区地质情况
苏州位于长江三角洲冲积平原东部，土质主要为粉质粘土、粘土、粉砂、粉砂。苏州东靠黄海，海拔较低，地下水位较高，又加上该地区以粉砂、粉质粘土为主，导致土壤含水率较高。在施工灌注桩时因旋进速度较慢，易造成成孔时出现塌孔和缩颈等状况。
4.3 应用情况分析
根据旋挖桩适用的地层情况，旋挖钻机在苏州地区土层中成孔较为理想，其不仅适用于工程围护结构的施工，同时可以作为工程桩的理想桩基施工机械。
5结语
旋挖桩技术被誉为“绿色施工工艺”，在我国有很好的发展前景，进口产品正大量涌入我国市场，而我国同类产品的开发尚处于初始阶段，未来几年将处于急速发展的上升和成熟时期。今天，我国正处在一个大发展时期，各种工程建设急需大量的建设机械，特别是公路桥梁、铁路、水利、城市发展，需要大量的桩工机械设备，从其发展的速度来看，旋挖钻机的市场需求量还是比较大的。在苏州，旋挖桩的应用处于萌芽阶段，只在一些大型的工程(如地铁)施工中使用过，可供参考的施工经验较少。但是随着苏州及周边城市建设规模的不断扩大，大型地下工程必然越来越多，旋挖桩施工工艺必将具有非常广阔的前景。
参考文献
[关键词]长沙地铁 星沙大道站 总体部署 施工思路
中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0203-01
1 工程概况
星沙大道站主于开元中路与星沙大道交口处，为保证开元路和星沙大道的正常通行，以及主体结构的正常施工，将星沙大道线道站划分为三期分别进行施工。
一期施工包括主体以及钢便桥施工。
二期施工包括车站主体南侧的出入口、风亭及其它附属结构。
三期施工包括车站主体北侧的出入口、风亭及其它附属结构。
2 总体施工方案
（1）、车站主体采用明挖顺作法施工及局部盖挖施工。围护结构（钻孔桩+旋喷桩）采用旋挖钻钻孔，泥浆护壁成孔，汽车吊安装钢筋笼，泵送商品砼水下灌注成桩；龙门吊辅以汽车吊安设钢管内支撑；基坑开挖采用长臂挖掘机接力开挖，纵向分段、水平分层、台阶转碴的方法进行，自卸汽车远运外弃；主体结构采用满堂脚手架+模板立模，泵送商品砼浇注。
（2）、出入口、风亭等附属结构采用明挖顺作法施工，围护结构（钻孔桩+旋喷桩）采用旋挖钻钻孔，泥浆护壁成孔，汽车吊安装钢筋笼，泵送商品砼水下灌注成桩。出入口、风亭开挖采用挖掘机后退式开挖，主体结构采用满堂红脚手架+模板立模，泵送商品砼浇注。
3 主要施工进度安排
（1）围护结构施工。主体结构钻孔灌注桩计划2014年5月1日开始，2014年7月1日完成，工期很紧，项目计划采用旋挖钻机施工，成孔较快，参考以往经验情况，每台设备每天可以施工5根，采用6台旋挖钻机一天24小时施工，每天可完成30根，按实际工期计算，835/30=28天。计划工期为62天，满足工期要求。
（2）、基坑开挖。基坑开挖分段分层开挖，挖土放坡坡度控制1：1.5，所留反压土宽度为3米。第一层土方开挖按照2000方/天考虑，第二层及以下土方开挖因考虑到出土孔出土不便，而且下部岩石较多，按照1000方/天考虑。开挖实际工期149天，计划工期151天，满足工期要求。
（3）、主体结构施工。车站主体结构标准段单段长度施工工期为15天，考虑到相邻两段分开施工，每段主体结构施工时间约为30天。
（4）、车站附属结构施工。星沙大道站附属结构主要包括4个进出入通道口，3组风亭以及4个出地面疏散楼梯。附属结构都要等车站主体开挖完成，恢复交通后才能施工。
（5）、星沙大道站主体工程计划开工时间为2014年5月1日，计划竣工时间为2015年6月4日，工期为398工作日。本工程计划竣工时间为2016年3月28日，总工期为781工作日。
4 各施工阶段平面布置及施工思路
4.1 一期工程分以钢便桥施工完通车前后为节点分为两个阶段
一期工程一阶段：
（1）一期围挡车站主体西侧及东侧，利用开元中路路侧绿化带疏导东西向车流，保证双向六车道通行；路口偏东留出32m宽口疏导南北向车流，保证双向8车道通行。
（2）该期内在路口位置及时施做钢便桥，钢便桥面积1174m2，施工围挡总面积21911.2m2。
（3）进行主体部分的桩基、主体、钢便桥施工，该期工期计划3个月。
一期工程一阶段施工思路：
钢筋加工厂布置方案：钢筋加工场布置在西边围挡空地内。东边前期钢筋由西边钢筋场地加工，后期主体钢筋分二个方案：1、外租钢筋场地加工。2、东边盾构接收井预留做钢筋场地。
围护桩基施工方案：桩基从西边盾构始发井用2台旋挖钻机施工往东边施工，按隔2根桩施工依次施工，再用2台旋挖钻机从东边钢便桥往西边施工，按隔2个桩基依次施工，主要优先施工盾构井和钢便桥区域。用2台旋挖桩基东边开始往西边施工，一共用6台旋挖钻机施工。
土方开挖施工方案：盾构井-钢便桥段按照分层分段方式开挖，主要以长臂挖机为主，小型空压机、风炮挖掘机、吊车调出土方为辅的方案。钢便桥采用盖挖法施工。钢便桥-东一路采用马道，纵向放坡，挖机分层开挖方式施工.
