微型桩施工技术

微型桩施工技术摘要：本文结合项目微型桩施工实例，详细介绍了微型桩施工的全过程,对微型桩施工工艺和难点进行相应的说明和探讨。

关键词：微型桩，施工工艺1前言1.1微型桩简介微型桩直径一般在150mm～300mm，但可以达到较大的深度。

30年代由意大利首创，美国于40年代开始使用微型桩，发展十分迅速。

我国于1981年开始研究，1985年在上海第一次使用。

相比较而言微型桩具有以下优点：1)承载力高;2)沉降量小;3)所需施工场地较小;4)对原有地基基础及相邻建筑物基础影响较小;5)能穿透各种障碍物，适用于不同的地质条件;1.2微型桩加固基础原理1)由于微型桩采用压力注浆，部分浆液在压力作用下渗入桩周土体或岩缝中，将桩周土体及岩体与微型桩有效的联结在一起，大大提高了桩身侧摩阻力和桩端阻力，进而形成整体性好、稳定性高和具有极高强度的桩基础，而且根据本项目现场地质情况，所有微型桩均坐落支撑于岩层之上，进一步提高了其安全工作荷载。

2）微型桩沉将量很小：由于桩周土体及岩体的固结，使桩周及桩端的土体和岩体压缩变形大大减小；桩身的弹性变形在周围土体及岩体的综合作用下也有很大程度的减小。

3）由于桩径小，因而对原有的土体及岩体结构产生的影响很小，产生的附加应力可以忽略不计，在不损害原有土体结构的情况下进一步加强地基承载力。

4）在进行微型桩压力注浆时，预留桩头与基础混凝土一起浇筑，进一步保证了上部结构的荷载可靠地传递到微型桩上，提高结构承载力及安全性。

2工程项目简介本项目包括6座桥梁，其基础全部设计为微型桩基础：桩径220mm，桩长10m，设计微型桩数量为561颗（合计5610m），桩身材料设计为水泥浆，采用压力注浆成桩。

2.1现场地质条件见表-1：表-1深度范围（m）1-3 3-6 6-10土质类别砾石土或中密页岩中密页岩或碎石夹层坚实的花岗岩2.2现场水文条件：6座桥梁均位于季节性河流中，地下水位高且水量大，地表以下2m处便存在地下水。

2.3施工难点1）地质条件复杂，地下存有孤石且下层石质坚硬，为钻进增加难度。

2）地下水位高且水量大，桩径又小，增加了注浆施工难度。

3施工方案的确定及钻机配置3.1施工方案：1）微型桩成孔采用YG-80型气压式正反循环钻机，配套Atlas XAMS1026 Cd 空压机一台为钻机提供钻进动力。

2）微型桩清孔采用高压风喷射清孔法，用上述型号空压机配以风管来实施。

3）微型桩灌注采用压力注浆机来完成，其配套有砂浆搅拌机一台及自制水泥浆压浆管。

3.2钻机配置1）钻机简介：按最终确定的施工方案，我们选用了由无锡双帆钻凿设备有限公司生产的YG-80型动力头式钻机。

该设备钻进钻孔速度快，钻进效率高；施工时对孔位快捷方便；分体式结构，安装拆卸比较方便，转场迅速；2）该钻机主要技术性能参数：钻孔深度：80-100m钻孔直径：Φ130-Φ220mm钻孔倾角：0°-120°动力头最大起拔力：45KN动力头最大给进力：30KN主机外形尺寸：3.4m x 1m x 1.5m钻机质量：1700kg下图为该型钻机外观图：YG-80型钻机4施工工艺介绍4.1施工准备：1）钻机的拼装调试：按照厂家提供的说明书进行钻机的拼装并试运行，确保钻机可以正常作业。

2）现场的平整：平整、压实钻机作业场地，清除作业场地内各种障碍物，确保钻机作业场地及其他配套机械及车辆的作业空间。

3）技术准备：对各微型桩桩位坐标进行计算并复核，确保桩位的准确测设；水泥浆配合比设计等技术准备。

4.2桩位测设：采用全站仪对桩位进行精确定位，并设护桩，对各测设点进行明确标示，提高施工的精度和准确度。

4.3钻机定位：钻机的定位必须准确、安装必须牢固，要确保在钻机就位后钻杆轴线与桩轴线位于同一直线上；在钻进过程中钻机不会发生位移、沉降等。

1）因YG-80型钻机体积小、质量轻，在施工中由于冲击作用极易发生晃动和位移，因此我们又另外加工了一套钻机底座，并用螺栓将其与钻机固定在一起来增加钻机的稳定性，如下图所示：在钻机就位后，用测量仪器复核钻机水平及桅杆垂直度是否符合要求，检查钻杆轴线是否与桩孔中心线重合，确认无误后，再用钢钎将钻机底座四角固定于地基上，再用预先准备好的砂袋码放在钻机底座上作为配重，增加钻机施工过程中的稳定性。

2）在初期施工过程中，我们采用先施工桩基再施工基础垫层的施工方案，由于基坑不平整，钻机调平比较困难，且在钻机转移时需一台吊车配合进行，施工进度较慢，而且钻机在钻进过程中很容易发生位移、沉降现象；为解决上述问题，我们及时调整了施工方案：先施工基础垫层再施工微型桩，使得钻机的移动、就位以及调平作业大大简化，而且更加容易加固，大大提高了钻机稳定性及施工效率。

