旋挖钻施工技术探讨

王林 刘彦波

摘要：通过现场旋挖钻的施工，总结旋挖钻施工在施工准备、钻孔、灌注、事故处理等各阶段需要注意的事项及经验，为今后相同工程实施时的质量、安全、进度目标实现创造技术、施工条件。

关键词：旋挖钻 施工准备 钻孔 灌注

中图分类号：U443文献标识码： A

引言

旋挖钻因其适应性强，施工速度快，质量可控性高等原因，越来越多的应用于桩基施工中，本文根据现场总结的经验就旋挖钻施工时需要注意的事项进行浅谈。

一、项目介绍

本项目为广清城际轨道交通广州北至清远段项目某特大桥，桩基共735根，按桩径分为1.0m、1.25m、1.5m共三种。地层包括素填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土、细砂、中砂、粗砂、砂岩等，全部采用旋挖钻施工。

二、施工准备

1.人、材、机的选择尽量保证有利于现场施工。人员应是熟练及富有经验的工人，保证施工的速度及效率。造浆材料可根据项目特点选择外购粘性土、膨润土、化学浆液等造浆性高的材料，如遇容易塌孔的地层，可利用泥浆配置有“本场优势”的特点，考虑在施工场地内开挖造浆性高的粘土做为造浆材料。机器型号应根据现场地质条件、项目特点等选择，特殊地段还应配合正反循环钻、冲击钻等一起使用。

2.配件选择。钻头的选择根据地质条件决定，钻头直径应比设计桩径小2cm左右，因为钻头钻进时是左右摇摆的，钻成的桩孔会比钻头直径大。导管选择直径为250~300mm，直径太小会影响灌注速度，并且可以造成堵管，太大则会太重，施工不方便，且容易刮住钢筋笼，造成质量事故。导管使用前应按规范要求做抗压及抗拔实验。

3.施工前，场地必须平整，压实。如地基承载力不够，可以采取换填、强夯、铺设钢板等措施。场地做好防排水措施，保证钻机施工时不产生过大沉降。

4.测量放线。桩位中心点放样完成后，向四个方向引护桩，用来在钻孔时及下方钢筋笼时进行中心点的校正。护桩在桩基灌注完之前，不允许移动和破坏。

5.泥浆池的体积应能容纳1.5~2根桩基的泥浆，保证施工中有足够的泥浆置换。泥浆池要分沉淀池和泥浆池，中间用网格筛分开，以便将固相大的杂质分离。如泥浆含砂率大，还应增设分沙器。泥浆池底部应用不透水的土工布全覆盖，防止泥浆渗透造成浪费及污染环境。完工后泥浆池的回填须将泥浆全部开挖外运后分层碾压回填，禁止直接回填甚至在泥浆未抽离的情况下回填。

6.泥浆配置应根据现场条件动态控制。在施工前，最好能做钻孔实验。在配置泥浆时，各料应加水拌合后均匀注入泥浆池中，严禁直接倾倒，以防止粉料结块。

7.钢护筒直径一般比桩径大20~40cm，太小容易造成卡钻头等施工事故，太大会浪费材料及混凝土。护筒埋设要垂直，顶部高出原地面30cm左右，四周用不透水的黏土等填充。底部不能坐在砂层等不稳定土层中，否则护筒容易发生沉降，造成偏孔。

三、钻孔施工：

1.钻机每进尺3m，要将钻头上下空转一个来回，以防止缩孔及加强泥皮对护壁的保护。在容易塌孔的地层中钻进则要放慢速度，每尺不超过30cm。提钻头前，要在原处空转一会，加强泥浆护壁。钻进中要时刻观测水头，保证泥浆水头高出地下水1m以上。

2.泥浆比重不能盲目加大，根据浮力公式，密度大浮力就大，会影响钻进速度。一般黏土层保持比重在1.25~1.3，砂层等不稳定层可以加到1.4以上。还可以适当添加火碱、水泥等材料，提高泥浆的粘度，以提高孔壁自立能力，以及防止泥浆由于失水造成孔壁吸水而使砂层液化，并且也能更有效的携带砂子，利于清沙。泥浆液必须垂直加入桩孔中，如果从一侧冲刷钢护筒入孔，会造成护筒的不均匀沉降。

3.在容易塌孔的地层中钻进，可以在现场准备一定量较好的黏土、水泥、火碱等，一旦发现塌孔，则直接将材料撒播，再用钻头带入塌孔位置空转，以达到修补塌方处，防止继续塌方的作用。

4.开挖出的弃土要及时清运，防止对孔造成压力，也保证了现场文明施工。

5.测绳要使用有刚度的，比如钢丝绳，保证量测的准确性，不能使用有弹性的测绳。

四、灌注前准备：

1.清孔：清孔分2次进行，既成孔后的第一次清孔，及灌注前的第二次清孔。第一次清孔要将泥浆比重尽量降下，因为如果泥浆比重过大，则泥浆中泥皮等含量就过高，在这种泥浆中下放钢筋笼，泥皮会过多的附着在钢筋笼上，容易造成质量事故。第二次清孔则必须按设计及规范要求达到泥浆指数及桩底沉渣厚度，保证灌注完的桩要符合要求。清孔方法有吹浆、吸浆、吹气等方法。本项目是将高压空气通过细管直接通入桩底，将底部沉渣物吹成泥浆悬浮物，然后迅速灌注水下混凝土，此方法甚至能达到桩底零沉渣的目的。