支撑体系施工方案：依据土方开挖的方向施工，从西边盾构始发井、钢便桥土方开始由两端往中间依次分层施工。另外东边盾构接受井、西边围挡红线10米处由西往东依次分层施工。
主体结构施工方案：主体施工分三部分施工，一部分施工盾构始发井施工优先施工，二部分施工钢便桥区域，三部分施工其他主体结构，由西往东依次分层形成流水施工。
一期工程二阶段：
（1）一期工程二阶段围挡在一期一阶段的基础上围入一期疏解通道，利用开元中路路侧绿化带疏导东西向车流，保证双向六车道通行；利用路口钢便桥留出双向8车道进行交通疏解。
（2）该期内采用明挖及盖挖法施做车站主体结构，钢便桥面积1174m2，施工围挡总面积21927.2m2。该期总体工期计划15个月
一期工程二阶段施工思路：
一期工程二阶段施工思路和一期工程的基本相同，主要差异为钢便桥盖挖处保护、改道施工。
4.2 二期工程
（1）二期围挡车站南侧出入口及风道，利用已恢复路面进行交通疏解。
（2）该期内采用明挖法施做车站附属结构，施工围挡总面积9642m2。
二期施工思路：
钢筋加工厂布置方案：布置在2号出入口与1号紧急出入口之间。
围护桩基施工方案：桩基用6台旋挖钻机从主体结构往外侧施工依次施工，旋喷桩用6台旋喷钻机从主体结构往外侧施工依次施工。
土方开挖施工方案：土方开挖采用台阶式分层分区开挖，从两端往中间依次开挖施工。开挖方法主要用长臂挖机施工，土方出土方向为往两边侧门和星沙大道方向。
支撑体系施工方案：依据土方开挖的方向施工，从两端往中间依次分层形成流水施工。
主体结构施工方案：主体结构按照每个出入口从里往外依次分层形成流水施工。
4.3 三期工程
（1）四期围挡车站北侧出入口及风道，利用已恢复路面进行交通疏解。
（2）该期内采用明挖法施做车站附属结构，施工围挡总面积8189m2。
三期施工思路：
钢筋加工厂布置方案：布置在2号出入口与1号紧急出入口之间。
围护桩基施工方案：桩基用6台旋挖钻机从主体结构往外侧施工依次施工，旋喷桩用6台旋喷钻机从主体结构往外侧施工依次施工。
土方开挖施工方案：土方开挖采用台阶式分层分区开挖，从两端往中间依次开挖施工。开挖方法主要用长臂挖机施工，土方出土方向为往两边侧门和星沙大道方向。
支撑体系施工方案：依据土方开挖的方向施工，从两端往中间依次分层施工。
主体结构施工方案：主体结构按照每个出入口依次分层形成流水施工。
4 车站主体施工分层分段
按主体结构分段施工，按照站厅层1-56轴平面图分为1-4、4-7、7-10、10-13、13-16、16-19、19-22、22-25、25-28、28-31、31-33、33-36、36-39、39-41、41-44、44-47、47-49、49-52、52-54、54-56轴，分为20段，从13.55米-27米不等分段，按钢支撑分层共计4层。第一层至冠梁底下10cm处，第二层至第二道钢支撑下1m处，第三层至第三道钢支撑下1m处，第四层至基坑开挖底部。
参考文献：
关键词：人工挖孔灌注桩；机械旋挖灌注桩；机械旋挖灌注桩的应用
中图分类号：U443.15+4文献标识码： A
工程概况：
新站房建设场地位置有过两次拆建，地下有许多旧有桩基，同时调查当地同地质条件的桩基础成孔形式，原设计采用人工挖孔灌注桩。
新建沈阳至丹东铁路客运专线本溪站工程位于既有本溪站站址。位于本溪市市中心，周边为繁华的商业区域。层数为地上三层，地下一层，建筑面积：14686.31m2,设计标高±0.000绝对标高为115.472m，本工程勘察揭露地下水为潜水，水量较大，主要由生活用水及降雨补给，勘察期间测量上层潜水埋深1.80~2.40米。
勘察结论和建议：根据设计方案和地层结构，拟建站房可采用灌注桩，建议以第⑤层碎石层、⑥1层页岩（强风化）做为桩的桩端持力层；对成桩达到设计桩长而桩端未进入⑥1层页岩（强风化）时，建议设计方将摩擦端承桩改为摩擦桩。建议桩基设计完成后进行现场的试桩试验。
采用人工挖孔灌注桩工艺时，对各层地基土的极限侧阻力标准值(qsik)和极限端阻力标准值(qpk)的建议如下表。
灌注桩设计参数表
工法 层号 ①
填土 ②
粉质
黏土 ②1
粉质
黏土 ③
粉质
黏土 ③1
黏土 ④
中砂 ⑤
碎石 ⑥
页岩
（全风化） ⑥1
页岩
（强风化）
人工挖孔灌注桩 qsik（kpa） 20 30 25 30 20 50 110 70 110
qpk（kpa） 2500 1000 1400
人工挖孔桩设计：
人工挖孔扩底灌注桩，桩径1200mm，扩大头直径1600mm,单桩竖向承载力特征值2500KN，桩长约10.5m，桩端持力层为第五碎石页岩，桩端进入持力层深度不小于1200mm。总桩数168根，桩混凝土C30,钢筋HPB300、HRB400
本项目如采用人工挖孔桩，施工工期至少需两个月。
为保证本溪站房2013年10月份投入使用，减少旅客冬季在临时过渡站房过渡时间，通过认真比选并结合前期站房地下部分围护桩施工情况，认为采用旋挖转成孔比人工挖孔能够节省约一个月的时间，既保证了工期又满足了站房工程经济、安全的要求，同时要求施工单位通过实际挖验确定了障碍桩的数量和位置，之后与设计院联系确认可以通过增大桩径以减少桩数和调整桩位的方法来躲避地下的障碍物。因此建议本溪站房基础采用旋挖转成孔灌注桩。
