大直径旋挖桩在工程施工中的质量控制措施研究

陶永平

（中欧国际建工集团有限公司，四川 眉山 620042）

桩基础在工程项目中较为常见，其中大直径旋挖桩技术因具有施工便利、经济效益好等优点得到进一步推广。与传统人工挖孔技术相比，大直径旋挖桩的成孔质量高，可在更短时间内穿越复杂地层。但是因为大直径旋挖桩的操作复杂，在施工环节可能存在诸多质量隐患，值得关注。

1 大直径旋挖桩的质量控制要求

1.1 钻孔施工的质量要求

（1）在钻斗提出或者旋挖机成孔前，技术人员应认真检查钻斗、钻杆衔接位置的销子、钢丝绳等，并考虑成孔设备的成孔深度、钻进动力及操控性能等各项关键参数，使各项关键参数满足成孔施工要求。

（2）钻孔前放样测量、目标定位对于施工质量有直接影响，正常情况下钢护筒直径应超过大直径钻头直径，且护筒标高与基准标高之间的高程差可控制在150±50cm 以内。

（3）成孔钻进时应密切观察现场土质结构性能指标变化，并密切观察钻进速率、钻进压力与地下水位变化情况。在成孔前需要多次上下循环运动钻头，使钻头行进延伸方向形成负压区而影响孔壁稳固性。同时钻杆与钻头的升降运动变化可能产生冲击力，若冲击力大于孔壁受力极限时会造成孔壁坍塌，这是现场施工中必须关注的问题。

（4）在旋挖桩成孔时一旦出现回填土密实度不足等问题可能会导致孔口因为冲刷而坍塌，甚至引发连锁反应。为避免此类问题发生，可采取以下计量控制措施：①因为钻杆钻头置换所需要的泥浆量偏高，若泥浆数量不足可能会导致浆液面因为钻头运动而出现剧烈变化，对孔壁产生巨大冲击力。因此需要增加孔洞泥浆量，确保泥浆量充足。②配置长护筒是消除质量问题的有效措施，因此在施工中可将长护筒下放地层深度控制在3m 左右。③施工中控制钻头升降速率对于提升大直径旋挖桩施工质量意义重大，因此在现场施工环节应严格控制升降速率，将泥浆流速维持在恒定水平。

1.2 钢筋笼工程质量控制

考虑到部分施工场地抗震设防烈度偏高，桩基配筋率大，因此需通过施加钢筋笼的方式维持结构稳定性。相关人员可以采取以下质量控制措施：

（1）钢筋笼分节位置决定长度，而分节长度与吊装施工方式存在密切关系。因此在工程质量控制中可采用分节加工制作的方法配置钢筋笼，降低钢筋笼下放时对孔壁产生的持续冲击力，进而达到预防桩孔坍塌的目的。

（2）在无特殊工艺要求的情况下严禁将钢筋笼设置在双层筋区域，这是因为双层筋区域会影响钢筋笼的功能，因此下放位置是质量控制的重要一环。同时因为钢筋直径大，下放过程难以通过调整钢筋空间位置的方法实现对接；并且为确保最终成品质量，可采用钢筋笼预拼装方法。

1.3 导管安装施工质量控制

（1）安装导管前应确保导管性能指标满足工程性能指标，检查其内壁是否平滑、大小规格是否统一等；理想的导管应用橡胶圈密封好，并用螺丝扣拧紧加力杆。

（2）在管道拼装结束后做压力测试，压力测试时的试水压力维持在0.6—1.0MPa 以内；使用导管前应认真检查其内壁状况，若发现泥浆块等杂质应及时清理。

（3）安装导管时严禁使用法兰接头，一般可选择双螺纹方扣或者丝扣等，并且理想的夹紧板应为三角形。

（4）提升导管时应避免与钢筋笼发生碰撞，且为强化不同工况适应能力，可考虑设置多个可调节长度；下放导管时若导管下放接近孔底时，应预留0.3m 的距离。

（5）旋挖桩成孔后尽可能地马上清孔，并且立即安装钢筋笼，下导管之后，灌注混凝土，整个工作程序最好控制在两小时以内，同时还要保证施工的连续性，从而防止塌孔或是沉渣过多等现象出现。

