回旋钻孔桩施工控制要点和措施

王 瑾

(山西交通控股集团有限公司临汾南高速公路分公司，山西 襄汾 041500)

1 概述

在钻孔灌注桩施工中，对周边环境和建筑物影响小，桩体成型后能有效提高承载力，减少沉降量，在高速公路桥梁建设中被广泛应用。灌注桩对施工质量要求高，施工工序多，保证桩基础施工质量是桥梁施工质量的关键之一。在施工中，影响成桩质量的因素较多，造成成桩质量不稳定，出现缩径、桩身夹泥等质量问题，影响桩承载力。

在某桥梁桩基础施工中，要求单桩进持力层深度不小于1.2，桩径1 000 mm，承载力抗拔2 000 kN，抗压6 000 kN，有效桩长约35 m～40 m。该桥址穿越多个地层，桩端持力层主要是风化泥质粉砂岩、含砾砂岩层，对桩体施工质量要求高。本项目根据设计要求及水文地质条件，采用的GPS-10型回旋钻机适用于各种直径、各种土层的钻孔桩，适合各类粘性土、砂土地层、砂卵石层及软弱岩石等地层，泥浆采用膨润土+适量烧碱进行制备，能有效提高泥浆粘度和胶体率。

2 施工工序要点

钻孔灌注桩属于隐蔽的地下工程，主要有护筒埋设、钻机就位、钢筋笼施工、清孔、混凝土浇筑等工序。

2.1 施工准备

主要是对钻机场地进行平整和测量放样。为避免出现不均匀沉陷，要求钻机不得处于不坚实填土上，将表面杂物清除和软土换除后，将作业场地夯打密实。根据测量控制点，将测量控制网布设后，测量出各桩位中心线，并在稳定基础上设置护桩。

2.2 护筒埋设

埋设的护筒质量影响着成孔质量。采取措施确保其平面位置及竖直度，保证护筒底脚密实度，是提高成孔质量的有效途径。

在开始钻孔前，须进行护筒埋设(见图1)。其目的在于固定桩位保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位，确保钻孔导向等。在本项目中，采用压重辅以筒内除土沉入，以防止变形。同时，挖除护筒周围0.5 m范围内土体，0.5 m深度土体换填成粘质土并压实。

护筒内径比桩径大30 cm，埋设好的护筒顶面高出地下水位1.5 m。护筒中心轴线对正桩位中心，要求偏差不大于5 cm。对护筒竖直位置倾斜度进行控制，要求偏差不大于1%。

2.3 钻机就位

在回旋钻机成孔作业中，应进行钻进速度控制，还须根据土层变化进行泥浆相对密度和粘度调整。使用减压钻进方式，以便于保证成孔垂直度。当在地层交界处钻进时，要放慢钻进速度。对于出现土质松软导致的护筒周围漏浆时，可向孔内添加粘土堵住漏浆孔隙后，再继续进行钻进。

根据不同地质条件，在粘性土地层中使用三翼钻头。在砂土地层、砂卵石层中使用三翼或四翼钻头。在软弱岩石地层中使用四翼钻头。钻孔时，为避免出现塌孔，须保证孔内水位稳定在设计要求部位，不得骤然变动钻头速度，不得在钻孔周围堆积孔内出土。

钻孔作业应尽量连续进行，避免出现不必要的间断。对于必须出现的间断，须将钻头提出孔外，使用铁板覆盖孔口。在钻孔作业中，应指定专人检查并记录地层土质情况；进行泥浆面标高观测，保持孔内泥浆压力；随时进行钻进的孔深、孔径及斜度测定。对于出现的钻进异常，须及时停钻进行处治后方可复钻。还要经常注意检查钻机位置，保持其正确和平台稳固。

达到设计孔深后，专人进行岩样、终孔深度及沉渣厚度测定(见图3)。经复核确定孔深达到设计要求后应立即进行清孔，确保孔内沉渣厚度满足符合要求。

2.4 钢筋笼施工

在进行钢筋笼节段吊放时，入孔应对准钻孔，保持垂直，慢放入孔(见图4)，采用插杆方法保证钢筋笼的圆心与钻孔桩圆心对正。严禁猛提猛落和强制下放，不得左右旋转下放。在进行钢筋笼接长或全部节段安装到位，孔口均设置支撑。

本项目钢筋笼采用孔口接长方式，须采取有效措施保证上下段轴线处于一条直线上。为确保结长后的钢筋笼达到设计要求，要求上下主筋进行结长操作时必须进行对正。进行焊接作业时，要求同一平面内钢筋笼接头不超过50%，单面焊搭接长度不小于10d，双面焊不小于5d。在进行接长焊接时，还须进行焊接时间控制，将沉放时间尽可能缩短。