机械旋挖灌注桩设计：
桩基参数确定主要依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）规范中表5.3.5-1、2，按各层地基土的物理力学性指标，提出钻孔灌注桩的极限侧力标准值(qsik)和极限端阻力标准值(qpk)见下表
灌注桩设计参数表表1
工法 层号 ①
填土 ②
粉质
黏土 ②1
粉质
黏土 ③
粉质
黏土 ③1
黏土 ④
中砂 ⑤
碎石 ⑥
页岩
（全风化） ⑥1
页岩
（强风化）
泥浆护壁钻孔灌注桩 qsik（kpa） 20 30 25 30 20 50 110 70 110
qpk（kpa） 1400 600 1100
机械旋挖灌注桩单桩承载力特征值的计算表2
钻孔编号 Z002 孔顶标高 112.98
土层编号 岩土名称 层顶深度 层顶标高 土层厚度
1 素填土 0.00 112.98 1.90
2 粉质粘土 1.90 111.08 1.40
2a 粉质粘土 3.30 109.68 1.50
3 粉质粘土 4.80 108.18 2.70
4 中砂 7.50 105.48 0.10
5 卵石 7.60 105.38 7.40
15.00 97.98
桩顶标高 113.022
桩长(M) 15.00
室内外高差 0.15
±0.00绝对标高 115.472
以孔2为例（见上表）单桩竖向承载力特征值Ra确定
Ra=qpaAP+up∑qsiali
GB50007-2002(8.5.5-1)
对于Φ800的桩：AP=ΠR2=Π×0.42=0.50265（m2）
up=ΠD=Π×0.8=2.5133（m）
根据表1表2土层分布与特性：
单桩竖向承载力为：
Ra=0.50265×1400+2.5133(1.9×20+1.4×30+1.5×25+2.7×30+0.1×50+7.4×110)=703.71+2557.28=3260(KN)
桩身强度验算
桩轴心受压时：Q≤Apfcφc
GB50007-2002(8.5.9)
选用C30混凝土：fc=14.3N/mm2
φc=0.7
AP=0.50265 m2
Apfcφc=0.50265×106×14.3×0.7=5.031×106(N)=5031(KN)≥Q 满足要求
为确定单桩竖向承载力特征值，现场采用旋挖钻做三根试验桩，桩长10.7m。经检测S-1:Ra=2500KN; S-2:Ra=3000KN; S-3:Ra=3000KN。
静载荷试验结果表明，单桩竖向抗压承载力特征值为2800 KN
结合理论计算及现场试验检测结果，确定机械旋挖灌注桩（桩径800mm）, 单桩竖向承载力特征值2500KN设计桩长不小于10.5m,桩端持力层为第 5 层碎石，桩端进入持力层深度不小于1200mm。
总桩数179根，桩混凝土C30,钢筋HPB300、HRB400
人工挖孔桩与机械旋挖灌注桩经济比较（桩形式改变对上部承台及筏板尺寸影响不大）
类别桩形式 桩数量 混凝土量
（m3） 钢筋数量
(t) 总 价
(元)
人工（扩孔）
挖孔桩 168 2658.5 98.33 4033366.61
767.7（护壁） 17.96（护壁）
机械旋挖灌注桩 179 1123.2 72.9 3017719.32
机械旋挖灌注桩的应用
旋挖钻机是近几年来钻孔灌注桩施工中较先进的一种施工方法，其高效、环保、效益高的特点，适用于工期紧、工程量大、地质条件较好的工程。
2钻孔设备简介
2.1钻孔设备选择
由于本工程工期紧、质量标准高、环保要求严，为保质保量按期完成，必须采用具有成孔速度快、施工效率高、施工质量好、移动灵活方便、不使用循环泥浆、产生废浆少、对环境污染小等优点的较为先进的钻孔设备，传统的旋转或冲击钻机很难满足本工程的需要，而旋挖钻机恰好符合这个要求。本工程共投入了2台旋挖钻机，为湖南山河智能机械有限公司研制的SWDM22型钻机。
2.2旋挖钻机成桩原理
在钻杆的扭矩作用和加压系统的合力作用下使带有活门的桶式钻斗旋转进尺，在钻斗旋转过程中旋起的钻渣从钻斗下方的底口进入钻斗内，当钻斗内装满钻渣时，扭矩反力显著加大，并通过操作室内传感装置反映出来。随后在机组人员操作下，使钻杆反向旋转，由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土。如此循环反复，不断取土、卸土，直钻至设计深度。
2.3旋挖钻机施工特点
⑴机械化程度高
旋挖钻机集机、电、液于一体，操作灵活方便，机械自动化程度高，施工现场可自行移动，自立桅杆，孔位对中方便，施工中采用的伸缩钻杆节省了人力和辅助时间，工效大增。另外，自身有起吊功能，在无吊车时，能自行完成钢筋笼吊装就位、吊接导管；施工后，又可将护筒及时拔出倒用。
⑵钻进速度高
由于钻头直接从孔内提取岩土故成孔速度快，在土层和砂层的钻进速度可达6m/h，在岩层可达0.5～1.5m/h，钻孔速度比普通回转钻机快几倍。
⑶成孔质量好
