浅谈高速公路旋挖钻孔灌注桩施工技术

摘要：在铜川至黄陵高路公路改扩建工程桥梁桩基施工中, 采用了旋挖钻孔灌注桩技术，该技术具有成孔质量好、速度快、无噪声、无污染等优点,适用于大多数地质情况。采用该技术成桩,施工质量达到了设计要求。

关键字：旋挖钻孔；桩基；

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：

为加强现在高速公路项目的工程质量，消除由于技术、工艺和质量控制措施等方面的原因造成的质量问题或质量隐患。随着我国新建高速公路里程的不断增加，钻孔灌注桩在桥梁基础中日益增多。旋挖钻孔灌注桩施工具有成孔效率高，孔径偏差小，移动快速灵活等优点。

一、工程概述

泉沟大桥位于陕西省铜川市耀县石柱乡马咀村西侧，中心桩号K75+460.00，桥梁起点桩号K75+356.96，终点桩号K75+563.04，桥梁全长206.08m。

二、施工顺序

测量放线及定桩位配制泥浆开挖地面表层土埋设钢护筒检查桩中心轴线钻机就位钻孔成孔检查清孔孔口盖板移钻孔机移盖板测孔深、垂直度吊放钢筋笼安装混凝土导管浇筑混凝土桩成品检测、验收。

三、主要工序施工方法

1、施工准备

泉沟大桥桩基所处的地层大体为黄土层。在施工过程中由于桩基较深，若钻到有水部分改用泥浆护壁法成孔，因此以干作业法成孔为主，泥浆护壁法成孔为辅的方法施工，现场采用合格的粘土（膨润土）悬浮泥浆作为钻孔泥浆。钻进过程中，护筒内泥浆应始终高出孔外水位1～1.5m。对于易坍孔的地层，应适当调整泥浆各项性能指标，确保不坍孔。

2、钻孔机就位

钻孔机就位时，必须保持平稳、水平，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，要在机架上或机管上做出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。

3、钻孔

根据桥址地质复杂的特点钻机尽可能采用功率大，钻压能力强、扭矩大钻机施工。钻机就位后，对钻头位置进行复测，将偏差控制在允许范围之内，底座和顶端应平稳，在钻进施工中不应产生位移或沉陷，否则应找出原因，及时处理。

1）调直机架挺杆，对好桩位(用对位圈)，开动机器钻进、出土。

2）作护壁和排碴用的泥浆，其制作及其性能要求符合下列规定：在粘性土中成孔时应注入清水，以原土造浆护壁。施工中应经常测定泥浆比重、粘度、含砂率和胶体率。

3）沉浆池和沉淀池的池面标高应比护筒顶低0.5～1m，以利泥浆回流畅顺。

4）应派专人清除泥浆沟槽的沉积物，保证不淤塞。沉淀池及泥浆池的沉积物应经常清除，多余的泥浆要及时排出基坑。

5）泥浆泵要有专人看管，以确保不被泥砂杂物堵塞。泥浆泵发生故障不能供浆时，应立即通知钻机停钻，以免堵塞钻头出浆口。

6）钻具和钻头按下列规定选用：在一般粘性土、淤泥、淤泥质粘土以及砂土中，采用笼式钻头；在砂卵石层、强风化层中，可用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头；遇孤石时可用带硬质合金齿的筒式钻头；在硬岩中，可用牙轮钻头。

7）钻机钻进时，应根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度，在淤泥和淤泥质土中，应根据泥浆的补给情况，严格控制钻进速度，一般不大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过1m/h；在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。

8）钻孔桩钻进过程中若发现斜孔、弯孔、缩颈、塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止进钻，经采取下列有效措施后，方可继续施工：当钻孔倾斜时，可往复扫孔修正，如纠正无效，应在孔内回填粘土或风化岩块至偏孔处上部0.5m，再重新钻进；钻进中如遇塌孔，应立即停钻，并回填粘土，待孔壁稳定后再钻；护筒周围冒浆，可用稻草拌黄泥堵塞漏洞，并压上一层泥、砂包。

