旋挖成孔灌注桩施工工效分析

旋挖成孔灌注桩施工工效分析摘要：旋挖成孔工艺在钻孔灌注桩的施工工艺中工效优势比较明显，为此在本文中，基于实际的工程项目案例来对旋挖成孔工艺施工工效进行了分析，并着重探索了旋挖成孔单工序工效分析和提高工效的方法，以供类似工程参考。

关键词：旋挖成孔；工效分析；提高工效

旋挖成孔灌注桩属于钻孔灌注桩当中的一类，在成孔工艺上与钻孔灌注桩有明显区别，而且旋挖成孔自动化程度高，成孔效果好，施工效率理想，环保效能较高，因此被称为绿色施工工艺，在各类桩基础施工当中应用较为广泛。如何保障施工工艺的施工工效值得探究。

一、工程概况

（一）项目简述

新昌大明市新区公寓房安置项目位于新昌县大明市黄泽江北侧，总建设用地面积1.9万㎡，总建筑面积7.5万㎡，为高层住宅小区，包含底层建筑、商业及地下室，2层地下室，第一层区域开挖深度4.6~5.4m，两层地下室区域开挖深度8.2~9.0m。

本项目设计桩数2029根，其中高压旋喷桩1807根，混凝土灌注工程桩982根。基坑围护设计中，南北侧使用Ф600双排高压旋喷桩，东侧利用一期已完成的围护结构作为止水帷幕，并与新打止水帷幕连接。西侧使用双排桩+高压旋喷桩止水帷幕。工程桩基础采用Ф800钻孔灌注桩，桩端嵌入持力层为中风化粉沙岩，桩长8m/12m/14m，总桩长10620m，混凝土设计标号C30。

工程桩设计要求钢筋笼通长配置，主筋保护层50mm，桩位偏差不大于50mm。桩身混凝土超灌1.20m，充盈系数1.15~1.25，采用C30水下混凝土。桩径允许偏差±50mm，垂直度允许偏差为0.8%，充盈系数大于1.10，孔底沉渣厚度为小于50mm，钢筋笼安装深度允许偏差为±100mm，桩中心偏差50mm。成孔施工要求一次不间断完成，成孔完毕至混凝土灌注，时间间隔小于24小时。

（二）地质条件

根据地质勘查报告，本项目土层共有四层，其中两个亚层，从上到下土层分别是素填土、圆砾、强风化粉砂岩以及中风化粉砂岩。桩端要求以中风化粉砂岩为持力层，应嵌入该岩层。

第一层素填土主要成分是粗砂和粘性土，局部有少量砾石，部分地段为耕植土，土质均匀性交叉。层厚0.20~1.80m，层面高程42.75m~45.11m。

第二层圆砾稍密—中密，局部中密，密实度高，主要成分为中等风化石英砂岩，凝灰岩等，下部相变为卵石，均匀性一般，属于地压缩性土，圆锥动力触探实验修正击数平均值26.6击/10cm。层厚5.30~8.20m，层面高程41.98~45.02m。

第三层强风化粉砂岩，原岩层组织结构已经出现强烈破坏，岩心多为块状，少量粘土状，易断，岩体较破碎，圆锥动力触探实验58.6击/10cm。层厚3.50~4.50m，高程35.16~37.70m。

第四层，中等风化粉砂岩，具有粉砂结构，层状构造，原岩层组织结构部分破坏，岩心多为柱状，少量碎块状，风干后容易开裂且呈现碎块状，沁水会软化。上部岩石局部较破碎，强度交底，锤击时声音沉闷，易击碎，逐步向下，岩石强度逐级增大，敲击声清脆，岩心采取率60~90%，天然单轴抗压强度标准值5.265MPa，基本质量等级Ⅳ级，地质勘查中未揭穿，勘查范围内未发现洞穴、临空层。本层揭露层层厚12.90~15.80m，高程31.46~34.11m。

二、施工工效分析

（一）资源配置

工程桩施工资源配置根据施工图、工期（61天完成桩基础）、场地条件以及地质勘查等情况，项目工程桩施工主要投入两台三一重工SR150C旋挖钻机、1台日立反铲1台、电焊机5台、钢筋切断机1台、钢筋弯曲机1台。工程桩施工人员共投入11人，钢筋工4人，机械司机3人，技工4人。混凝土由当地商品混凝土拌合站供应。

