建筑旋挖钻孔灌注桩施工技术要点及控制措施

杨益

旋挖钻孔施工技术具有环境污染少、能够提高桩基承载力，减少结构沉降等优点，目前在建筑工程基础施工中得到了广泛应用。然而，在实际旋挖钻孔施工过程中，经常会受到地质条件、钻孔工艺等因素的影响，从而给施工中质量控制增加了难度。因此，需要不断加强建筑旋挖钻孔灌注桩施工质量控制。本文结合工程实例，就高层建筑旋挖钻孔灌注桩施工技术要点进行探讨，并提出了施工中质量控制措施及注意事项。

一、工程概况

华润置地总部大厦地基与基础工程，拟建场地位于南山区高新技术产业园中区东片。场地总用地面积10092m2，基坑周长约342m，拟建5层地下室。现状地面高程4.60～9.50m，基坑底绝对高程-12.37m，基坑开挖深度16.97～21.87m。属于典型的深大基坑工程，具有较大的支护难度。

本项目工程桩为旋挖灌注桩，工程桩在地面施工，空桩长度约20米。本项目桩基础共有旋挖灌注桩约270根，其中塔楼为2.5m和2.8m大直径桩共约50根，裙楼为直径1.2m桩约220根，工程桩持力层为微风化花岗岩，共安排3台大功率（360型以上）旋挖机进行旋挖桩成孔施工。

二、旋挖桩施工

1.桩位放样

在施工前，测量人员先做好工程测量放样工作，先对基桩中心位置进行放样，并在桩心边设置护桩，在护桩设置时，应保证桩位的牢固性，并报监理单位复核桩位坐标，成孔后再复核一次。

2.护筒埋设

（1）勘察报告研究。在护筒埋设前，先要深入施工现场了解场地地质条件，如果土层稳定性较差，应深入了解岩土性质及厚度；其次，在了解场地水文地质以后，对于较浅的地下水，要结合施工场地情况及地层性质、地下水埋深等条件，掌握好地下水的埋深及护筒长度。如果孔口为杂填土，保证护筒长度大于杂填土层的厚度，并确保土层护筒的稳定性。

（2）护筒选择。在选择护筒时，应选择直径大于钻孔的护筒。这种护筒在埋设护筒时易于操作及调整，保证护筒与钻孔中心相重合，同时也能够确保护筒口与土层之间的密实性，以及护筒旋挖钻进过程中的稳定性；二是在旋挖钻头移动时，应防止钻头和护筒之间出现缝隙，以免护筒与钻头发生碰撞。

（3）护筒固定。在护筒埋设前，旋挖钻机开孔直径应大于护筒直径，以便于护筒埋设。如果护筒与土层之间有缝隙，应采用回填材料进行回填，如粉质粘土。在实际回填时，应采用分层回填方式，并及时夯实，以提升护筒的摩阻力，保证护筒固定的稳定性，以免管道或孔内出现漏浆现象。回填护筒间隙完毕后，应采用木横担在孔口土层上，做好护筒和方木的连接，以防护筒沉陷。

（4）在护筒埋设时，保证护筒上口高出地面20cm，这样有利于防止地面水流向孔内；同时，在送浆管末端作弯头型，且将弯头卡到护筒顶上，在泥浆输送时，不能将高压泥浆喷射在护筒下层上，以免泥浆给护筒下层造成破坏，以及防止送浆管和护筒发生摩擦而出现破裂，泥浆洒在护筒周边的土层上。

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3.泥浆注入

在钻机施工过程中，泥浆的作用是防止孔壁发生坍塌，同时能够有效抑制地下水钻渣。所以，为保证孔壁的稳定性，应注重泥浆注入的质量。如果泥浆过稀，将会影响到钻进效果；当过稠时，应将泥浆附在孔壁上，以免影响桩基混凝土施工质量。

在制浆之前，应打碎粘土块，并采用泥浆搅拌机进行制作，当制作成泥浆以后才能使用。同时设置泥浆循环净化系统，以实现泥浆原料回收，减少对周边环境的污染。在钻进时，应结合现场地层情况，保证静水水头压力满足钻进要求，且要采用钻进平衡的原理进行泥浆管理，利用地层粘土进行造浆。在造浆时，如果泥浆稠度难以达到要求，应优选粘度大、造浆能力强的粘性土，以提高泥浆稠度，避免钻进过程中出现塌孔现象。

在桩孔施工时，应保证一次完成，避免施工时出现间断，在实际施工过程中，应结合出渣情况确认土层结构，及时对泥浆性能指标进行调整。施工中如果遇到松散地层，应增大泥浆粘度，确保孔内水头的高度，以防轻冲液影响到孔壁，并能够有效降低转速和钻压，以达到施工质量要求。

为了避免孔壁坍塌，稳定液的粘度应满足表1要求；如果不能满足要求，应在现场进行试配及调整。

表1 稳定液必要粘度参考值

4.钻孔

在钻机就位之前，先在护筒周围采用砂砾填筑，并将它压实，以防钻进时钻机下沉，或者出现倾斜。在钻机开启前，先挂出护桩十字线，应采用钻机自动调控装置对钻头进行调整，并对准十字线，钻杆倾斜度不大于1%。

