旋挖钻孔桩施工技术

张高升

[摘要]以旋挖钻孔桩在重钢线棒材工程中的应用状况为基础,分析旋挖钻机特点、钻机组成及性能、旋挖桩施工工艺原理、工艺流程及施工要点、主要技术控制措施、质量标准及检验方法等方面的施工技术应用。

[关键词]旋挖钻孔桩性能施工工艺控制措施

中图分类号：U443文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

重钢新区线棒材项目约2000根桩，全部为嵌岩桩，分为φ1000mm和φ1100mm两种桩径形式，入岩深度为2.5m，桩深一般在25～30m左右。 场地为高位回填区，回填深度10～30m，以泥岩风化粘土为主，夹砂泥岩碎块石等。工程投入三一250型、南车280型、宇通360型等旋挖钻机共计6台，所有旋挖钻孔桩，成孔质量均符合标准要求。

2 旋挖钻机特点

2.1优点

与传统的正反循环钻机（回旋钻）相比，旋挖钻机具有成孔速度快的特点，其工艺优点为：

（1）旋挖钻机加压能力大，钻进效率较其他钻进方式高。

（2）孔壁不易产生泥皮。因为在成孔过程中孔壁一直都受钻斗的刮擦。

（3）在孔壁上形成较明显的螺旋线，有助于增加桩的摩阻力，提高桩的质量。

（4）成孔速度快，沉渣少。

（5）成孔工艺：旋挖钻机采用钻头成孔，将斗齿切削下来的土直接装进钻头内，然后由钻杆提出。并且钻头的拆卸方便，可根据不同的地质状况和钻进的需要随时更换钻头。

（6）就位方式：旋挖钻机具有履带式行走体系，移动方便，就位仅需几分钟，钻机整体置于履带上进行钻孔作业。而普通钻机需通过吊车或人工简易方法就位，对原地面要求高，而且辅助工作时间长。

（7）动力能源：由自带的柴油发动机输出动力来完成钻机的行走移动和钻进工作。

（8）钻进工效：钻杆为液压伸缩式，与钻头相连，可快速下钻和提钻，使钻进速度快，效益高。

（9）自身稳定性：自身稳定性通过底盘伸缩式履带调整，机体垂直度、钻杆垂直度及成孔垂直度通过电子监测元件控制，操作手可直接读取，操作起来简易方便。

（10）施工空间：不需要提供较大的工作面即可作业，这是其他钻孔灌注桩所无法比拟的。

2.2缺点

因为不易形成泥皮，护壁性相对较差，容易缩径、塌孔。

3施工工艺原理

该钻机由全液压的动力头产生扭矩，并由安装在钻架上的液压油缸提供钻压力，这两部分动力通过伸缩式钻杆传递至筒式钻头，使钻头旋入土体中，钻下的钻渣充入钻头空腔，由主卷扬将钻头拔出孔外，钻头底板自动打开，钻渣在自重作用下由钻头中自动落下。

4 工艺流程及施工要点

4.1工艺流程

钻孔前的准备工作→测量放线→钻机就位→钻进成孔→成孔验收和清孔→钢筋笼的制作和吊装就位→灌注砼→桩基检测

4.2施工要点

4.2.1施工准备

1）平整工作场地，接通水、电，修好施工所需使用的道路。

2）复核并加密导线控制点。

3）开挖泥浆池，根据地质情况制备相应泥浆。因该钻机施工时直接将钻渣提倒至孔外，不存在原土造浆，所以必需制泥浆。本工法中泥浆只为护壁用，若地下水位深于桩底、且地质情况良好时，可采用“干挖法”，而不需造浆护壁。

4.2.2钻机就位

1）再次设护桩十字线，标出桩中心。

2）开动钻机，移至桩位处，根据驾驶室内水平仪，倾斜仪显示数据，微调钻机至底盘水平、桅杆垂直，然后采用垂线法使钻头中心对正护桩中心，并下移钻头接近于护筒顶面，打开深度仪并归零。

