旋挖钻成孔桩基施工细节控制

段先猛

摘要：文章主要就旋挖钻成孔桩基施工容易忽视的一些细节、重点难点问题进行分析，对遇到的问题提出了切实可行的解决方案，并取得了良好的效果。

关键词：旋挖钻；钻孔；钢筋笼；混凝土灌注；泥浆液

引言

旋挖钻成孔桩基施工是当前非常成熟、先进的桩基成孔施工方法，其孔径最大可达3米，孔深最大可达80米，所配钻具型式多种多样，广泛适用于从软土到基岩的各种地层，成孔速度快，效率高，是传统钻机的几倍甚至几十倍。尤其是其操作的灵活性、高效性，在地铁围护结构、公路市政桥梁、铁路桥梁等桩基施工方面应用越来越广泛，在有特殊要求的钻孔施工中也发挥着很大的优越性。通过控制旋挖钻成孔桩基施工中容易忽视的一些细节，可以保证桩基质量，达到减少浪费，提高效益的目的。

1.工程概况

武汉市黄埔路延长线大桥工程的桩基位于河滩地，桩基主要直径1.25m以及1.5m深度为44-58m。地层1-6m为黏质土，个别地方为泥沙。6-25m为粉砂、细沙、或者泥沙，密度较小，25-45为中砂，颗粒不均。含有少量砾石，密度自上而下逐渐增大。可达220kpa。本地区一级阶地水位4-16m，地下水量充沛。因此施工难度较大。

2.钻孔阶段细节控制

2.1钻孔

本工程桩基成孔采用旋挖钻成孔方式，根据现场施工经验，旋挖钻在钻进过程中需要注意以下几点：

2.1.1入孔

开始钻进时在护筒地口以上需采用高档位快速钻进。一是可以缩短钻孔时间，二是粘附在钢护筒上的泥皮、土体可以及时脱落，在钻头到达护筒底部时要减慢速度，以便土体和护筒相接的部位可以有效的结合，确保泥皮的粘结牢固。在钻进深度超过护筒底部1.2m（钻头的高度）时即可正常钻进。

2.1.2钻进

正常钻进时在比较松软的地层（地层承载力约为160kpa）可以采用不加压靠钻杆的自重钻进。通过较硬的地层时可适当加压。钻进过程中需要随时注意旋挖钻主泵压力的变化，若出现异常或者发现桅杆激烈晃动时应立即停钻，拔出钻头检查钻头内渣土，是否有异常情况。然后根据实际情况进行下步施工。

2.1.3主要细节控制

2.1.3.1钻头出入孔要慢

（1）钻头入水慢：旋挖在钻头入水前必须慢，由于旋挖钻钻头与护筒的间隙为15cm左右，若钻头入水太快，则孔内水压力迅速增大，造成孔内水内外压力差过大。容易造成护壁的脱落。形成沉渣过厚。

（2）钻头出孔慢：旋挖钻在出水时前必须慢，旋挖钻头出水前，孔内压力处于平衡状态，若出水太快，则局部形成真空状态，以造成孔壁内外水压力差，即孔内压力变小，造成孔壁破坏。重则形成塌孔。

2.1.3.2钻进深度

钻进深度应控制在钻头高度的70%。原因一：若钻进过程中钻进100%时，容易造成卡钻，由于钻头形状为上小下大，若超钻，则砂容易逆出钻头，回流到钻头与护壁中间的楔形空隙，当钻头提出时形成卡钻。原因二：在提钻过程中泥浆中的砂或者护壁脱落的砂可以回落到30%的钻头内，可以避免和护壁摩擦。

3.钻孔容易出现的问题分析与处理措施

3.1卡钻

原因：根据本工程现场施工经验，卡钻的深度一般在深度37m以下，主要现象为不能提钻，钻头转动困难，主泵压力显著增大。严重者出现钻头不能转动现象即可认为已卡钻。

主要原因有以下几点：

（1）地质原因，因为本工程地质在超过37m后多为较硬砂层，密度大，钻进过程需要钻头加压才能钻进，当钻进时遇到局部孤石或者由于钻头上部局部坍塌（一般不超过1m范围），导致孔壁紧紧的包裹钻头，最终造成卡钻。

（2）人为原因，由于钻进过程中个别司机疏忽大意，造成钻进深度超过钻头深度，引起泥沙从钻头上口溢出后回流到钻头与孔壁的楔形区域。在高压作用下把钻头紧紧的挤压在孔内。造成卡钻。

（3）其他原因，在钻进过程中存在上部孔壁少量坍塌回填到楔形区域，造成卡钻。

处理措施：

方法1：当发生卡钻时，要立即停止钻进，快速反转钻头，转动钻头时要略微向上提钻头，当钻头上升30cm时，可适当正钻，但是不可回落钻头使楔形区域内的泥沙逐渐顺着缝隙返回到钻头下部，最终提出钻头。卡钻后严禁正钻。由于正钻会增加楔形区域的的泥沙。此时需要严密注意钻机主泵压力的变化，根据压力变化适当调整转速及提升力。

