旋挖钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

旋挖钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

杜宁桥,章毅,曾佳,路威,欧青

中建八局第一建设有限公司 山东 济南 529080

摘要：工程建设中，桩基施工是十分重要的基础性工作。成熟的成桩方法有很多，各有优势。旋挖钻孔灌注桩是其中之一，其成桩过程涉及桩位测量放样、护壁泥浆、钢护筒、灌注桩成孔、钢筋笼制作安装、清孔、灌注混凝土等重要环节，适用于软土、粉土、砂土、风化岩层等多种地层，因其施工质量好、效率高、机械自动化程度高、且对附近建构筑物和四周的环境影响小、噪声小、污染小等特点，广泛应用于大型建筑的工程桩施工。

关键词：旋挖灌注桩；施工工艺；质量管理

中途分类号：TU753     文献标识码：A

引言

建筑工程中，桩的施工方法有很多，主要有重锤冲击钻孔、人工挖孔、旋钻挖孔、冲击反循环钻机以及反循环回旋钻机等，然而重锤冲击钻的噪声较大，不适宜在人口众多的城市中使用，人工挖孔受到地质条件的制约，具有较高的危险系数，只有旋挖钻孔、冲击反循环钻机和反循环回旋钻孔技术是适用性强、较为环保的，是当前建筑施工中最受青睐的桩基施工技术。旋挖钻孔灌注桩在我国已经有多年的发展历史，但是大规模投入使用还是在近些年才开始的。

1 旋挖钻孔灌注桩施工概述

旋挖钻孔灌注桩是通过旋挖钻机底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，如此不断循环，直至钻至设计标高成孔，下放钢筋笼并进行二次清孔，最后灌注混凝土成桩。在粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻送工艺，无需泥浆护壁。但对于松散易坍塌、有地下水分布、孔壁不稳定的土层，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行行护壁。

2 旋挖钻孔技术的优点

旋挖钻孔技术通过带有斗式钻头的旋杆进行钻孔，旋杆在旋转和自重的作用下，将土基进行切削，把孔内的土料集中于斗筒中，通过提升斗筒将土排出孔内，通过不断地循环这一过程，使得桩孔形成。这种成孔方式可选用套筒护壁的方式，也可使用泥浆护壁，如果土质条件较好，承载能力强，可不使用护壁的措施直接成孔，但是通常不推荐这么做。旋挖钻孔技术在成孔过程中产生的噪音量相对较低;成孔速度非常快，尤其是在砂质土和软土地区，成孔、取土、弃土都非常便捷，掘进速度非常可观；机械设备的组合相对简单，便于操作，整套设备由自行式吊机、转盘、钻杆以及斗筒式钻头构成，这些都可以提前组装在一起，或者在施工现场组装，将设备移动到桩位上即可开始进行施工作业；对垂直度、孔径和标高都能进行良好的控制，能够很好地控制工程的质量。

3 旋挖钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

3.1 护筒埋设

为了避免孔壁崩塌，在实际工程中必须对护筒进行保护。在开展旋转钻井工作时，通过埋设护筒进而确保护壁泥浆与地下水的水位差，提高井眼的静水压，确保了孔壁的稳定性。待地面护筒到位后，在护筒外侧用粘土进行分层回填加固，以护筒套管周围发生渗漏的情况；回填土层厚度为40~45 cm，护筒的上端应比施工地面高出0.3 m，护筒的位置与孔心之间的偏差不能超过50 mm，同时必须保证护筒的垂直，以避免泥浆的流失。目前施工中常用的护筒材料是以钢板制作为主，其制造出的护筒必须坚固耐用，不漏水，与桩径相比，护筒的内径应该比桩径大20~40 cm，每节的最优长度在2~3 m之间，此外，孔底要用400 mm厚的粘土回填。

