旋挖钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

赵 学 萍

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

旋挖钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

赵 学 萍

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

桩基施工作业从钻孔至作业结束都是在水下完成，隐蔽性比较高，受到作业过程中各个工序及多种因素的制约，其施工质量较难控制。就如何对旋挖桩施工的质量加以控制，以保证最终的成桩质量进行简单阐述说明。

旋挖钻孔，灌注桩，施工工艺，质量控制

1 旋挖钻机施工的优点

1.1对环境的污染相对较小

在旋挖钻机作业的过程中，泥浆可以反复使用，从而减少了泥浆的排放量。与传统循环钻机相比，其工作中产生的噪声也明显偏小。

1.2施工速度迅速

旋挖钻机钻孔直径可达到3.0 m,深度120 m；与普通设备相比，在适合的地层其工作效率可提升5倍～6倍。

1.3机器移动方便快捷

在施工过程中，通过履带机构旋转挖机即可自行行走，迅速移动到目的位置。

1.4桩孔对位较为精确

设备施工过程中可通过机身电脑准确控制对桩深度和垂直度，使钻机时刻保持最佳钻进状态，进而确保钻孔质量。

2 旋挖钻机工作原理

旋挖钻机针对不同地层选择相对应的钻头，先通过自身行走装置令钻具准确移动到位之后，以自带动力装置提供钻压和扭矩并传送到钻头，削切土体装至斗中，满后提出。其成桩质量好，对地层扰动小，且孔壁上的螺纹可提高桩的摩阻力，达到快速钻进的目的。

3 施工工序及质量控制

3.1施工工序

施工工序为：前期准备→测量并放线→埋设钢护管→钻机就位→泥浆配置→完成钻孔→成孔检查→清理孔口→钢筋笼制作及吊放→导管安装→混凝土的灌注→拔掉导管和护筒。

3.2施工作业时的质量控制

3.2.1施工前期准备

1)桩基施工之前，需对现场做好清理工作，根据土层地质情况对较软地面更换软土，夯填密实，并根据作业需要铺设路基板，对施工场地与便道之间的路面进行碾压修整，方便钻机及施工车辆的顺利进出。

2)钻机施工场地平面布置。

钻孔场地布置包括：对泥浆池、钢筋笼、导管、料斗及施工机械的摆放位置做出明确的规划，根据钻机作业及移位的需求、泥浆的循环系统特点做适应的布置。

3.2.2测量并放线

根据水准点以及测量控制网加以引测,于轴线的延长线内设置控制关键点并形成网,在控制点上利用不少于0.2 m3的混凝土进行浇筑并放置埋件,在埋件上标注记号作为轴线的引测点；对桩位加以放样，并设置十字护桩，其高度应高于护筒的顶面，并用砂浆或混凝土对其修固。

3.2.3埋设钢护管

1)钢护筒：采用厚4 mm～6 mm的钢板制作，其内径与钻头的外径相比应大200 mm，每节护筒长度1.5 m～3.0 m，溢流口30 cm×30 cm，护筒应有一定的刚度及强度。

2)护筒埋设：一般应埋设入不稳定地层底部，若护筒偏长，可分节埋设，孔口之间应可靠拼接。在护筒的埋设过程中，其中心轴线应和测定的桩位中心完全对正，垂直度的偏离需低于1/100，用机械开挖进行埋设，为防止其他杂物误入孔中，护管至少高出地面200 mm，埋设应进入稳定土层。

3.2.4钻机就位

在就位之前要压平夯实路基，根据目标位置使钻机完成就位，在技术人员指导下仔细调整找平，确使作业过程中没有倾斜现象发生，按放样的桩位进行对中，偏差控制在(100～150)+0.01H(H为桩长)范围内，钻机自动记忆该桩中心点，施工过程中根据显示盘数字随时调整钻机的平整度。

3.2.5泥浆配置

在配置泥浆时，需充分考虑到泥浆黏度、含砂率、失水率、酸碱性等各项指标，泥浆的性能直接关系成孔质量的好坏。在黏性土中，黏土颗粒之间内聚力较大，泥浆中土渣不容易发生沉淀，在黏性土中黏度控制在18 s～25 s之间，在砂性土中，应适当加大泥浆黏度，以防止沙土中的土渣沉淀导致成孔质量不佳，根据经验，砂性土中黏度控制在25 s～30 s之间。