旋挖钻施工中采用人工造浆护壁，泥浆性能好，成孔后孔底沉渣少，对桩底质量控制有保证；旋挖钻孔对地层扰动小，所生成的孔壁泥皮薄，生成的孔壁相对于回转钻机施工生成的孔壁相对要粗糙，有利于保证设计桩基承载力。
⑷环境污染小
旋挖钻孔施工中不需要进行泥浆循环，所掏出的土层利于整体堆放外运，施工现场整洁，浆体可以循环利用，施工产生的噪音低，对环境污染小。
3旋挖钻孔施工工艺
3.1施工场地布置
施工场地根据现场地形情况进行合理安排，平整场地，修筑施工便道，水、电运输及机械设备材料要到位，泥浆排放、钻渣外运也要进行布置安排，必须全面满足施工要求。
3.2钻机就位、护筒埋设
旋挖钻机底座场地应平整、夯实，确保在钻进过程中钻机不产生基础沉陷。钻机为自行式，就位方便。护筒埋设主要由人工、机械配合完成，利用旋挖钻机的动力头把护筒压入地面，护筒由厚度16mm钢板制成，护筒直径比桩基孔径大150mm，每节护筒长度4.0m。护筒顶至少高出地面30cm，同时要满足比地下水高出2m的要求，以保证水头压力，并防止杂物、泥水流入孔内。
3.3泥浆制备
制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基质量的关键。旋挖钻机钻孔速度快，钻孔过程中采用静浆护壁，所以普通粘土制备的泥浆不能满足护壁要求。选用优质膨润土，加入纯碱等配制出高质量的复合泥浆，这种泥浆颗粒悬浮均匀、沉淀少、性能稳定，能满足钻孔要求。泥浆由拌浆机搅拌后存于泥浆池内，钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆，维持护筒内应有的水头，防止孔壁坍塌。为了回收泥浆原料和减少环境污染，现场设置泥浆循环净化系统，在钻孔结束和灌注混凝土时，将泥浆排水固定的泥浆池中，循环净化后可重复利用。
泥浆制备应注意两个方面：一是泥浆的指标问题，其比重一般应控制在1.1～1.2之间，粘度控制在18～22s，砂率控制在2%以内。二是补浆的速度，泥浆补充一般采用泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒面以上为标准。
3.4钻孔施工
钻斗中心与桩位中心对正后，调整钻杆垂直度，将钻杆走行臂位置锁定，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆护壁，反复循环直至成孔。
钻进过程中配备专人清理钻头四周夹带的泥块，确保钻头下入孔底有泥浆通道使下钻顺利。由于钻孔速度快，为确保孔壁稳定不出现坍塌，由专人对地质情况进行复查并经常进行泥浆指标的测定，及时调整泥浆性能。
在开始钻进或穿过软硬层交界处时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。在钻孔过程中，应根据具体情况对钻杆进行竖直度检测，防止钻杆因不可控制因素而变动，影响成孔质量。
根据不同的地层选配不同的钻头钻进，在粘性土层选用长钻筒，在砂、卵石含量较高的地层可选用短钻筒，控制泥浆质量和钻速，对于含孤石、漂石和较硬岩石地层时，换用长、短螺旋钻头进行处理，松动后换钻筒继续钻进。
3.5清孔
当钻进至设计高程时，终止钻进，钻头空转无进尺掏渣，同时向孔内注入经过泥浆分离器处理过的泥浆，换出孔底沉碴及浓度较大的泥浆，直至泥浆各项指标、孔底沉渣等符合设计及规范、验标的要求为止，严禁采用加深孔底深度的方法来代替清孔。
3.6安放钢筋笼、灌注水下混凝土
与一般钻孔桩相同。需要指出的是，由于旋挖钻机成孔速度非常快，钢筋笼的制作、安装、水下混凝土的灌注能力等必须与之相适应，否则，不能充分发挥该钻机的优势。
4结语
旋挖钻机在新建本溪站桩基础施工中得到了充分应用，确保了工程进度和质量，而且还能减少对周边的影响，降低施工中的危险性。本工程桩基成桩后按照规范要求对桩基进行无破损检测，全部达到优良，充分体现了旋挖钻机施工质量可靠、施工效率高、环保等优点。
参考文献：
建筑地基基础设计规范GB5007-2007
关键词：全护筒；旋挖法；桩基
Abstract: Pile foundation engineering is common in highway bridge construction. In view of the variety of the its construction methods, the commonly used methods are machinery screwed pore-forming method, machinery pore drilling method, manual pore digging method, and the infrequent is full cylinder screwed excavation method. Illustrated by expounding the full cylinder convolution digging method, the paper provides valuable experience for the future pile foundation construction in gravel areas.