3.2 旋挖钻成孔质量的控制

1)采取跳挖的方式。由于旋挖钻成孔的施工方式是先挖掘桩孔，再进行浇筑的，在进行浇筑期间，孔壁会受到周围土体较大的土压力，容易造成塌孔的现象，在混凝土浇筑的前期，混凝土强度较低，如果没有加入膨胀剂，很容易出现缩径的现象，使得孔壁坍塌，桩位倾斜。因此，在进行桩孔挖掘的时候，可以采用跳挖的方式，以尽可能提高土体的稳定性，降低扰动，防止成孔过程中出现塌孔和缩径。2)确保桩位准确，合理控制孔深。在将护筒准备就位之后，要对护筒的位置进行复核，确保护筒位置准确，实际施工中护筒中心位置和桩位中心线的偏差不应该大于50 mm。在施工的过程中，必须准确地控制成孔深度，除了在掘进过程中通过旋挖桩机械本身进行测量之外，还应该进行人工测量，使用铅锤和测绳等进行复核，做好孔深测量记录。如果使用泥浆护壁，很可能在第一次清孔的时候没有将泥浆比例控制好，在提钻的时候碰撞孔壁，发生坍塌或者沉渣较厚的情况，这就会对二次清孔造成不良影响，因此应该在提出钻杆之后，使用测绳对孔深进行复核，如果测绳测深比钻杆上钻探的数值小，就需要继续进行清孔。施工使用的测深如果在潮湿情况下进行测量，很可能会出现缩水的现象，为了提高测绳测量的准确性，应该在使用前对测绳进行预湿，并且在测量前对其进行复核。

3.3 钢筋笼制作、安装技术控制要点

（1）检查现场焊工是否持证上岗，特种操作证是否有效。钢筋加工、焊接机械设备是否运转良好、维修保养到位。（2）对进场的钢筋、焊材、直螺纹套筒、混凝土保护层垫块、后注浆管、声测管等材料进行验收，检查其产品合格证、质量保证书、检测报告等资料是否完整、有效。对进场材料随机抽取相应的数量进行规格尺寸等项目的检测，并按要求见证取样、送检。送检钢筋力学性能和工艺性能的检验结果应符合设计要求。监督施工单位做好材料和成品、半成品构件的分类存放保管工作，防止因存放不当影响材料性能。（3）钢筋焊接接头、直螺纹套筒连接接头按要求进行见证取样、送检。当对钢筋笼焊接接头的焊接质量进行检查验收时，其焊缝长度应符合设计规范要求：单面焊缝长度≥10d，双面焊缝长度≥5d，表面焊渣应清除干净，焊缝要饱满，外观严禁存在裂纹、烧穿、咬边、未焊透等焊接质量缺陷。验收不合格应要求整改，但同个接头的返修次数严禁超过2次，否则应重新制作。相邻两个纵向焊接接头的间距应满足错开≥35d且≥500mm的要求。监理检验时要注意在制作抗拔桩的钢筋笼时，其主筋的纵向连接应按设计要求采用直螺纹套筒连接且接头等级应达到一级标准，严禁使用焊接连接。接头范围内的箍筋应按设计要求加密。

3.4 混凝土灌注控制要点

为保证在输送过程中不出现混凝土离析，应缩短拌和以及运送至工地的时间。在浇注前，混凝土的坍落度损失应与出罐时的相比不超过2 cm。在进行水下混凝土的灌浆时，用吊车的主钩将料斗吊起，并在料斗的底部放置隔水栓堵塞，然后将混凝土注入到料斗中，通过吊车的副钩快速地将隔水栓提出，使混凝土快速地落到孔底从而完成封底，并进行快速、连续的灌浆。在进行混凝土浇筑时，要注意观察钻孔内的水位和混凝土的下落。每一次灌浆结束后，都要用检测绳检查混凝土表面的上升情况，然后再计算混凝土中的导管的埋入深度，并依据计算的结果进行导管的提升和拆除。通常，导管埋入最佳深度在 2~6 m 之间，拆除导管之前的埋设深度应保持6 m左右，拆除导管后埋设深度应保持2 m左右。

结束语

钻孔灌注桩施工的每一步都是隐蔽作业，为了保证成桩的质量，施工管理人员必须要能够掌握实际情况，并依据以往的经验采取针对性的方法予以防治，应该加强对每一道工序的管理和控制，全过程、全方位把控和严格监督管理，以保证施工的质量，确保每一道工序都按照施工规范进行，只有这样才能最大程度地保证钻孔灌注桩的质量，使旋挖钻孔技术体系能够更加完善。

参考文献

[1] 蔡名璋.建筑工程旋挖桩施工技术的应用探讨［J］.广东土木与建筑，2019，26（9）：36-38.

[2] 韩永飞.旋挖钻孔灌注桩后注浆法在建筑工程桩基础施工中的运用分析[J].四川水泥,2020(3):262.