2.钢筋笼制作运输：钢筋笼的制作长度要在保证能运输的情况下，尽量做长，以减小钢筋在孔口焊接的时间，一般每节钢筋笼保证在18m左右。钢筋笼的运输要防止变形及滚落，可以在运输车边插上防滚落钢筋。钢筋笼必须进行编号，防止出错。在现场零时存放时，场地要平整、无积水、无污染，下垫上盖。

3.钢筋笼吊放：孔口钢筋的立焊要求从下往上螺旋状饱满焊接，焊接控制质量参照设计及规范要求。焊机搭火线应搭在箍筋等钢筋上，禁止搭在主筋上焊接。钢筋笼吊方属于隐蔽工程，施工时应留有影像资料。吊筋的长度要计算准确，保证钢筋笼的位置准确，防止承台开挖后桩基钢筋高低不平。吊筋可以焊接在钢护筒上，防止浮笼。声测管的安装必须保证密封性，可以采取先安装一节，然后注水观测1分钟。如果水位没变化，则证明焊接质量合格，可以继续按上述方式再安装下一节。如果水位有明显变化，则必须将安装的声测管提出，找到漏水位置，进行修补后再按上述操作进行安装。声测管的上头要封堵，防止检测前混凝土及杂物掉进去堵住。

五、混凝土灌注：

1.灌注前要对导管进行泄压，首先是保证导管内外压力平衡，混凝土灌注方便，并且不宜渗水。其次是从泄压能推测孔底沉渣厚度，如果沉渣太厚，泄压则会很困难，甚至无法泄压，则必须重新清孔，合格后方能浇筑混凝土。

2.混凝土灌注前，要有足够量的料到达现场后才允许灌注，防止由于混凝土供应不及时而出现质量事故。

3.混凝土的塌落度一般控制在180~220mm。每车混凝土灌注前，都要对其塌落度、温度、和易性等性能进行检测。首盘混凝土量要保证导管被埋1m以上，之后的灌注一定要连续，不能停顿。但是导管在钢筋笼以下时，速度要适中，不能下料过快，并且要时刻观察钢筋笼的位置，防止浮笼。

4.灌注时导管不允许上下抽动，防止混凝土上层沉渣被带入混凝土中。吊车在拆管时，必须吊钩位于桩基中心位置，不允许摆动吊车臂来达到导管上下移动的目的，只能升降卷扬机，否则容易刮笼子，造成质量事故。导管的拆除必须在先测量混凝土面的前提下进行，不允许靠预估等不准确的信息进行拆管。拆管的时候，可以往导管中丢干净的石头检查是否渗水，如果导管中已进水，可用泵抽出水，并要计算导管长度等数据及早将渗水接口拆除。如果混凝土供应不及时，不允许提前拆管后再等待混凝土，防止混凝土面突然下沉而造成断桩。

5.拆管后现场施工员必须督促工人将导管清洗干净。如果导管清洗不净，会造成混凝土结块留在导管内壁上，不仅减少了导管内径，影响混凝土灌注，还会加重导管重量，使施工更困难，甚至会造成内壁不顺滑，摩擦力增大，很容易造成堵管等质量事故。

6.混凝土灌注时一定要做好最原始的记录，包括时间、孔深、导管长、埋深、混凝土灌注量等等。

六、事故处理

1.断桩处理。如果发生在刚灌注不久，则迅速把钢筋笼拔出来，然后重新钻孔，直至设计标高。钢筋笼拔出切割后再焊接会造成比设计长度短，可以用绑条焊接。如果是发生在桩基中部，应迅速拔出导管，清洗干净，然后将导管插入断桩混凝土面以下2m，插入的导管底部点焊一块小铁片，既要保证导管在插入时泥浆不渗漏进导管，又要保证继续灌注时混凝土能将铁片冲开。如果导管插不进或者用上述方法处理不能达到预期效果，则应进行二次封底处理。封底成功后应将导管插到断桩混凝土位2米以下，然后继续灌注。最后灌注时可以多超灌，尽量将断桩位置混凝土顶升至有效桩长以上，后期将其凿除。如果是在桩头处断桩，则可以选择放弃灌注，之后将泥浆抽空，进行接桩处理。

2.塌孔。钻孔中发生塌孔事件，事故较轻则可以回填粘性土至塌孔位置，然后重新钻孔。如果比较严重，则需全部回填至孔口，待自然沉降一个月左右后才能重新开钻。

2.埋管。发现埋管，必须迅速调动周围机械来帮助拔管，越及时越能处理好。

2.浮笼。发生浮笼必须马上停止灌注，然后计算导管埋置深度，尽量将导管埋置深度减小。将桩基露出钢筋全部焊接在钢护筒上，并将封底大漏斗加压在钢筋笼上，以增加抗浮力。混凝土选择一车和易性好，塌落度教大的，灌注要缓慢。灌注时可以灌一部分然后等待几分钟，靠钢筋笼自重下沉后再灌注。

3.堵管。发生堵管后，要立即停止灌注，敲击导管，通过听声音判定堵管位置。再根据灌注记录计算导管埋深，尽量将堵管接口拔出后按正常混凝土灌注。如未拔出堵管的位置，则可以用震动导管的方法将混凝土震出，也可以用吊一根足够长的型钢，反复插入导管中，将堵管的混凝土捅出。处理导管同时应检查混凝土质量，发现有离析等混凝土质量问题，必须坚决拒用。

4.刮笼。钢筋笼在拆管时被刮住，则要左右摇晃，看是否能导管摇出。如果不行，则按断桩快速处理。

七、结束语：

经过大家的几个月努力，顺利完成了本工程的全部桩基工程，期间未发生任何安全质量事故，桩基整体质量符合规范及合同要求，赢得了监理及业主的一致好评。