旋挖成孔扩底桩在短桩(墩)中的应用66

旋挖成孔扩底桩在短桩（墩）中的应用
摘要：文章通过施工实例，施工短桩（墩）扩头的难点，尽量不使用人工挖孔，通过旋挖机成孔，少量用人工的方法扩孔，使得机械人工发挥各自的专长。

关键词：旋挖桩；扩孔；应用
一、旋挖桩简介
通过底部带有活门的桶式钻头的回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,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。

而在
松散易坍塌地层,则必须采用护壁工艺。

随着社会经济的发展进步，机械替换人工是一种必然产物，机械替代人工的
必要条件是用机械所投入的费用比人工所投入的费用要少，而机械所做的工作要
比人工多而且快。

目前在大的城市里房建基础桩的趋势将采用旋挖钻机代替人工
挖孔桩。

与传统的正反循环钻机相比，旋挖钻机具有成孔速度快的特点，其工艺优点为：
1.孔壁不易产生泥皮。

因为在成孔过程中孔壁一直都受钻斗的刮擦；在孔壁
上形成较明显的螺旋线。

这两点有助于增加桩的摩阻力，提高桩的质量。

2.振动与噪声较低。

成孔速度快，尤其在砂质土内成孔，斗筒取土及弃土都
比较容易，每一斗都是实土，不像钻吸式钻头成孔，排出的都是泥浆，速度必然
慢于斗筒取土。

孔的垂直度、孔径、标高及孔地虚土等均能较好控制，对确保工
程质量非常有利。

机械设备较简单。

旋挖桩机基底扩大头开挖技术已具备，采用旋挖机专用扩底钻头，但扩大头
施工尺寸受到限制，及沉渣清理质量控制不如人工挖孔桩。

二、工程实例
1.浦江县城中村（棚户区）改造一期工程，工程规划总用地面积约
80710.40m2。

拟建场地分为东侧地块与西侧地块。

东侧地块拟建1幢2～3F幼儿园，1幢4F综合楼、净菜超市（农贸市场），5幢15～16F 10#～12#与15#～16#住宅楼, 1幢2FS4#商业用房, 西侧地块拟建1幢1F农具博物馆（堂楼），1幢5F
产业用房，3幢2FS1#～S3#商业用房，12幢16～18F1#～19#、13#～14#与18#住
宅楼组成。

场地局部有一层地下室，高约4.9米。

2，地质情况，岩土工程勘察报告
①-1层：耕土( )
黄灰色、浅黄色，湿。

成分为粘性土，含植物根系，结构疏松，层厚0.20～
0.50m，层面高程56.62～61.97m。

①-2层：杂填土( )
杂色，稍湿。

成分主要为粘性土、粉砂岩碎屑碎块、混凝土块、砖块及塑料
袋等。

为原平整场地时所填，堆填时间3～5年。

砼块直径约0.5～1.3m，层厚
0.30～5.30m，层面高程56.57～64.01m。

①-3层：淤泥夹粉质粘土(lQ4)
灰色、黑色，流塑。

特点是土切面光滑有油脂光泽，摇振反应无，干强度及
韧性高等。

具有高压缩性，含腐殖质。

层厚1.40～3.40m，层面高程34.31～
36.85m。

②层：粉质粘土(alQ4)
浅黄色、褐黄色，可塑～硬可塑，可塑为主。

土切面光滑稍有光泽，摇振反
应无，干强度及韧性中等。

标准贯入试验（N）实击数6～9击/30cm。

属中压缩
性土。

层厚0.40～4.90m，层面高程54.25～61.74m。

③层：圆砾( )
灰黄色、黄褐色，饱和，稍密～中密，中密为主。

砾石成分主要为火山岩，
层厚0.20～4.80m，层面高程52.14～59.67m。

③夹层：粉质粘土(alQ4)
为③层圆砾中的夹层。

浅黄色、褐黄色，可塑～硬可塑，可塑为主。

层厚
0.70～3.80m，层面高程52.94～57.55m。

④层：细砂(alQ4)
浅黄色、灰色，松散，饱和。

粉粘粒含量较高。

层厚0.30～2.90m，层面高程
51.44～56.53m。

⑤层：粉砂岩（k1c）:
紫红色，粉砂状结构，钙泥质胶结。

根据岩石风化程度，在勘察深度内划分
以下2个亚层：
⑤-1层：强风化粉砂岩
紫红色，因强风化，风化裂隙发育，上部岩石表层风化呈土状，层厚0.80～
2.50m，层面高程50.34～6
3.71m。

⑤-2层：中风化粉砂岩
紫红色，岩石表面较新鲜，风化裂隙较发育，控制厚度8.00～18.40m，层面
高程48.64～61.91m。

3，设计桩型
设计采用800直径旋挖成空扩底灌注桩基础，旋挖灌注桩以5-2中风化粉砂
岩为桩端持力层，要求桩端全截面进入持力层不小于1600mm。

桩以进入持力层和有效桩长双控，有效桩长不小于6m。

4，桩基础特点
①，桩的持力层比较浅，有些区域地下室底板底部就进入中风化粉砂岩。

②，桩比较短，大部分桩有效长6m，桩的摩阻力小，不能充分发挥桩的承
载力。

因此设计采用扩大头方案，桩底从800mm直径扩大到1200mm，1400mm，1600mm。

5，采用旋挖桩的弱点
旋挖桩的扩头部分位于中风化粉砂岩中，扩头效果不佳。

一般只能扩大到1200mm，且沉渣很难清理。

6，针对特点，采用的施工方案如下
①，现场挖到底板标高再进行旋挖桩基础施工。

因此桩基施工都在⑤-1层
强风化粉砂岩和⑤-2层中风化粉砂岩中施工，可以干成孔方法钻孔。

②，旋挖进入持力层后，再用人工下到孔底，用风镐进行扩孔，人工清孔。

7，人工扩孔和清孔的安全措施
（1）严格按照《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—91的规定，在桩
口四周设置至少1.2m高的防护围栏；
（2）作业桩口除提升设备底座外，其余空隙均用场50cm厚以上的木板铺盖
密封；作业人员上下孔桩时，必须乘坐符合安全要求的专用安全乘人吊笼（或套
安全带由专用牵引设备放下），不得随意以攀爬护壁或乘坐吊桶等方式上下；
（3）桩口作业人员应拴好安全带，挂好保险钩；停止作业时，桩口应设置定
型化、工具化的盖板并封闭严实，悬挂醒目的危险标志。

（4）当挖孔桩深度超过5m以上时，应将风管引到井底进行送风，作业中不
得而知间断送风；
（5）如遇到出现臭水、污泥和异味的孔桩，下井作业前除对井内充分送风外，还应用小动物进行检测，也可用简易测试管、气体测试仪进行测试，确认无害后
方可下井作业；
（6）井下有人作业时，井上人员不得擅离工作岗位，应密切注意井下作业人
员的工作情况，若发现异常情况，应立即通过保险绳及升降设备，帮助井下作业
人员快速撤离井底。

（7）勤换井下作业人员，持续工作时间以2小时为宜，最长不得超过3小时。

（8）为防止有害气体中毒或窒息事故发生，还需长备氧气瓶等应急抢救用品。

三、结论
在短桩（墩）的施工中，为充分发挥桩的承载力，可以采用扩底桩方法，并
在难以用机械扩底的方法时，采用旋挖桩机和人工扩底相结合的方法，发挥旋挖
桩机和人工扩孔的各自特长，完成设计要求的施工任务。