旋挖钻孔混凝土灌注桩施工技术

[摘要] 旋挖钻在桩基础工程施工中具有钻进工艺先进，钻进速度较快，适应地质构造范围较广的特点。近年来，旋挖钻施工技术广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于干式（短螺旋），或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能特点。结合云南某工地旋挖钻孔混凝土灌注桩工程施工，对施工过程进行分析。

[关键词] 旋挖钻；钻孔；灌注桩；施工

中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：

工程概况

该工程地处云南东部，上部主体为钢结构主体，基础设计为钻孔灌注桩基础，共96根，其中最长为28米，直径1米。基础承台为四桩承台，且每个承台的四根桩距离较近。

工程地质条件

由于受构造侵蚀及水的溶蚀作用，施工场地主要为溶蚀残积丘陵地貌，场地内低矮缓丘与宽缓冲沟相间分布，场地基本为一套倾向南东的单斜地层。场地中岩石陡倾节理裂隙及层间裂隙较为发育，局部地段裂隙发育较为密集。水位埋深3.00～17.30m。根据勘测报告，除场地中上部岩石破碎，溶蚀裂隙发育，未发现厅堂式贯通溶洞、落水洞、塌陷等地表岩溶点。对场地岩溶发育程度，就勘测结果可以看出，场地钻孔遇洞率为43.8%。

成孔工艺

综合分析桩的使用功能、桩端持力层、施工环境、工期进度等因素，选用具有钻进工艺先进，钻进速度较快，适应地质构造范围较广，移动方便的优点的旋挖钻成孔技术。

桩基础施工

施工工艺流程

施工准备场地平整桩位放样钻机就位护筒埋放泥浆制备钻孔施工清孔钻至设计标高钢筋笼吊装导管安装清孔混凝土灌注导管起卸护筒提拔

施工准备

根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后，组织有资格的测量放样人员，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案；规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离，以免影响孔壁稳定；钻孔机的安放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。

由于该工程为四桩承台，且承台间距较小，为防止施工过程正在施工的桩孔对前一个已成孔的桩孔造成震动塌孔影响，考虑采用跳桩成孔。比如每个承台四个桩孔按顺序编号CT1ZK1、CT1ZK2······CT2ZK1、CT2ZK2······，当CT1ZK1施工完后施工CT2ZK1，CT2ZK1完成后施工 CT3ZK1······。

桩位放样

桩位放样，按“从整体到局部的原则”根据施工图上的桩位坐标和现场测量控制点，用全站仪测放桩位并作明显标记，在桩位中心拉十字线栓桩固定。进行钻孔的标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。

钻机就位

根据桩的孔位，旋挖钻机就位，如果场地不平，履带悬空，先取土垫平履带，让钻机水平。然后调平桅杆，通过多次调整钻机位置和变幅微调使钻头对准十字线中心，使钻杆、钻头、桩中重合。

护筒埋放

旋挖钻旋转钻进到与护筒长度相同的深度时，将护筒调入孔内，用十字线校正护筒中心，移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒垂直；此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度；护筒离地控制在0.3米左右，除保护孔口防止坍塌外，还用以防止表面水或地面漏浆、杂物等滑落孔中。

泥浆制备

对黏结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，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护壁。

配制泥浆前要根据钻孔的体积确定所需泥浆的数量，泥浆量必须大于钻孔的容积。配制泥浆选取水化性能较好、造浆率高、成浆快、含砂量少的膨润土或黏土为宜。

钻孔施工

开动钻机钻进、出土，对黏结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。干作业施工的达到控制深度后停钻、提钻。

对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内注入事先调制好的泥浆，然后继续进钻。钻至较深位置后，应尽量放慢下钻和提钻速度，防止下钻和提钻过程中泥浆涌动对孔壁的冲击造成塌孔。钻至设计深度时用测绳测得实际孔深，如发现沉渣超过规定要求，可进行二次清孔。

钢筋笼吊装

钢筋笼均在经过地基处理的钢筋棚内采用支架成型法集中制作，用平板拖车通过便道运至墩位处，利用汽车吊下放钢筋笼。搬运和吊装钢筋笼时安放时要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定。钢筋笼安装入孔后，应保持垂直状态，避免碰撞孔壁，缓慢下放。

导管安装

导管采用内径为300mm的钢导管，导管的分节长度视工艺要求确定，接头采用双螺纹丝扣快速接头。导管安放前计算孔深和导管的总长度，底节导管一般为4～6m长，标准节一般为2～3m，上部可放置2～3根1.0m的短节，用于调节导管的总长度。导管对接过程中要加密封圈，防止漏水，并上紧丝扣；导管安放时应保证导管在孔中的位置居中，防止碰撞钢筋笼骨架。首斗灌注必须加隔水塞，未加隔水塞不得灌注。

4.10 清孔

干作业施工的桩孔钻到预定的深度后，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。

泥浆护壁法施工的桩基，检孔合格后采用换浆法清孔，稍稍提起钻头，保持原有的泥浆比重进行循环浮碴，然后注入清水继续循环置换，个别孔底沉碴采用泥浆泵吸出的方式进行清孔。在第一次清孔后安放钢筋笼及导管，再次验孔，若沉碴厚度不满足施工技术规范要求时(规范要求值为不大于30cm)进行第二次清孔。采用导管内注泥浆循环清孔，清孔完成后立即灌注混凝土。

4.11灌注

浇筑混凝土时要连续进行，钻孔桩灌注时利用混凝土自重进行压实，桩顶以下3 m范围灌注时，再利用振捣器进行分层振捣。混凝土的坍落度一般为180～220mm；为保证其和易性及坍落度，要注意调整砂率和掺入减水剂、粉煤灰等。导管提升保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，混凝土浇到距桩顶1.5m时，可拔出导管，直接浇灌混凝土,拆除导管动作要快，一般不超过15分钟。为防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼3m至高于笼底1m之间，且砼面在钢筋笼底上下1m之间时，应放慢砼灌注速度。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度，一般为0.5m，以保证在凿除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。砼快灌注到设计标高时，将砼需要量计算出来，并通知搅拌站，以免浪费。钢护筒在灌注结束，砼初凝前拔出。

可预见通病及防止

5.1 塌孔

在钻进过程中塌孔：如果是轻微塌孔，不影响正常钻进可以不处理；塌孔叫严重，则在保证孔内水头的同时，应采用吸泥机吸出踏入孔中的泥土，如不再继续塌孔，可恢复灌注，如仍塌孔不停止，则需要拔出导管钢筋笼，回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。

5.2 导管进水

由于首盘混凝土封底失败或者灌注过程中导管接头不密封导致导管进水，或者灌注过程中将导管拔脱进水。当封底失败时，应及时将导管、钢筋笼拔出，用旋挖钻将孔底混凝土掏出，重新安装钢筋笼、导管，清孔合格后重新灌注。