Key words: full cylinder; screwed excavation method; pile foundation
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1引言
桩基工程在公路桥梁施工中较为常见，针对桩基工程的施工方法目前种类繁多各有特色，国内多采用的有机械回旋成孔法、机械钻孔成孔法、人工挖孔成孔法，但对于全护筒旋挖成孔法目前在国内应用还不是很广泛，由于工期紧迫，原有的施工方法无法满足进度要求，为保质保量完成既定任务，项目部引进了先进的旋挖钻机组织施工，在保证质量的前提下不但顺利完成桩基的施工，并将工期提前了近1/3，得到了业主的一致好评。
2工程概况
Kobuleti绕城公路项目位于美丽的黑海之滨格鲁吉亚境内，项目全长15.4km，全线共有桥梁14座，桩基1032根，桩径1.2m，桩长20.7m-31.2m，总计28218.9延米，B30混凝土灌注量32721.2m3。工程全段地质情况复杂，同一座桥下地质情况变化较大，经过钻孔施工得知，土层依次为淤泥质粘土、粉质粘土、粉细砂、中砂砾石、大砂砾石，其中砾石层分布在9-37m，分布极其不均。项目在初期时考虑采用回旋转和冲击钻进行桩基施工，但由于沿海特殊的地质条件，2种设备在使用时均显力不从心，经项目部调研后立即租赁当地的2台旋挖钻机进行施工。
3旋挖钻机施工工艺
3.1施工准备
旋挖钻机回转半径大、钻杆高、自重大，在进行施工前要合理布置施工场地，清理影响施工的障碍物（如架空电线等），地势较低处要进行回填，软土地基需要进行地基处理，保证场地达到“三通一平”的要求。妥善保护好引入施工场地水平高程的控制点，并在施工中经常复测，以确保其准确性。根据设计图纸安排钻孔的先后顺序并与测量人员进行交底，各工序核查无误后，到现场进行放线定桩，并做好桩位的轴线标记。
3.2钻机就位及护筒埋设
旋挖钻为履带式自行行走设备，其自身带有护筒驱动器，可自行埋设和拔出护筒；护筒长度由2-4m，护筒内径1.11m，外径1.2m。旋挖钻开始埋设第一节护筒时使用螺旋钻头，人工配合钻机将钻头对准桩基中心点，钻机自行将护筒放下，螺旋钻头开始将土翻出，同时护筒驱动器将护筒压入地下。埋设护筒时用水平尺检查垂直度，护筒顶一般高于地面1.2-1.6m，以便护筒驱动器能够将其卡住，第一节护筒埋设完毕，护筒垂直度检查合格后，开始换用筒式钻头进行钻进施工。
3.3成孔作业
换回筒式钻头后，开始安装第二节护筒，护筒采用铆钉连接，护筒安装完毕后，将钻头下降到孔内预定深度，旋转钻头并加压，将旋起的土挤入钻筒内，待泥土挤满钻筒后，反转钻头，将钻头底部封闭并提出孔外，人工或自动开启钻头底部开关，倒出弃土。钻进过程中，护筒驱动器将护筒压入地下，保持护筒底部与钻进深度1-1.5m的距离，钻至设计标高后，将护筒底部压至设计标高处。钻机施工时配置一台小型挖掘装载机，用于移除钻渣。
清孔是保证灌注桩质量的重要环节，通过清孔能确保桩孔的质量、孔底沉渣厚度以及循环液中含渣量等符合桩孔要求。当钻孔达到设计孔深后，应将钻斗留在设计深度处机械旋转数圈，尽量将孔底沉渣装入斗内。起钻后仍需对孔底沉渣进行清理，一般采用直接旋挖清孔。
3.4吊装钢筋笼
旋挖钻孔桩的显著特点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣少。因此在安装钢筋笼时应采取合理措施，避免安装时间过久，这样可以大大降低沉渣厚度，保证桩基质量。钢筋笼的吊装采用钻机自身钻杆起吊，通过钻杆的前后、左右摆动来调节钢筋笼的垂直度，并保持笼轴线重合，钢筋笼要缓慢落入桩孔就位。
3.5灌注混凝土
导管由直径300mm的无缝钢管组成，用装有垫圈的法兰盘连接管节，导管内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。混凝土浇筑前根据孔深配制好相应的导管长度，保证安装时一次性到位。
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续进行，及时测探孔内混凝土面的位置，并及时调整导管埋深；当混凝土顶部高出下埋护筒两节后，暂停灌注施工，钻机采用护筒驱动器将护筒拔出一节，然后继续灌注，如此循环，直至灌注结束；混凝土灌注到接近设计标高时，要计算所需要的混凝土方量，计算混凝土量时应加上护筒自身的体积；为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌80cm ~100cm，以便承台施工前将此段混凝土清除，保证桩基混凝土质量。
3.6桩试验
本工程在旋挖钻机成孔的208根桩中抽取62根桩进行静载法检测单桩承载力试验，全数进行无破损法检测成桩质量。检测结果：桩的完整性、承载力均满足设计要求。