4.4钻进1）由于YG-80型钻机体型小，在开钻时易低速小风压钻进（否则钻机可能由于过大的冲击反力而颠覆），待钻头全部进入地层后方可加速钻进。

2）在钻进过程中及时取样，注意地层变化，及时调整钻进速度和高压风值：若采用高钻速大风压，虽然钻进速度快，但钻机晃动大，钻头、冲击器及变速箱等部件极易受到损坏，而且钻杆很容易折断；若用低钻速小风压，钻渣不易吹净；在现场实际操作中，一般采用0.8-1Mpa的风压即可确保钻进速度且保证施工质量及安全。

3）碎石夹层的处理：当遇到碎石夹层时，及时降低钻速，并反复冲击，高压风反复冲射，防止由孔壁掉落的碎石淤积在钻头上造成卡钻；若发生卡钻现象：上下反复提升、活动钻头，并辅以高压风，慢慢将卡在钻头上部的碎石打碎吹出，再提出钻头，不可强行将钻头提出，这样很容易损坏钻头、钻杆。

4）由于地下水位高，水量大，在施工过程中我们采取了以下排水及应急措施：i) 在施工前，在基础周围做好排水设施的修建，及时将施工过程中排出的地下水疏导至基坑范围外以免影响钻进作业。

ii) 根据地下水流向在地下水的上游沿基坑边线用钻机打2-3个抽水孔，根据井点降水的原理用水泵不间断的排水，降低地下水位。

iii) 在地下水位高的区域进行钻孔桩施工时采用低速小风压钻进，减小钻机冲击对孔壁的扰动。

iv) 若发生塌孔现象，可将钻头缓缓提出孔外，并根据塌孔严重程度回填卵石或灌浆固化，重新钻进。

5)单节钻杆标准长度为2m，在钻进过程中，当前节钻杆快压入孔内时，停止钻进，开动卡管器卡紧当前钻杆，然后反向驱动动力头，将当前钻杆与钻机分离，人工抬起下节钻杆与当前钻杆对位正确后予以牢固连接，然后落下动力头并正向旋转使之与钻杆连接，连接完毕后继续钻进作业。

6)钻进过程中，设专人及时清理因钻进产生的废渣，以免影响场地内正常作业。

7)在即将成孔时，降低钻进速度，缓慢进尺，严格控制钻进深度，达到设计深度时，停止向下钻进。

8)在钻进深度达到设计要求后，钻机停止向下进尺，但继续给压，以便将孔内各种杂物用高压风清理出桩孔外。

9)上述作业完毕后，提升钻杆，并逐节拆除，转移钻机准备下一个桩的钻进。

4.5成孔检查：在钻进作业结束后，检查孔径（不小于设计桩径）、孔深（不小于设计深度）、垂直度、孔底虚渣厚度等符合设计及规范要求后方可进入下道工序。

4.6清孔：若孔底虚渣过厚，用风压机连接自制风管插入孔底进行清孔直至虚渣厚度符合要求。

在清孔完毕灌桩之前，用砂袋或其他遮挡物将桩孔严密覆盖，防止杂物落入桩孔内。

4.7钢筋笼的安放：钢筋笼根据钻桩进度提前在现场绑扎成型，由吊车配合人工进行钢筋笼的安放。

为避免钢筋笼在下放过程中碰挂到孔壁，在吊车吊起钢筋笼并对位准确下放过程中，人工应配合扶稳钢筋笼竖直下放。

若钢筋笼碰挂到孔壁难以下落，应用吊车将钢筋笼吊起一定距离后，左右晃动或旋转钢筋笼使钢筋笼缓缓下落直至顺利就位。

4.8桩身灌注：根据原有施工方案，桩身灌注采用压力注浆机来完成，但由于地下水位过高且水量极大，压力注浆机提供的压力不足以将水泥浆压入桩孔并渗压到孔壁周围土体中，对成桩质量造成很大影响。

针对上述出现的问题，我们调整了施工方案：用混凝土输送泵代替了压力注浆机以确保提供足够的注浆压力，并用一台JS-350滚筒式搅拌机代替了灰浆搅拌机以确保供料速度：1)改装混凝土输送管道，原有的混凝土输送管道外径150mm，在现场通过加工一变弯头将其与外径为100mm的钢管用法兰盘连接形成注浆导管，并配合吊车完成对自制注浆导管的安放、提升和移动。

2)流水作业：清孔与灌注搭接连续进行，提高施工效率。

3)定期对自制注浆导管进行气密性检查，及时更换已磨损的垫片等材料。

4)在注浆施工中，每根桩持续灌注直至高出设计桩顶15-20cm后，且溢出水泥浆稠度与原水泥浆稠度相同时才可停止压浆作业。

待进行下步施工前再将桩头薄弱层凿除；经上述改动，采用混凝土输送泵进行压浆作业不但大大提高了施工效率，而且确保了成桩质量，根据现场实际收集的施工数据，实际注浆比达到了2.7。

5结语微型桩施工在我国是一门新兴的施工技术，在本次项目的施工过程中，经过现场的正确设计计算及合理的根据现场实际情况及时调整施工组织方案，使整个微型桩施工任务快速高效且优质的得到了完成，在自正式开始微型桩施工后2个月内完成了491颗微型桩的钻进及灌注作业，取得了良好的经济效益。

本文根据现场实际施工经验对微型桩施工技术做出探讨和说明，做为一个参考案列为将来类似工程的施工提供参考和帮助。

6参考文献《桥涵》，交通部第一公路工程总公司，人民交通出版社《公路桥涵施工技术规范》，交通部第一公路工程总公司，中华人民共和国交通部《施工技术》，2004年1月第33卷第1期。