9）钻孔桩清孔应按下列规定进行

a.对以原土造浆的钻孔，钻到设计深度后，可使钻头空转不进尺，循环换浆，泥浆比重控制在1.1左右。

b.对于土质较差的砂土层和砂夹卵石层，清孔后泥浆比重控制在1.15～1.25左右。

c.清孔后的沉碴厚度，端承桩不大于100mm。在灌注水下混凝土前必须复测沉碴厚度，沉碴超过规定者，必须重新清孔，合格后方可灌注水下混凝土

4、成孔质量检查

1）钻深测定：用测深绳(锤)测量或检测钻杆入孔深度来测量孔深及虚土厚度。虚土厚度等于钻孔深的差值，虚土厚度不超过10cm。

2）孔径测定及控制：采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径)，长度为4～6倍桩基外径的钢筋笼检孔器吊入钻孔内对孔径、孔形和倾斜度进行检测。

5、孔底土清理

干作业法施工的桩基，钻到预定的深度后，必须在孔底处进行空转清土，然后停止转动；提钻杆，不得曲转钻杆。孔底的虚土厚度超过质量标准时，要分析原因，采取措施进行处理。进钻过程中散落在地面上的土，必须随时清除运走。

6、吊放钢筋笼

钢筋笼在钢筋加工车间预制。加工时严格按设计图纸和规范要求制作。并按相关文件要求安装和固定声测管。钢筋笼安装时分节吊放，焊接钢筋笼时，采用25T吊车正副钩起吊，避免钢筋笼拖地散架，保证钢筋笼定位，防止偏心。钢筋笼顶部通过钢筋与护筒口焊接相连，以预防钢筋笼在砼灌注过程中上浮。

7、混凝土浇筑

混凝土由输送车配合料斗连续灌注。混凝土在整个灌注过程中，导管埋深2～6m，专人测量导管埋置深度及混凝土面的高度，及时拆除导管，填写灌注记录。桩基导管法灌注混凝土桩施工程序见图1。

图1导管法灌注水下混凝土施工程序图

1）安设导管,导管底部与孔底之间留出30～50cm空隙; 且漏斗首批砼的储量由计算确定，满足导管初次埋置深度≥1.0 m的需要，首盘砼灌注数量：

式中：V——灌注首批混凝土所需数量（）；

D——桩孔直径（m）；

H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；

H2——导管初次埋置深度（m）；

d——导管内径（m）；

h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内砼平衡导管外压力所需的高度（m）。

以桩径2m的桩基为例，经过计算：混凝土首灌量V=8.2m3

2）悬挂隔水拴,使其与导管水面紧贴；

3）现场检查混凝土和易性，确保塌落度为180～220mm，漏斗盛满首批封底混凝土，灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量；

4）剪断铁丝的同时，向料斗中不停注入砼，隔水拴下落孔底；

5）连续灌注混凝土，并及时跟踪测设孔内砼高度，计算导管埋深，上提导管，然后拆除导管，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160～170mm，以确保桩顶浮浆不至于过高；

6）混凝土灌注完毕,拔出护筒。

9、桩基后压浆

1）根据设计图纸在钢筋笼相应位置设置压降阀。压浆导管之间用管箍连接，压浆导管与钢筋笼用钢丝连接。钢筋笼下放孔底后不得再悬吊，避免扭转和反复冲撞孔底。

2）后压浆质量控制采用注浆量和注浆压力双控方法，以水泥注入量控制为主，泵送终止压力控制为辅。

3）后压浆起始作业时间一般于桩基成桩质量检测以后即可进行，最短不能少于24小时。

4）压浆水泥采用P.O 32.5以上标号硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。水泥浆的强度不低于20MPa，注浆水灰比为0.65-0.75，水泥浆的稠度控制在14-18s之间。

5）桩侧压浆量不小于500kg，桩底压浆量不小于3000kg。

6）桩侧压浆压力不小于1.0 MPa，桩底压浆压力不小于1.5MPa。

7）水泥压入量达到预定值的70%，泵送压力超过4.0 MPa可停止压浆；若泵送压力不足表中预定压力的70%时，应调整水灰比，继续压浆至满足预定压力。

8）若水泥浆从桩侧溢出，应调整水灰比，改间歇压浆至水泥量满足预定值。

9）注浆过程中严格进行工艺控制，随时根据现场施工进行技术参数修正调整。

参考文献：

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