旋挖钻机灌注桩基础的施工工艺及检测

【摘 要】文章主要介绍了旋挖钻机施工灌注桩基础的施工准备和施工过程的施工工艺。

【关键词】旋挖钻机；灌注桩；施工工艺

1 工程概况

秦晋家园共有5栋高层住宅楼，建筑面积12.28万平米，基础采用灌注桩，桩径为600mm，共有949根桩，其中，工程桩874根，试桩15根，锚桩60根，混凝土采用C40、C45。

2 工程地质概况

该地段属于渭河右岸一级阶地，地质土层自上而下依次为人工填土、冲积黄土状土、细砂、中粗砂。

3 施工准备

3.1 成孔方法选择

根据本工程地质情况，基础采用静态泥浆护壁旋挖成孔工艺，本工艺采用旋挖钻机用钻头将孔内渣土直接取出，同时注入提前制备的泥浆护壁。该成孔方法具有成孔速度快、沉渣厚度小、泥皮薄、造价低等优点，为目前在适宜地质中速度较快的成孔工艺。

3.2 泥浆循环系统的布置

施工场地设两个泥浆池，容积为150m3，泥浆中废弃部分及时排放，沉淀物及时清理。

3.3 护简埋设

护筒有导正钻斗，控制桩位，隔离地下水渗漏，防止孔口坍塌，抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用。埋设护筒前先放置桩位点，过桩位中心点拉十字线在护筒外80cm～100cm处设控制桩，然后在桩位处用钻头挖一个比护筒外径大20cm、深度比护筒略小30cm的圆坑。并在坑底填筑20cm 的黏土，然后将护筒采用钢丝绳对称吊放进坑内，用水平尺(或吊线锤)校验护筒竖直后，并保证护简中心与桩位中心位移不能超出20mm，方可在护筒周围回填最佳含水量的黏土，分层夯实且要防止护筒倾斜。

3.4 泥浆的制备

本工程根据地质柱状图的研究、地下水的调查、pH值测定，对各种掺加剂进行适当配制；各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期均匀加入并及时测定泥浆指标，防止掺加剂过量；孔内有渗漏时，应掺泥浆量2％的锯木屑或稻草末。

随着施工的进展要及时对泥浆进行添制、净化，保证成孔、成桩的质量。该泥浆具有相对密度低、粘度好、含砂量少、失水率小、泥皮簿、固壁能力强、稳定性好，钻具旋转阻力小，钻进效率高的特点。

4 钻孔

4.1 根据孔位所在的地质情况，选择合适的钻机型号和钻锥。在钻孔过程中，应采取减压钻进，以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

4.2 钻进时应根据土层情况掌握钻进速度。一般纯黏土层每钻进50cm左右，砂层每钻进40cm左右；成孔时若遇见松散层时应注意漏浆情况，必要时，可在漏浆部位回填粘土堵漏；钻斗要上下往复作业，如果护壁泥浆管理不善就可能发生塌孔事故；严格控制钻斗柱孔内升降速度，如果快速上下移动钻斗，那么水流将以较快速度由钻斗外侧和孔壁之问的空隙流过，导致冲刷孔壁，有时还会在上提钻斗时，在其下方产生负压，而导致孔壁坍塌，所以应按孔径大小及土质情况来调整钻斗的升降速度。

5 验孔及清孔

在钻孔到位后，首先要清孔。清孔时采用用相对密度较低的泥浆或清水压入清孔，具体应视实际情况而定。如地下水位高时，地层容易坍塌，泥浆相对密度可大些，但过大会造成混凝土顶升困难，特别要注意避免泥浆比重上下不一的情况。清孔过程中应注意保持水头，经常检测泥浆指标，一旦达标，迅速起钻。可用直径比设计桩径小５ｃｍ钢筋圆圈放入孔内验收桩径，然后下钢筋笼，尽可能缩短浇筑前的操作时间，减少沉淀量。