方法2：当发生卡钻后，按照方法一若没有效果，则应在第一时间使用千斤顶提升法，具体做法为在钻杆上横向焊接两根145工字钢（工字钢与钻杆三角区域用三角形钢板加固，整个装置形成梯形）。工字钢下面两侧各使用一台200T千斤顶，缓慢提升。根据实际情况，提升一段距离后要间歇1-2个小时。然后继续提升。提升前要注意孔口要放置厚钢板作为千斤顶的底座。

3.2埋钻

当钻机突然感觉钻进困难或者钻头不能转动，显示屏显示的钻进深度大于实际测量孔深时即可认为已发生塌孔埋钻。

主要原因：当钻孔通过松散的砂层时由于局部水压力比较大，或者砂层不密实等原因即可造成塌孔。另外由于个别施工人员不重视泥浆的比重与稠度。导致孔壁没有形成坚实的泥皮。造成塌孔埋钻。

处理措施：当出现埋钻后要立即检查泥浆的浓度，若浓度不足则应立即增大泥浆浓度循环孔内泥浆，增强护壁效果。然后使用反循环钻原理逐渐清理孔内坍塌的泥沙，当露出钻头后，按照卡钻的方式提钻。

4.钢筋笼声测管的制作及安装的细节问题

由于本工段桩基较深均为50m以上的深基础，钢筋笼长度为26m-36m。钢筋笼的空口对接采用单面搭接焊形式，本处主要论述声测管的安装问题，由于声测管的安装好坏直接影响最终的检桩质量，严重影响工期。关于声测管安装的主要问题及原因如下：

（1）声测管固定：声测管在钢筋笼上必须采用2m一道的铁丝十字绑扎牢固，在固定前必须提前确认声测管与钢筋笼主筋的相对位置，否则会造成在钢筋笼对接时声测管对接不上的问题。

（2）声测管的对接：声测管对接时须在专用平台上对接，对接必须保证丝扣的紧密，上紧后在死扣缝隙处使用3字开头的焊条小心焊接牢固。

（3）声测管的孔口对接：对接前必须灌注清水，灌满后观察30秒，看水面是否下降超过30cm，若超过说明底部声测管存在漏水现象，应提起钢筋笼找出原因。声测管孔口焊接时必须对接严密，丝扣不允许出现卡丝或者滑丝现象。对接完成后边下钢筋笼边检查声测管是否绑扎牢固，

5.灌注混凝土

5.1导管悬空

混凝土灌注时需要保证导管的悬空，根据实践经验悬空为50cm左右最利于保证质量。若悬空太小则容易造成堵管等下料困难情况或者造成封底失败，底部混凝土不密实。若悬空太大则造成混凝土在导管底离析，并且也容易造成下料困难。混凝土不密实，此两种情况在检桩时均能探测出底部为II类桩。

5.2导管的埋深

很多施工现场人员误认为导管的埋深越深越好，其实不然，假若埋深太大，由于下部混凝土的流动性变小，当提升导管时容易形成真空效应，导致导管提升困难或者提不出来。

5.3封底混凝土灌注量

封底混凝土要严格按照计算的的数量控制，料斗的容积最好达到1.8立方米以上，这样可以保证在卡球后混凝土的压力顺利封底。灌注过程中必须做到全过程控制，每车混凝土到达现场必须用罐车转动15s以上，然后放出少量混凝土观察或者测试坍落度，坍落度达到18cm-220cm后方可灌注混凝土。当灌注间隔时间超过20min则应上下适当活动导管直至开始灌注。

在灌注混凝土过程中出现最多的问题是堵管，堵管后要第一时间精确计算导管埋深，然后适当提升导管，埋深要控制在0.5m以上，若埋深达到0.7m时，混凝土仍不下落，则应立即换大料斗，料斗下口的高度应尽量的抬高。以增加导管内压力，然后按照封底的方式重新灌注。若混凝土仍不下落，可以适当的提升导管。根据现场经验，使用此方法均可以正常灌注。

6.桩基泥浆液的使用

本段桩基施工主要采用一种是近年来桩基市场出现了一种化学钻孔浆液，它的化学成分为一种有机物，主要性能为比重小（1.01-1.03g/cm3，黏度可达28s），流动性好，护壁效果好，沉渣小。缺点是比重太小，一般为1.01-1.03 z/cm3之间对于比较松散的地带护壁效果不佳，容易造成塌孔。因此要随时注意注意浆液的比重。确保在1，02g/cm3以上。

7.结语

通过以上的的细节控制的施工段，桩基的质量均达到I类桩。总之。桩基工程自钻孔到灌注必须做到全工程控制，全员控制，重视细节问题的处理，才能在保证质量，减少不必要的人力、物力的浪费，进而达到效益最大化。