4.2.3钻进成孔

1）旋挖成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻斗切削岩土，并将原状岩土装入钻斗内，然后再由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。

2）成孔中,按试施工确定的参数进行施工,设专职记录员记录成孔过程的各种参数,如钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。

3）旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻进时的垂直度,通过电子控制和人工观察两个方面来保证钻杆的垂直度,从而保证了成孔的垂直度。

4）钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率。

5）钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳,提斗要慢。

4.2.4清孔、检孔、成孔验收

为了保证成桩后桩的承载能力的连续性，成桩前要进行整形清孔。根据钻孔桩桩底的设计标高和护壁顶标高，计算出钻孔深度，用测绳检测孔深，到位后进行清孔。清孔采用挖斗反复捞取沉渣，将钻头放入孔底扫孔，捞去沉渣，清孔彻底。清孔结束检测孔深、直径和倾斜度，其中孔径和孔深须达到设计要求，倾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放钢筋笼之前，对孔内的石碴、泥浆进行必要的清理，做到孔内含泥量、含碴量和孔底沉渣符合相关规范要求。自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量进行确认。

5主要技术控制措施

5.1施工中特别注意的事项

（1）钻机就位后，要固定牢固，防止由于在提锤和落锤时的冲击，使钻机移位，导致偏孔。

（2）开孔时，不要很快进尺，要加强造浆，使护筒底部孔壁稳定。

（3）在进入岩层后，要经常检查钻头的直径尺寸，主要是钻头在岩层中磨损严重，如不及时补焊钻头，将导致孔缩径，检孔器下不去。

（4）灌注快到桩顶时，由于上面的泥浆比重大，应多测几次砼面的标高，确保超灌桩顶500mm。

5.2成孔质量的控制

成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作：

（1）采取隔孔施工程序

（2）确保桩身成孔垂直精度

（3）确保桩位、桩顶标高和成孔深度

（4）钢筋笼制作质量和吊放

（5）水下混凝土浇筑

5.3塌孔处理方法

1）保证钻孔时有足够的水头差，不同土层选用不同的转速和进尺。

2）起落钻头时对准钻孔中心插入。

3）当孔内坍塌不严重时,可回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1～2m，静置一定时间后，加粘土继续冲进。

4）较严重的坍孔,应将钻孔全部用C25砼浇筑回填,经一星期左右沉淀密实后,校正护筒位置无误后再重新冲孔。

5.4钻孔偏斜和缩孔处理方法

1）安装钻机时使底座水平，钻头中心和孔位中心二者在一条直线上，并经常检查校正。

2）倾斜的软硬地层钻进时，采取减压钻进。

3）遇有斜孔、偏孔时，检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况，在偏孔、缩孔处上下反复扫孔.严重时,应全部用C25砼回填该孔位,重钻修孔,必要时应反复修几次。

6质量标准及检验方法

钻孔桩钻孔允许误差表

结语

重钢新区线棒项目采用了旋挖钻孔桩大大提高了工程的施工进度，从前期准备到过程控制，再到最后的桩基检测均未出现质量、安全事故。本文从旋挖钻机特点、组成及性能、施工工艺原理、工艺流程及施工要点、主要技术控制措施、质量标准及检验方法等方面浅谈了旋挖桩的施工技术应用。旋挖钻孔桩施工技术与传统的回旋钻机反循环作业法相比较，成本稍高，但工作效率极高，且施工现场投入机械、人员少，钻渣直接外运，确保现场整洁，符合文明施工要求。重钢新区线棒材工程旋挖钻孔桩施工为我们企业施工同类工程积累了丰富的施工经验。

参考文献

【1】《旋挖钻机施工灌注桩基础施工工艺》

【2】《企业标准q/sy112001-2007——旋挖钻机施工工法通用规程》

【3】《旋挖钻孔灌注桩施工技术规程》

【4】《DZT_0155-1995_钻孔灌注桩施工规程》