（二）旋挖成孔工艺流程

本工程中采取旋挖成孔工艺，工艺流程如下：施工准备→下护筒→旋挖钻机就位钻孔→钻孔完成后进行清孔→成孔检测→吊放钢筋笼与导管→浇筑混凝土。

本项目的旋挖成孔施工，因为底层比较复杂，而且桩进入中风化岩层比较深，对钻机的动力输出以及钻杆、钻具的稳定性要求比较高，钻机使用两台三一重工SR150C，钻杆使用Ф445-3×14m机锁式钻杆，钻头使用双开门截齿捞砂斗、螺旋钻头、截齿筒钻和取芯钻各两个。钻进过程钻机钻头顺时针旋转，斗齿切入土体并使其进入钻斗，装满一斗后，逆时针旋转钻头提升钻斗，至地面卸土，如此循环直至钻至要求的深度。

（三）理论工效统计

旋挖成孔灌注桩的施工工艺理论上的工序主要包括施工准备（含测量放样、护筒埋设、钻机就位），钻孔、清孔、钢筋笼安装、混凝土灌注等。单根工程桩使用GPS测量仪器进行桩位放样需要时间约为5分钟，大约需要3天左右的时间来完成全部桩位测量放样工作；护筒埋设应采用的是液压机械压入土层的方法，单根桩护筒埋设约30分钟，约20天可以完成全部工程桩护筒的埋设；钻机就位方面，因为使用的是带履带的钻机，转场很方便，在一个点位上大约5分钟可完成钻机就位，钻机位置调整方面约需要3天；钻孔单根桩取1小时，约需要40天完成全部钻孔工作；清孔方面为保证效果，时间取30分钟，完成全部清孔工作需要约20天；钢筋笼安装、导管安装、混凝土灌注取30分钟，完成全部混凝土浇筑工作需要20天。综上单工序理论计算分析，理论上单台SR150C旋挖钻机设备24小时不间断作业，完成全部工程桩的旋挖成孔约需要106天。施工投入两台设备能满足现场施工进度。

（三）施工工效分析

按照理论上的施工工效来看，61天的总工期要求可以满足，但实际工效易受地质条件、现场条件、施工安排等影响，具体工效待进一步分析。实际施工采取多种方式已消除或避免相关影响，以加快施工进度。

对于本工程的地质条件来说，可能会出现打滑不进尺的问题，钻进效率会比较慢，主要原因可能是钻齿寻找原生土切入点困难。为了保证效率，在寻找切入点的过程当中，钻机加压力和转速应当富有变化，注意加压力完成后要尽力保持住，尽量减少在钻进过程中解压。如果钻进中出现突然钻速加快但不进尺，现场人员要迅速反应降低动力头转速，再次建立加压力，如果钻头在孔内空钻5分钟不进尺就需要提钻寻找原因。考虑地层中富集砂卵石，会导致钢护筒下沉受阻，现场采取清除障碍物的方法来处理，处理的方法是在桩中心用反铲对砂砾层进行挖掘和深翻。

钻机旋挖成孔采取的循环往复的方式，先期将钻头放在作业面，旋转钻头并加压，钻头筒内装满土后反转提钻，在孔外1m处就近堆放渣土。按照地质条件来说，上层进尺效率相对较高，但到第三层的强风化粉砂岩时很可能会出现塌孔，此时需要合理控制提钻速度维持在0.3~0.5m/s，并采用全护筒跟进钻孔。

结束语：

综合本文的分析来看，旋挖成孔灌注桩的施工工效相对来说还是比较理想的，只要将施工当中出现的异常问题快速处理好，基本可以满足施工工期要求以及质量要求。特别是对于桩径不大，成孔深度较大，地质条件岩层比较复杂的情况下，使用旋挖成孔工艺工效要好得多，当然关键在于施工当中的操作问题，操作好，一般工效都很理想。

参考文献：

[1]张学进.钻孔灌注桩旋挖和回转成孔施