杭州市拱墅区城市建设发展有限公司
摘要：针对钻孔灌注桩桩顶混凝土超灌截桩的难题，开发了“免超灌截桩绿色钻孔灌注桩施工技术”，利用桩头扩大钻孔灌注桩施工技术，通过自制的双层钢护筒实现灌注桩工后无需截桩，大大节约了混凝土，缩短了工期，保证了施工质量。
关键词：超灌；截桩；钻孔灌注桩
Key words: Over grouting; cut-off pile; bored pile
1 前言
目前在工程应用中，在钻孔灌注桩施工中需在桩顶超灌一定高度桩身[1-2]，进行后续结构施工时，再进行截桩及凿桩头施工，导致混凝土浪费的同时，工序相对复杂，钻孔过程中需要利用大量的泥浆，清孔排出的泥浆容易污染环境。为了解决传统钻孔灌注桩施工的上述缺点，我单位通过对桩基础工程进行技术创新，研发了“免超灌截桩绿色钻孔灌注桩施工技术”，保证了施工的经济性、安全性和灌注桩施工质量。
2 工艺原理
本技术采用的双层钢管护筒由两个直径不同的钢管同心设置而成。施工过程中，首先对需要进行钻孔的桩位进行定位，根据桩基孔位开挖并埋入双层钢管护筒，保证内护筒的流溢孔在混凝土灌注桩桩顶标高位置，并夯实护筒周边，钻孔灌注桩灌注泥浆时，拔出插杆，泥浆从流溢孔流向外护筒，浇筑混凝土时，混凝土超灌部分，拆除双层钢护筒，超灌混凝土形成扩大桩头，桩顶护筒内外的混凝土结合，从而形成桩头扩大，完成桩头处理，无需进行截桩工序。
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图1 桩头扩大钻孔灌注桩施工断面图
3 施工工艺流程
免超灌截桩绿色钻孔灌注桩施工工艺流程如图2所示。
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图2 施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 施工准备
施工前根据钻孔灌注桩桩基设计图纸，对各个桩基基准点进行定位，定位后在桩位上利用红漆做好标记，准备好钻挖钻机、混凝土搅拌机、吊车等机械用具。
4.2 埋设双钢管护筒
1、双钢管护筒由两个直径不同的护筒同心设置而成，如图3所示，外护筒圆锥形，内护筒呈圆柱形。
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图3 钻孔灌注桩双层钢护筒装置立体图
2、外钢管护筒的内径与内护筒的外径相匹配，并在外钢管护筒顶部钢板上转孔并设置插杆。的定位环板焊接在外钢管护筒底板上部，从而严格的限制了主要底板在水平方向的位移，下切板保证外护筒能顺利压入土体，闭合环通过肋板与外钢管护筒焊接连接，通过设置在钢管护筒顶部钢板上的插杆实现闭合环的开合（如图4）。内钢管护筒内径为600mm，内护筒壁上对称设置4个流溢孔，如图5所示。
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图4 外护筒截面图 图5 内护筒图
3、施工人员在桩基测点根据双钢护筒直径，开挖出对应的槽口，并把护筒挤压埋入，深度控制在2m～4m左右，具体可根据土体性质进行修改，护筒埋入垂直。
4.3 旋挖钻机就位
将钻机的钻杆中心与桩位中心对准，并依照驾驶室仪表的垂直度显示，调整三脚架油缸，保证导杆垂直度。
4.4 泥浆制备
泥浆的主要作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头，制备泥浆需根据具体土质确定。
4.5 旋挖成孔
利用机械设备旋挖土体[3]，并将旋挖下来的土体装入钻斗内，运出孔外，及时检查成孔各项参数，钻孔应连续施工，停顿时间不宜过长。
4.6 成孔及清孔
旋挖至设计标高后，检查成孔各项参数是否符合设计规范，清孔时利用双层钢护筒收集、盛接泥浆。
4.7 钢筋笼制作与安放
钢筋笼制作时主筋应环向均匀布置，主筋的混凝土保护层厚度不得小于50mm[4]。
4.8 浇筑水下混凝土
钻孔桩采用硅酸盐水泥，采用导管法进行施工，与传统施工步骤相同，不再赘述。
4.9 桩头处理
水下混凝土灌注标高高于设计标高，混凝土超灌部分，拆除双层钢护筒，超灌混凝土形成扩大桩头，桩顶护筒内外的混凝土结合，从而形成桩头扩大，完成桩头处理，无需进行截桩工序。
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图6 桩头扩大钻孔灌注桩成桩图
5 环境及安全措施
1、为确保旋挖钻机、重型起吊器械和混凝土运输车辆的安全，宜在整个施工区域内设置钢筋混凝土施工便道。
2、施工时应提前做好防止恶劣天气影响施工的工作[5]，遇恶劣天气时，应停止工作，加强对现场材料、机具的保护。
3、施工人员应严格遵守施工场地的各项规章制度，出现扬尘需做适当的遮蔽。
4、根据《土方机械噪声限值》（GB16710-2010）的规定，无论白天还是夜晚施工，无特殊情况，罐车均不得在大兴镇上行驶。
5、工程完工后及时拆除临时设施，清除施工区和生活区及其附近的施工废弃场地，完成环境恢复，绝不给施工现场造成污染。
6、严格执行“工完场清”制度，保护环境卫生，过程竣工后，对现场做清除处理，清除施工区和生活区及附近的施工废弃场，完成环境恢复。
6 结论
免超灌截桩绿色钻孔灌注桩施工技术施工简单、适用范围广，运用本技术可实现灌注桩快速施工，灌注桩施工完成后不需要截桩，也不需要另外浇筑扩大桩头，大大节约了混凝土，采用的桩头处理装置由钢管护筒制作而成，钻孔灌注桩施工完毕后，桩头处理装置可回收重复使用，降低施工成本。施工过程中大量采用机械化设备进行施工，钢筋笼、混凝土等材料在现场直接加工，施工中产生的泥浆通过双钢管护筒中的外护筒收集，再排入泥浆运输设备，不污染环境。
参考文献:
[1] 姜允庆. 基于控制性超灌钻孔灌注桩施工工艺研究[J]. 价值工程, 2018, v.37；No.499(23):164-166.
[2] 彭庆华, 贺永明, 向国强,等. 超灌混凝土资源化利用桩头扩大钻孔灌注桩施工技术研究[J]. 工程建设与设计, 2018, 000(013):239-243,247.
[3] 陈晓晴, 黄友珍. 浅析钻孔灌注桩桩顶超灌控制[J]. 城乡建设, 2010(17).
[4] 李亮亮, 卢士涛, 冯玉国,等. 低标高桩顶水下钻孔灌注桩混凝土超灌高度控制装置研制[J]. 施工技术, 2017(1).
[5] 刘文忠. 控制钻孔灌注桩桩顶标高超灌[J]. 安徽冶金科技职业学院学报, 2011, 021(004):46-49.