旋挖桩施工工艺及质量控制

廖厚祥

（珠海大横琴股份有限公司，广东 珠海 528429）

1 旋挖桩的工艺流程

旋挖桩的工艺流程：场地平整→测量定位→钻机就位→制备泥浆→埋置护筒→钻进开挖→清孔检查→吊装骨架→二次清孔→灌注混凝土。成孔方式分为干成孔和泥浆护壁成孔。

2 旋挖钻机成孔的主要质量问题

2.1 护筒漏水

护筒外壁漏水，会使护筒周围松软的土壤塌落进孔中，从而使护简倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。

2.2 塌孔

旋挖钻进过程中，如听到孔内不断有物体落水的声音，或泥浆突然漏失，则表示有坍陷的迹象。

2.3 成孔倾斜

孔后孔出现较大偏差或弯曲。使桩基不与水平面垂直，改变了桩基的受力状态。

2.4 缩孔

缩孔即孔径紧缩使孔径小于设计孔径，缩孔会造成桩基承载力下降，所以缩径的孔需返工重打，而对施工单位造成损失。

2.5 孔位偏移

成孔后，孔的中心位置与设计位置存在位移，使桩基受压后形成偏心受压，桩基所受的压力越大，偏位值越大，所产生的偏心受压就越大，从而大大降低了钻孔灌注桩的承载能力。

3 旋挖桩的施工质量控制措施

3.1 桩位护筒的固定措施

1）在埋设护筒时，护筒四周的土应分层夯实；2） 护筒的焊缝要饱满，坚实不漏水；3） 钻头起落时，应防止碰撞护筒；4） 发现护简冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新定位后安装护筒。

3.2 旋挖成孔时防塌措施

1） 根据土层不同选配与之相适应的泥浆，可增大泥浆粘度、比重。在松散易塌的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形；安放要对准孔位，避免碰撞孔壁；钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短钢筋笼沉放时间。

2） 填土和软土中施工要控制钻进速度，尽量多转少钻，达到护壁的要求，同时在软土中施工要注意钻进进尺，一次钻进深度不宜太大。若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75~0.8m/s 较好。当钻孔位于粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。

3） 当遇到地下水流量大，护壁及下钢护筒均不起作用时，可采用在本桩附近井点降水的方法，降低孔内地下水位，直至水下混凝土浇注完毕。

3.3 防止成孔倾斜的措施

1） 先将场地夯实平整，轨道及枕木宜均匀着地，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整；2） 钻机就位时，应使钻杆的中心和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止位移；3） 进入不均匀地层、斜状岩石或碰到孤石时，钻速要慢。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效方法。

3.4 防止缩孔的措施

1） 旋挖钻机施工初期，提升料筒时，提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。原因是筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时。其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩。因此，必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4 块双曲面护壁钢板，两两对称布置，为防止升降时碰撞孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减少，钻孔颈缩现象得到明显改善。

2） 成孔时，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮。则孔壁不会渗水，亦不会引进膨胀。

3.5 孔位偏移防止措施

1） 桩位放线要复核，确保无误；2） 保护桩点，在做护桩时，保证护桩牢固，不易倾斜移动。

3.6 不进尺的应对措施

钻进过程中遇到漂石、坚硬的卵石层、基岩出现打滑时，可更换或改造钻头、重新安排刀具角度、形状、排列方向、往孔内投入石块、换螺旋钻头等办法来处理，或改用全截齿旋挖钻斗，也可换用冲击钻钻进方式。

3.7 沉渣厚度的预防措施

钻进到设计深度后，采用旋挖斗清孔，密切注视电脑上的深度显示值.当显示值为钻进深度显示值时，原位正向旋转4—5 转，使孔底的沉渣旋入容斗内，同时利用旋挖斗的平底斗齿将孔底清理为平底，然后提出旋挖斗卸渣。为确保孔底沉渣满足要求，第一次掏渣后还需用测绳检测孔深，如果测量深度与钻进深度一致，表明清孔合格，否则再次用旋挖斗继续清渣至合格。

4 混凝土灌注质量控制

灌注的混凝土必须具备良好的和易性，其强度不低于32.5Mpa，水下灌注混凝土宜掺外加剂，配合比应通过试验确定。坍落度宜为160~250㎜，水泥用量不应少于360Kg/m3，含砂率宜为40%~50%，宜用中粗砂，粗骨料宜用卵石，其最大粒径应小于40mm。导管底部至孔底的距离宜为300~500mm，首批混凝土浇注量应经计算确定，满足导管底端首次埋深0.8米以上。在浇注前及浇注过程中，应加强组织和协调，加快供料速度，尽量避免中间停顿，导管埋入混凝土的深度宜为2~6米。在浇注过程中，导管保持垂直居中，保证全断面混凝土整体均匀上升，以增强混凝土的顶托力和扩散半径。由于桩孔尺寸较大，混凝土面上升速度缓慢，浇注过程中应定时转动和上提导管，防止埋管，若转动和提管时间过晚，在泵送压力下导管口处水泥浆溢出，也容易造成管路堵塞。严禁在泵送混凝土前提拔导管或将导管提出混凝土灌注面，避免造成桩端处存在虚土或桩端混凝土离析、端阻力减小。

5 结语

机械旋挖灌注桩作为一种较好的成孔工艺，在施工之前，必须结合地质勘报告编制针对性的专项施工方案，按设计图纸和有关规范施工。