1.4 混凝土浇筑质量控制

（1）桩基桩身长，在施工过程中可能出现溜边等质量问题，并且导管接头卡在定位箍上的概率大。为避免上述问题，在施工质量控制中需要密切记录垂直度变化，当保持垂直下放时可以避免接头卡住等问题。

（2）强化浇筑质量管理中应及时插捣，在确保混凝土导管长度满足技术规范时，也要避免因为长度过长而无法拔出导管。

（3）考虑到混凝土工程中可能出现堵管等质量问题，可先准备短导管准备替换，一旦发生堵管等问题应先拔出导管再清理。疏通导管后将管道下放至上一次浇筑位置下方1000mm 位置，直至排净导管中泥浆后继续插入导管，将导管深入浇筑面下方1m 位置。

2 常见质量问题及其预防措施

2.1 钢筋笼上浮处理措施

造成大直径旋挖桩工程钢筋笼上浮的原因主要包括以下几方面：（1）钢筋笼上端钢筋未固定，导致施工人员提升导管时钢筋笼会随着导管被一同提起，最终造成钢筋笼上浮。（2） 混凝土灌注中因为导管埋深浅而混凝土灌注量偏大，会导致混凝土上返速度增加，同时产生较大的上冲力。（3）由于灌注混凝土一直处于孔内已灌注混凝土上方，但因为混凝土材料自身性能问题（包括初凝时间短、离析或者坍落度大），随着时间推移可能会影响混凝土的流动性，并造成上部混凝土发生凝固风险；而流动性差的混凝土接触钢筋笼底端时，将会托起钢筋笼造成上浮。（4）地层问题也会导致钢筋笼上浮，例如，地层中存在粉细砂层时，若泥浆密度小会导致塌落的细砂铺满混凝土表面，并形成垫层，该垫层会导致钢筋笼无法正常下放，随着混凝土面上升导致钢筋笼上浮。

应对措施包括：（1）浇筑混凝土时应注意观察吊筋变化，若发现吊筋略有上浮趋势，则需要降低混凝土灌注速度，并通过卷扬机“慢提快落”导管，该方法可以将逐步上浮的钢筋笼带回混凝土中。（2）在混凝土进入钢筋笼时需控制埋深，为保证施工质量，所设定的最深埋深应小于等于6m；而当底端提升至安全距离时即可控制埋深，通过该方法可以有效解决钢筋笼上浮问题。（3）调整混凝土坍落度可以解决钢筋笼上浮问题，理想状态下混凝土坍落度应维持在20—22cm 左右，若不满足该标准会导致混凝土凝固速度加快并托起钢筋笼子。因此为避免该问题发生，还需要技术人员严格控制坍落度。（4）可在钢筋笼上方固定一根钢筋标杆，标杆上浮则证明钢筋笼上浮，需要技术人员采取应对措施。

2.2 断桩问题

在灌注混凝土时因为无法覆盖导管底部，施工人员过度提升导管，钢筋笼会影响导管顺畅性，此时泥浆进入，导致混凝土中发生夹层，最终导致断桩问题。

在处理断桩时，浇筑混凝土首封或首封刚刚结束出现断桩时要及时停止注浆，立即拔出钢筋笼，之后重新钻孔，全面清孔后方可组织钢筋笼下放施工，随后再次灌注混凝土即可。同时桩外人工挖孔是常见方法，通常可在桩位两侧凿开80cm 施工洞，抵达缺陷位置后清理断位周围土壤，直至露出新鲜混凝土；之后第二次压浆灌注即可。在桩芯凿井施工技术中，以原灌注桩外壁为护筒，当其深度大于质量缺陷位置后，需要及时清理泥沙，下放钢筋笼，与此同时，再次浇筑膨胀混凝土。

3 结语

在大直径旋挖桩项目施工中，完善施工质量管理可有效预防质量风险发生。大直径旋挖桩施工质量与混凝土浇筑质量、钢筋笼工程质量、导管安装质量等因素存在密切关系。因此相关人员应在了解施工技术规范要求后，熟知各类质量问题应对措施，做好风险防范，切实提升施工质量。