在钻进时，应向孔内注浆，保证孔内水位高度满足要求。钻机钻孔深度采用自动检测方式，而为了掌握沉渣厚度，应采用测绳对孔深进行复测，在实际钻进过程中，施工人员可通过控制仪表来实现钻杆垂直度控制，确保孔垂直控制在1%；另外，在钻进时，应及时清除弃渣，且按照2h的时间进行一次泥浆性能指标测定，并及时作出调整。如果钻机钻到粉砂层，应在孔内投入适量水泥，以确保护筒稳定。

除了以上措施，在钻孔时，还要对孔口出渣进行清运，以免影响到钻孔施工质量，防止周边环境受到污染，当钻孔深度达到要求以后，及时将钻杆提起，再对孔深进行测量。

5.钢筋笼的吊装

本工程主吊选用50 吨的履带吊进行。考虑钢筋笼“全笼一次起吊”和“分段起吊”两种情况，根据现场实际起吊情况进行选用。以“尽可能减小钢筋笼起吊过程中最大弯矩值”为原则，计算得出各吊点的位置。

（1）钢筋笼全笼一次起吊。选取本工程支护桩的钢筋笼为分析对象，计算得到其吊点的布置如下图所示，图示起吊初始的情形。

图1 吊点布置图

为了加强钢筋笼的刚度，减小在起吊过程中的变形，在钢筋笼变截面位置加设杉木杆，将其与主筋绑扎在一起。

（2）钢筋笼分段起吊。钢筋笼分两段起吊的具体分段方式如下图所示：

图2 钢筋笼分段方式图

两段钢筋笼在孔口处采用加锁母型套筒连接。先下放第一段的钢筋笼段至孔口并固定，然后吊运第二段钢筋笼至孔口，两段钢筋笼在白色油漆标记处用加锁母型套筒连接。

6.水下混凝土灌注

（1）根据砼的施工要求，在桩设计时，混凝土强度为C30，且可根据试验要求掺加适当的减水剂。在混凝土配合比中，禁止使用氯化钙的外加剂。在混凝土配制时，应保证其密实性及流动性。在本工程水下浇注过程中，采用C40混凝土配比，可满足水下砼灌注要求。

（2）混凝土试验。在混凝土试验前，应出具配比单，在混凝土灌注前两周，应及时提交混凝土配合比设计方案，以便相关部门审批。在物料现场时，应要求出厂商出具原材料质量证明书、出厂合格证、原材试验报告等，包括水泥、砂、石、外加剂，以便工地备查。在浇筑混凝土之前，应派专人负责有关实验。

（3）混凝土骨料检测。当混凝土骨料供应获得批准以后，应及时进行骨料试验。试验内容包括颗粒分析，粘土、粉土的含量检测，有机物重量比，吸水量测试等。测试完毕后，应及时将其结果提交相关单位审批。

（4）在混凝土浇注前，应及时对成孔深度进行复查，并进行混凝土浇注申请，经相关单位批准以后才能进行浇注。另外，要对砼坍落度、和易性进行严格审查，并作好记录。及时将混凝土运到灌注点，以防混凝土离析。

（5）在导管内，保证隔水塞球胆大小满足安装要求，在安装时，应将它安装在水面上。在混凝土灌注前，应将孔口盖好，以防混凝土落入孔中而导致泥浆受到污染。

（6）在混凝土灌注时，保证首灌量灌至高于导管下口2m，本工程首灌量为8m3，将导管埋入混凝土4m。同时，在混凝土灌注时，混凝土埋入的深度应大于1.5m，小于6m，并进行测定，以满足导管提升高度要求。在导管拆卸时，应对导管埋深进行测量计算，并对卸管长度进行确定，以便混凝土处于流动状态，并作好记录。另外，在混凝土灌注过程中，应保证连续不断进行，及时清洗拆下的导管，并在架子中放入导管。

（7）在混凝土灌注时，确保导管处于中心位置，在提升导管时，应派专人负责，以防钢筋骨架移位，在骨架上升时，及时停止提升导管作业，下降导管，并与骨架脱开。

（8）当混凝土灌注至桩孔上部时，可停止提升导管作业，待灌注达到标高以后，再将它拔出。同时，当灌注至桩顶以后，应再灌注2m，这样能够确保桩顶混凝土的强度。待混凝土灌注结束以后，应将护筒拔出，当灌注作业完成以后，如果桩顶混凝土面低于地面，应采用回填土进行覆盖，以防出现塌孔，确保施工人员的安全。

（9）在混凝土灌注时，应采用污水泵将积水排出，以防泥浆溢出，保证施工质量。

（10）在混凝土浇注前，应开展砼强度试块，并按照50m3浇筑量组成一组，每根桩应超过1组。当试块养护好以后，强度达到要求时，应及时进行拆模，并进行养护。

（11）当混凝土施工结束后，应对材料出厂合格证、强度报告进行收集，并进行混凝土强度评定。

三、结语

综上所述，通过旋挖钻孔灌注桩施工技术在建筑基础施工中的应用发现，此技术具有施工适应能力强、施工效率高、施工安全性高、环境污染少等优点，然而，在目前旋挖钻孔施工过程中，仍存在许多的问题，如施工材料问题、施工不规范、施工过程控制不严等，这些问题直接影响施工的正常进行。因此，在建筑旋挖钻孔灌注桩施工过程中，施工人员应做好施工前准备，加强施工中各个环节的质量控制，进而为建筑桩基质量夯实基础。