4施工中的常见问题及控制措施
4.1钢筋笼下放后清孔困难
全护筒法旋挖钻机施工中要严格控制下放钢筋笼的时间，如果因为其他原因在桩基成孔后不能立即浇筑施工，则不可提前下放钢筋笼；例如PK10+65桥N5台N3桩的施工，当钢筋笼下放两节后，因拌合楼故障不能进行浇筑，桩基成孔后12个小时才开始进行施工，此时测得孔内沉渣约0.8m，最后采用吊车将钢筋笼吊出孔外，钻机再次进行清孔，才保证了桩基的施工顺利进行。
4.2钢筋笼容易卡在护筒上，导致拔护筒时钢筋笼上浮
该项目桩径1.2m，钻机采用的护筒内径1.11m，钢筋笼带耳筋的最大直径为1.117m，因此在制作钢筋笼时要降低耳筋的高度，确保钢筋笼周围与护筒有充裕的空间，在下放钢筋笼时必须保证焊接后的钢筋笼顺直，护筒驱动器在拔出护筒时应边转动边上拔。
5总结
经项目实际施工，对旋挖钻机施工的优点总结如下：
（1）旋挖钻机成孔速度快、效率高，可有效保证施工进度。施工时提钻以及安装护筒的时间短，平均钻进速度可达5 ~8m/h；
（2）清孔速度快。旋挖钻机清孔即可采用正循环泵进行清水循环，也可直接旋挖清孔，后一种清孔方式速度更快；
（3）对施工现场污染小。旋挖钻即可干式钻进作业，亦可采用全护筒式施工，孔内沉渣较少，无需泥浆池、施工现场整洁，噪音低，对施工环境的适应能力强。
（4）钻机安装拆卸简单。钻机能自身行走，移位就位都较快，在施工场地能快捷到达指定地点。
6 结束语
随着目前科技的不断发展，各种桩基施工的新型设备也不断更新，旋挖钻机因其施工速度快、成孔质量高、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适应性强等优势，已经在孔桩施工中占有一席之地，但就本项目而言，主要都是摩擦桩，对于嵌岩桩，尚未有实践，是否还有更大可用空间，还有待于进一步探讨。
关键词：旋挖桩；嵌岩能力；沉渣；质量
中图分类号：TU473文献标识码： A
近年来，随着我国经济的快速发展，工业与民用建筑、公路、铁路等工程项目不断增多，旋挖灌注桩因其效率高、适应性强、污染少，广泛应用于我国的工业与民用建筑、铁路、桥梁等大型建筑的基础桩施工。但随着应用范围的扩大，受到各类主客观因素的影响，导致各类技术问题的普遍存在，本人通过长期一线工作经验，总结出主要的两大问题，希望能引起施工单位和科研设计单位的高度重视，并积极制定有效的对策。
1、旋挖桩施工的特点
1.1成孔速度快
一般情况下，旋挖钻机的钻孔与成孔速度可以达到1-1.5mmin，与国内桩基础工程中传统的循环钻机相比，其优势极为明显。由于旋挖钻机的成孔速度快，在保证施工进度的基础上，有效减少了施工的人力、物力投入。
1.2适应性强
旋挖钻机采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测、调整、孔深数码显示等。旋挖钻机配合不同钻具，适用于干式（短螺旋）或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业。旋挖钻机还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等，实现多功能特点，其施工效率高，是市政建设、铁路、公路桥梁、地下连续墙、水利、防渗护坡等理想的基础施工设备。旋挖钻机适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、沙土层以及短螺旋不能钻进的含有部分卵石、碎石的地层。采用岩心钻头，还可嵌入岩层。据国内机械技术部门研究，旋挖钻机的成孔速度是循环钻机的5-10倍之间。
1.3环保性能突出
国内传统循环钻机普遍采用连接钻杆与掏渣桶掏渣的泥浆循环方式，在施工现场必须设置一定容积的泥浆池，从而难以保证文明施工。而现阶段使用的旋挖钻机则是采用动力头的循环形式，其基本工作原理为：使用螺旋钻头与旋挖斗，通过强大的扭矩将土、砂砾等钻进中产生的钻渣直接进行旋挖挖掘，并快速提至孔外。由此可见，旋挖桩在施工中无需设置泥浆支护结构，实现了较为环保的干法施工，必然使施工作业过程的污染源明显减少，有利于改善施工现场的作业环境。
2 旋挖桩施工工艺流程
旋挖桩的施工工艺流程为：场地平整孔位测定埋设护筒钻机就位开钻成孔提钻清空检孔安放钢筋笼下导管水下混凝土灌注提拔导管成桩拔出护筒检测。
3 旋挖桩施工出现的主要问题
3.1嵌岩能力差
旋挖钻机施工原理是利用可以伸缩的旋式钻杆在钻具重量、油缸压力及动力头扭矩的共同作用下，钻机自动定位，垂直旋孔，将地下土、岩屑装入钻头（筒），再用卷扬机提升取土（岩）成孔。配合不同钻具，可用于不同孔径及地质条件的成孔作业。这就决定了如果遇到硬度较大的基岩时，钻进难度就会明显加大。