3.2.6完成钻孔

1)垂直度控制：旋挖钻机利用设备自带的电子系统对钻杆垂直度实时显示，并对钻杆的垂直度进行自动调整。

2)钻斗钻进时速度的调节：先使钻杆较慢均匀钻进，至主动钻杆全入到孔中再渐渐增大钻速和钻压。地质情况不同，进尺速度也应做相应的调整：从较硬地层钻至较软地层过程中，速度可相应放快；而从较软地层钻至较硬地层的过程中，速度则需放慢；对于硬塑层，作业时可加速钻进；而砂层则应对泥浆比重和黏度都适当加大，钻进速度也要适当放缓。

3)钻斗升降速度控制：应严格限制钻斗在孔中的升降速度变化，过快的话泥浆将会对孔壁进行冲击，甚至在提升钻斗时有负压现象发生，甚至出现塌孔，孔径1 500 mm,速度需控制在0.575 m/s,空钻斗升降速度0.830 m/s。特别注意容易发生缩径的地层，增加扫孔次数，并挤压孔壁，避免缩径现象的发生，对粉砂层进行作业时，更需放缓速度。

4)作业过程中，当仪器显现斗内土已满，闭合钻斗底端，把钻斗提出将土卸掉至堆放位置并定时清理。在此阶段需使回转斗的底盘斗门保持关闭，以免回转斗中的土掉进护壁的泥浆里，使其配比失调。在提出钻时须同时向孔内补浆，保证泥浆面高于护筒顶面40 cm。

5)成孔过程中桩距应保证在4倍桩径之内，所排出土要和孔口的距离保持6 m以外，并按时清理。成孔之前和出钻时需对钻头的保护装备及钻头的损耗情况仔细检验，并处理渣土。如果施工过程中发现地质情况与当初勘探信息不一致，应及时通知有关部门做出调整。

3.2.7成孔检查

当钻深符合目标要求时，需核实孔位、直径、深度和倾斜度。采用龙式检孔器进行成孔检测，检控器按照要求进行制作，外径1 m、长6 m。

3.2.8清理孔口

在钻进到设计深度时，提高钻斗，再次加入泥浆，并保持运转至少30 min，至流出孔口的泥浆没有结块现象，泥浆的比重约为1.2，沉渣在15 cm以内，第一次清孔才算完成。在此之后要做好钢筋笼吊放井口的焊接工作并安装混凝土导管。之后还要进行第二次清孔，至摩擦桩沉渣的厚度小于100 mm或端承桩沉渣的厚度小于50 mm，处理孔口处杂物并进行下步工序。

3.2.9钢筋笼的制作及吊放

1)旋挖钻机成孔迅速，应事先在桩位附近做好钢筋笼的安装工作。钢筋笼节段的长度一般为16 m～25 m，钢筋笼接头应使用焊接或机械式接头，注意使接头错开，钢筋笼每隔2 m，沿桩身四周均匀布置4个定位耳筋。

2)钢筋笼安装采用汽车吊，通过扁担梁起吊钢筋笼，吊放到入孔内的节段固定好后，再起吊和焊接下一节段。连接下一段钢筋笼的主筋过程中，应先使主筋部位对齐，确保所连钢筋笼的垂直度，对称进行焊接工作，使钢筋笼入孔时保持垂直状态，对准孔位慢速稳稳放下，防止和孔壁发生磕碰，如遇到阻力马上查明原因，严禁下放过程中发生晃动现象。

3)当钢筋笼安装完毕后，将其于孔口进行加固，标高的偏差控制在±100 mm内,保证钢筋笼与孔位中心完全重叠，吊筋长度准确。伸出承台部分用珍珠棉套管进行包裹，以便后期进行凿除。