严禁用加深孔底深度的方法代替清孔，这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。

6 钢筋笼制安

钢筋笼节段之间采用直螺纹套筒连接，钢筋笼在车间胎模上分节制造，并进行预拼编号，然后根据编号顺序调至孔内安装。

将制做好的钢筋笼下放时，应保证钢筋笼的焊接质量，成笼圆直。尽量选派经验丰富、技术熟练的人员操作，严格按图施工制作，才能保证下放时不变形。

准确计算钢筋笼的置放位置，保证伸入承台部分的钢筋长度。下放时，应始终将笼中心与桩中心保持一致。为保证中心的一致性及钢筋笼的混凝土保护层厚度，沿钢筋笼纵向处加设混凝土保护层垫块。

7 灌注混凝土

7.1 复测孔底标高，检查沉渣的厚度，判断是否达到设计要求及满足灌注要求。如果不满足要求时，需再次清孔。此时，可用喷射清孔法，即用高压射水或射风数分钟，待少量沉淀物漂浮后，立即浇灌水下混凝土。

7.2 下导管。在下导管前，应对导管的连接进行过球、水密及承压试验，试验时的水压，大于井孔内水深1.5倍的压力。水密试验时应记录各节长度和编号，便于计量浇筑过程中的长度。导管吊装前进行试拼，检查接口连接是否严密牢固，若接口胶垫有破损，更换后使用。同时检查拼装后的垂直情况，根据桩孔的总长，确定导管的拼装长度。吊装时，导管位于井孔中央，并在灌注前进行升降试验。

7.3 在导管上端连接混凝土漏斗，其容量必须满足储存首批混凝土数量的要求，保证首灌混凝土的冲击力和排淤能力。开始灌注时，在漏斗下口设避砂袋，当漏斗箱内储足首批灌注的混凝土数量时，剪断吊住砂袋的铁丝，使混凝土猝然落下，迅速落至孔底并把导管裹住。灌注混凝土时确保有足够的混凝土储备量，以保证桩基混凝土浇筑的连续性及桩基的施工质量。

7.4 混凝土的灌注需连续进行，有短时间停歇时，经常起动导管使混凝土保持足够的流动性。灌注过程中边灌注边提升导管边拆除上一节导管，使混凝土经常处于流动状态，尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管底埋置于混凝土的深度达3m左右，或导管中混凝土落不下去时，开始将导管提升。提升速度不宜过快，提升后导管的埋深不小于2m 不大于6m；埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷入混凝土形成夹泥；过大则使混凝土不易流出顶升，还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞，减小桩的有效直径；亦可造成近导管处混凝土面高，远导管处混凝土面低，从而使混凝土先顶升再水平扩散，出现死角区，使泥浆和混凝土混合物填实在死角区，造成钢筋的握裹力不足。提升导管要保持导管垂直居中。

混凝土应提前与商品混凝土站联系，提前半小时进场。混凝土应及时做好抽检工作，保证其塌落度；必要时如果输送距离过长，应采用混凝土输送泵，保证混凝土快速连续的进行。经常检测混凝土的坍落度，并使之控制在１８～２０ｃｍ的范围内。

根据经验，首批混凝土除数量满足埋深要求外，可适当增加一点水泥量及含砂量，以保证其和易性和流动性，使以后浇入的混凝土容易顶升；若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需的时间，则首批混凝土中还得掺入缓凝剂。

7.5 为确保桩顶质量，桩顶设计标高以上应加灌一定高度以便灌注结束后将此段混凝土清除，增加的高度为0.5m～1.0m为宜。当灌注将至设计位置时，由于导管外泥浆稠度增大，混凝土顶升困难，可用水冲法稀释泥浆，提高灌注落差，并适当加大埋深，因为此时泥砂、部分拌和物及被首批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土的上面，测深无法反映混凝土顶面高度，容易造成误测，致使过早停浇。所以，桩顶标高应预加上0.5～1.0ｍ的高度，以后再开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头。

8 结束语

秦晋家园住宅楼桩基础采用旋挖钻机施工，施工结束采用不同检测手段检测桩，不但保证了成桩质量，而且为上部结构施工赢得了宝贵的时间，取得了一定的经济效益，同时为今后同类型地质条件的桩基施工提供了宝贵的经验。