进行钢筋笼吊放就位后，要求的钢筋笼中心与桩孔中心偏差不大于10 mm，钢筋笼底面高程部大于±50 mm。采取钢筋笼加固措施能有效避免在灌注作业中的钢筋笼上浮现象，本项目要求将钢筋笼上端主筋焊接在护筒上。

2.5 清孔

清孔分两次进行。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。

1.3.2 药物选择评价 普通外科Ⅰ类（清洁）切口手术主要感染病原菌是葡萄球菌[6]，预防感染时应以第一代头孢菌素类抗菌药物为主。

第一次清孔采用换浆法(见图5)。钻孔至设计深度后，使钻机空钻不进尺，射入较稀泥浆或清水保持孔内水位或泥浆面标高，在进行浓泥浆置换或稀释时，把孔底钻渣带出，达到第一次清孔效果。

第二次清孔是在下放钢筋笼和导管安装完毕后进行。二次清孔时，要求孔内抽出的泥浆手摸2 mm～3 mm颗粒，清孔后的泥浆比重不大于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28 s。孔底沉渣厚度，柱桩不大于5 cm，摩擦桩不大于20 cm。

2.6 混凝土浇筑

采用导管进行混凝土浇筑。采用导管的直径应与桩径浇筑速度匹配，内壁光滑一致，接口严密。进行导管安装质量控制，要求漏斗底距钻孔上口应大于一节导管长度(见图6)，为避免刮碰钢筋笼要求底节导管下端不得使用法兰盘。

首批入孔后的混凝土埋深应在1 m以上。在灌注首批混凝土时，料斗中用封锥、盖板作为隔水装置。在浇筑作业时，为保证导管埋深符合设计要求，应采取措施对混凝土顶面位置进行监测，通过混凝土浇筑速度控制来增加钢筋笼埋深，以有效提高成桩质量。

混凝土浇筑作业中途不得出现停顿，须采取措施确保作业连续。同时，为确保每根桩在设定的初凝时间内浇筑完毕，严格控制导管拆除时间，做到尽量缩短。为防止堵管，在向导管内倾注混凝土时不得正对管中中心，不得过猛。

在浇筑混凝土过程中，要及时抽拔导管。要求导管埋入混凝土中的深度不得大于6 m，不能小于2 m，以防止导管提升太快超过混凝土表面造成断桩或导管抽拔不及时造成埋管。

混凝土浇筑完成后，要及时拔除护筒。护筒为处于地面及桩顶以下，在灌注完混凝土后要立即拔除。

3 质量控制措施

在灌注桩施工中，应严格按施工工序进行质量控制，采取措施确保施工质量。在本项目施工中，采取有效的质量控制措施，保证灌注桩质量均达到设计要求。

3.1 成孔质量控制

成孔作业是灌注桩施工的关键点之一，成孔质量直接影响桩身质量和桩承载力。进行成孔质量控制，能有效避免塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等问题。具体的操作措施有：

1)隔孔施工措施。在成桩初始，桩身混凝土强度低，采取适应桩距能有效防止坍孔和缩径。

2)桩身成孔垂直精度控制。钻机稳固是保证成孔垂直精度的关键之一，可采取将桩机支承面积扩大措施来确保钻进作业稳固，还须对钻进作业状态的钻架及钻杆垂直度等参数进行随时校核。

3)确保桩位、桩顶标高和成孔深度达标。在钻进作业中，为准确控制钻孔深度，须不定时复核底梁水平和桩具总长度，便于在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔深度。在成孔后，使用测绳复核成孔深度时，须考虑测绳遇水后缩水问题，在使用前预湿后重新进行标定，在使用中还须经常复核。

3.2 钢筋笼吊放控制

在钢筋笼吊放时，须对连接钢筋笼的焊缝质量进行逐节验收。吊放时严禁强行下放，对于碰撞孔壁导致吊放受阻，可重新吊放。对于由于成孔偏斜导致的下放不畅，须进行成孔复钻后方可继续吊放。

3.3 成桩质量控制

为确保成桩质量，进行混凝土浇筑时，进行混合料配合比控制。当施工现场的水泥、砂、石料规格及含水率变化时，应及时对现场配合比进行调整，以减少离析确保成桩质量。还须加强混凝土搅拌时间和混凝土坍落度控制，随时了解混凝土面标高和导管埋深。