4)声测管利用螺纹套管进行连接，并逐根进行注水检查，在连接接头两侧各1 m处利用铁丝把声测管与钢筋笼固定在一起，并用定位环进行加固，使其保持顺直牢固。

3.2.10导管安装

导管管径应与桩径匹配，桩径小而管径大容易造成顶管，钢筋笼上拱。桩径大而管径小，将应延长混凝土的浇筑时间。对于小于φ800的桩，选择内径200 mm的导管；φ800～φ1 500的桩，内径250 mm，桩大于φ1 500时，内径300 mm，内壁需光滑、圆顺、接口严密，厚度不薄于3 mm,其分节长度应符合工艺需要。

导管的接头可使用双螺纹方扣，使导管连接牢固并可很好地防水。下导管时应保证位置居中，对其长度和实际孔深做好丈量工作，其底部和孔底的距离应保持在300 mm～500 mm。使用完毕后应及时进行清洗。

3.2.11混凝土的灌注

1)混凝土质量控制：混凝土的强度符合设计需要，并具有较好的和易性，坍落度控制在160 mm～220 mm，坍落度损失符合灌注需要。

2)混凝土初灌量的控制：混凝土初灌量是水下混凝土施工的关键，通过积聚一定量的混凝土积蓄的能量将导管内泥浆逼出，实现水下封底，并保证封底后导管外泥浆不会进入混凝土内。首浇混凝土必须保证埋管深度不小于1.5 m,浇筑过程中应有质检人员旁站指导。

3)导管埋深的控制：水下浇筑作业时，导管所埋深度对成桩质量影响较大，埋入较深会引发因顶升阻力加大而出现局部夹泥现象，或因混凝土泛出阻力较大，上方混凝土流动性不好，导致灌注不顺畅。过浅则会有可能导致导管被拔出混凝土面，或新灌入的混凝土冲出顶面，导致夹泥断桩等现象发生。因此整个灌注过程导管需保持埋入混凝土内，所埋深度为2 m～6 m，拔管时要对灌注深度事先准确测量并计算埋深，避免因导管埋深不当而造成事故。如有混凝土顶升困难等情况发生，应对导管埋深进行缩短，保证施工的顺利进行。在拔出最后一节长导管时，速度必须保持缓慢，以防止孔内上泥。

4)对水下混凝土进行持续灌注，并对混凝土面升高状况实时监测。对最后一次灌注量需要严格限制，保证超灌的高度高于设计桩顶标高1.0 m以上，充盈指数高于1.0。

3.2.12拔掉导管和护筒

完成水下混凝土灌注工作后，利用吊车缓慢将剩余导管及钢护筒拔出，并反复使用，导管应勤提勤拆。钢护筒的拔出应控制在浇灌完成后，混凝土初凝之前，起吊护筒过程中要注意保证其垂直度。当桩顶标高高度不足时，混凝土无法灌到地面，需要待混凝土初凝后再进行回填钻孔。

4 结语

由于桩基施工需要在水下作业，施工过程相对隐秘，因此整个施工过程中必须按章操作严格监控以保证其施工质量。旋挖钻孔灌注桩要求施工质量相对较高，控制其施工质量也需要更加严密谨慎。因此，对灌注桩施工过程中各个环节都应从严管理，认真执行每个工序，精益求精，才能保证旋挖钻孔灌注桩工程的顺利完成。

[1] 温美兰.旋挖钻孔灌注桩施工质量控制要点及防治措施[J].河南水利与南水北调，2012(7)：24.

[2] 陈钦浩.浅谈旋挖钻孔灌注桩在桩基础工程中的应用[J].科技创新与应用，2015(8)：21.

Theconstructiontechnologyandqualitycontroloftherotaryboredcast-in-placepile

ZhaoXueping

(ShanxiErjianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The construction of pile foundation is carried out under water from drilling to completion of concrete. It has a strong concealment, which is affected by various elements and various factors in the construction, and the construction quality fluctuates greatly. In this paper, the quality control of the pile construction is carried out, and the pile quality is analyzed and explained.

rotary drilling, bored piles, construction technology, quality control

1009-6825(2017)29-0088-02

2017-08-22

赵学萍(1976- )，女，工程师

TU473.14

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