广州某部队办公指挥大楼桩基础施工，根据勘察资料，该地区基岩为燕山期花岗岩。场地中风化岩面埋深32.9～45.2m，平均37.8m；层厚0.0～2.2m，平均1.2m；取岩样饱和单轴抗压强度范围值为7.38～39.6MPa，平均值为18.7MPa。下覆微风化花岗岩饱和单轴抗压强度范围值为42.2～86.5MPa，平均值为68.1MPa。设计要求桩入中/微风化岩0.5m。在桩的成孔方式上，相关单位考虑到工期及环保因素，决定采用旋挖桩成孔。试桩时，约用时1小时便穿过上部约35m厚的土层，在遇到硬度相对较大的中风化花岗岩时，钻进速度极剧下降，表现出明显的钻进困难。经多次反复旋挖，仍然没用明显的钻进效果。最终不得不停止旋挖，改用钻桩机成孔，造成了一定的经济损失并延误了工期。
广州地区基岩多为花岗岩和红层（泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等），在桩基础的选择上，相关单位应充分考虑到基岩的强度。如果采用嵌岩桩，在较硬的花岗岩地区，不建议采用旋挖桩；在较软的红层地区，则可采用旋挖桩，成孔速度较理想。
3.2桩底沉渣厚度大
当钻孔到达设计桩长以及进入持力层规定深度后，直接利用钻具进行换浆清孔工作，利用钻头叶片的搅动作用和泥浆对沉渣的浮力，将孔底沉渣排出孔外。清孔时应另行输入比重在1.1g/cm3以下的经沉淀除渣后较洁净的泥浆吗，逐步置换出孔内较粘稠、含较多泥砂的泥浆，而不直接输入清水，以防止发生孔壁坍塌。清孔后孔底500mm以内泥浆比重应小于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，第一次清空的冲力大，清孔能力强，可以把绝大部分沉渣和较大的泥块都清除孔外，二第二次清孔是利用导管来进行的，冲力要小很多，不能让它来承担主要的清孔任务。如果第一次清孔能达到规定的沉渣厚度要求，第二次清孔作为储备，要保险很多。而每次施工结束后都清孔，同时又要保证孔壁的岩土层不再坍塌，在实际施工中很难做到这两者之间到理想的平衡状态，容易造成塌孔、缩颈等问题，进而将会不同程度地影响到施工的施工效率和质量。因此，在进行旋挖桩施工时，一定要按规定要求严格实施，控制好孔底的残留沙土，确保孔底的残留沙土不会影响到整个施工工程的质量。
广州越秀区某办公大楼，地上18层，地下2层，基坑开挖深度约14m。根据勘察资料，本场地基岩为红层，上覆残积土层、全/强风化泥质粉砂岩层厚度约为31m，以下为中/微风化泥质粉砂岩，设计要求桩入中/微风化岩深度1.0m，当时施工时采用的是旋挖桩。本工程桩基础施工完成后共抽芯检测8条桩，其中一条桩的两个检测钻孔分别发现的桩底沉渣厚度达到了207mm、189mm；另一条桩的两个检测钻孔分别发现的桩底沉渣厚度达到了55mm、57mm，其他桩也分别有厚度相对较小的沉渣，造成了较大的经济损失。
4 结束语
由于人们对工程施工质量的要求逐步提高，在旋挖桩施工中相关技术问题必须予以高度的重视，并且积极制定科学有效的对策，这是保证旋挖桩施工进度和质量的重要条件，也是企业最终实现经济效益和社会效益的可靠保障。
参考文献：
[1] 国家标准《岩土工程勘察规范》(2009年版)（GB 50021-2001）
[2] 广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003）
[3] 广东省标准《建筑地基基础检测规范》（DBJ15-60-2008）
关键词：旋挖桩；工程应用；质量控制；基坑支护
一、工程概况
南沙图书馆工程项目建设规模为总建筑面积为25000平方米，其中地下建筑面积15800平方米，地上建筑面积为9200平方米。地上4层，地下2层，基坑深10.30米，开挖面积约1万平方米，开挖周长374米。该工程东距环市大道中约150米，南临金岭一横路，西临海滨路，北距进港大道约200米；地上建筑物高度约24m，高程比周边道路低约1m；南侧为金岭一横路，西侧4m外为海滨路，北侧为某金融大厦广场，200m外为进港大道，东侧为鱼塘，150m外为环市大道中。基坑场地内及周边均有给水、排水、电力和电信等地下管线分布线。
据地质报告显示，本工程场地地质按成因类型自上而下可划分为：素填土、杂填土、淤泥质土、细砂、 中砂、粗砂、 淤泥质土、粉质粘土、强风化泥岩、中风化泥岩、微风化泥岩。
二、施工工艺
考虑到本工程基坑平面尺寸较大、基坑的空间效应小，场地狭窄，挖土深度较大，土质复杂且性质较差，土方开挖施工难度大，且工期短、工序繁多，以及我们的现场踏勘了解到本工程距离河涌较近，“水”在为其提供优美环境的同时，亦在基坑支护的施工带来了麻烦。结合了桩质量及环境保护等方面的原因，该基坑支护最后确定了使用旋挖钻支护排桩施工工艺，桩径Ф1400@1600，桩身混凝土强度等级为C30，以桩身抗弯为主，桩长按各分段的设计要求控制。
三、旋挖桩质量控制要点
1.旋挖桩施工前应探明和清除桩位处的地下障碍物。
2.为保证桩体不侵入基坑平面，考虑施工误差及桩身变形量，桩位外放10cm。
3.桩位允许偏差为：顺轴线方向±100mm，垂直轴线方向+50mm，每根旋挖桩钻孔前应利用提前埋设的护桩复核桩位。围护桩垂直度控制在3‰以内。
4.成孔深度必须符合设计要求，其允许偏差为+100mm。
5.旋挖桩原材料和混凝土强度必须符合设计要求，每桩制作不少于1组混凝土抗压试件。
6.浇筑水下混凝土前应清底，保证桩底沉渣允许厚度不大于100mm。
7.成孔过程中泥浆比重应能保证不塌孔，清孔后泥浆比重控制在1.15～1.25。灌后桩顶应高于冠梁底面20～30cm。（考虑破除桩顶不良混凝土长度20～30cm）。设专人经常检查钻孔的垂直度，发现孔斜及时采取有效措施纠斜， 确保成孔质量。
8.钻进过程中应经常检查钻头直径、磨损程度及钻杆垂直度。
9.围护桩混凝土浇筑采用的导管直径宜为200～250mm，导管使用前应严格清理干净，并进行导管密闭性及通球试验，导管底端距孔底应保持300～500mm。
10.封底混凝土浇筑后导管埋深应不低于1m，根据估算封底混凝土需要3方，混凝土浇筑过程中保持导管埋深2～3m，围护桩混凝土应该具有良好的和易性，配合比应通过实验确定，粗骨料宜采用粒径不大于40mm的卵石或碎石，混凝土塌落度宜控制在160mm～210mm。
11.在拔出最后一节长导管时速度要慢，避免孔内上部泥浆压入桩中。钢护筒在灌注结束、砼初凝前拔出，起吊护筒时要保持其垂直性。当桩顶标高很低时砼灌不到地面，砼初凝后回填钻孔。
12.混凝土浇筑应连续，整桩浇筑应在封底混凝土初凝前完成，以保证钢筋笼不上浮。
13.桩身混凝土灌注完成后48小时内应避免重载车辆从桩附近经过，以保护成桩质量。
14.混凝土设计强度等级为C30，混凝土充盈系数不得小于1.1，不宜大于1.15。
15.现场用于质量控制的测量设备要准备要，测绳、泥浆比重计、塌落度筒灯。
16.现场混凝土试块按要求制作。
17.现场浇筑混凝土过程中如发现混凝土外观质量不符合要求，立刻向主管领导及拌和站报告，及时解决问题。
监理人员均需注意的是：
1、检查复核护茼中心位置，护微埋设应正确、稳固。
2、钻机就位后，机架应平稳，其天车中心、转盘中心、护筒中心应成一垂线
3、对现场投入使用的原材料进行检查，核对其原材料生产厂家、品牌、炉批号、等级与质保书和见证取样的原材料是否相符，否则，禁止使用。
4、开钻前，检查钻头直径、钻具长度、机高、理论机上余尺，确定钻孔设计深度。
5、钻进施工过程中，应根据具体地层差异，合理选用不同的钻进技术参数，控制钻孔垂直度
6、钻进成孔时，依据工程勘察报告，结合现场取岩样，确定进入持力层圆砾层孔深，确保桩底进入持力层厚度。
7、成孔后，及时检查机上余尺、成孔记录表，计算实际孔深，数据齐全，准确无误。
8、第一次清孔，泥浆比重控制在1.15-1.20，清孔时间不少于30分钟，并且采用测绳检查，核对孔深。
9、检查钢筋笼制作质量
10、查现场排泥、排渣的安排是否合理。
11、督承包单位认真做好第一孔或试桩工作， 以取得经验和根据实际情况修改工艺操作， 保证施工质量。
四、应用时应注意的一些问题
旋挖桩在本工程基坑支护的应用过程中，应根据工程的具体情况进行综合的比较分析。
（1）经济性比较。众所周知，旋挖桩在推广过程中最大的障碍就是设备价格昂贵，造成施工成本与其他成孔方式相比较高，市场竞争力较差。近年来随着科技的快速发展，中国自制的旋挖钻不断发展壮大，在国内旋挖钻机市场中占的份额也越来越大，到目前国内工程中使用的旋挖钻机大多已是国产的，但由于很多关键元器件对进口的依赖性依然很大，这也使旋挖钻机设备相对于其它成孔设备的价格依然较高。但是，由于旋挖桩施工的速度快、效率高，可以节约机械数量和人工，同时由于泥浆的用量较少，可以减少余泥的清运。因此，使用过程中应结合项目自身的资金情况，项目工期和合同约定的奖罚情况等进行综合考虑，结合工程的特点充分发挥其优点，才能取得良好的经济效益
（2）本工程的施工过程中，由于上部杂填土较厚，加上地下水位较高，在旋挖桩的成孔过程中虽然已采用泥浆护壁，但基坑开挖时发现部分桩在这一土层有塌孔的现象，部分桩在杂填土段的桩成形较差，有外扩现象，既造成了混凝土用量的增加，外扩出来的混凝土块又影响后来的基坑开挖和主体施工。因此，旋挖桩在填土层中施工要适当控制钻进速度，尽量多转少钻，增强护壁的效果，减少塌孔和缩孔的现象。
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