旋挖成孔灌注桩施工质量控制

吴仕见

（重庆市光大房地产开发有限公司，重庆 404000）

旋挖成孔灌注桩施工质量控制

吴仕见

（重庆市光大房地产开发有限公司，重庆 404000）

旋挖钻孔灌注桩以其快速、高效、广阔的适用条件在桩基施工中被广范采用，但因其在地下作业，施工质量难以控制，因此了解整个旋挖成孔灌注桩施工工艺流程及过程质量控制以及旋挖桩施工中易发生的质量问题及防治措施非常必要。

施工准备；旋挖桩成孔；钢筋笼制安；混凝土灌注施工；桩基检测

旋挖成孔灌注桩（以下简称旋挖桩），作为一种近年来发展迅猛的成桩工艺，因其成桩速度快，能直接钻取岩芯来检验地基承载力，文明施工程度高，加之适用于绝大部分地质条件，已成为大多数桩基施工中的首选。

1 旋挖桩成孔质量控制

1.1 测量放线及桩基定位

（1）工程开工前，在做好了施工准备以后，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网用全站仪测放各桩位中心点，布置十字龙门控制桩。

（2）测量放线质量验收：桩位测放前应根据桩基施工平面布置图及地方规划部门提供的坐标控制及高程控制点计算出各控制点及桩位的坐标，经复核无误后，填写《施工桩位坐标一览表》，复测检查确认无误后，报审监理工程师和业主代表进行验收签字。检查验收可分阶段进行，即在轴线测放完成后和每批桩位测放完成经自检合格后，填写《测量放线报审表》和《工程定位测量放线记录》，监理工程师复核验收合格后方可进入下道工序进行施工。

1.2 旋挖桩机就位

将旋挖钻机开至作业区，经现场指挥人员确定钻头是否指向桩中心位置，以防止桩偏移，现场测量人员检查钻杆是否垂直，钻机就位必须稳固，调正水平定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。采用全站仪观测及机械自带系统双控法控制钻杆的垂直度，以确保钻杆垂直度不大于1%。

1.3 埋设护筒护壁

护筒直径应比桩孔直径大200mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m或全部土层的要求，护筒顶端高出地面0.3～0.5m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以内，护筒埋设垂直度最大偏差不超过30mm，护筒四周用黏土回填，分层夯实。

1.4 泥浆护壁

（1）利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2～1.3之间。

（2）针对无水旋挖作业，现场自制泥浆池，通过泵送如旋挖桩内，通过钻头对泥土的搅拌作用，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。

1.5 旋挖成孔

（1）首先根据地勘资料中反映出来的各层岩土的类型、深度、分布、工程特性、变化规律和地貌标高，计算出每个桩进入持力层满足设计要求的大致深度作为施工过程中参考依据。

（2）抽取部份桩进行试桩，试桩时岩石崁岩部分采用筒式钻头施工，取出整体岩石部分，对地质情况进行了解和与地勘报告进行比较，确定桩持力层情况（是否有夹层、孔隙、竖缝等），同时进行持力层岩石试压强度试验。

（3）首次开挖直径大于设计200mm，开挖深度尽可能深至土方存在塌方或流沙、孔隙处停止。

（4）钻头选用时应根据土质情况进行判断，若无地下水时，可采用螺旋钻，钻至设计要求地质时，最后采用清渣桶进行清渣；若有地下水时，钻头可采用可分斗筒式钻，钻头钻入后，切削的土屑进入斗筒内，将斗筒提出孔后进行反向旋转，斗筒从中分为两半，将筒内的粘土抖出后重复钻孔。

（5）钻头钻至设计要求的地质层时，通知地质工代及监理到场验收，并做好桩孔深度记录，地质工代及监理到场确认后继续钻孔，钻至设计要求的深度，当孔深达到设计要求，由地质工代对持力层的岩样进行判定，确定进入持力层的深度满足设计要求后，由地质工代、现场监理工程师及施工方共同进行成孔质量验收（验收指标及偏差参见表1）。

成孔验收合格后，施工单位填写《混凝土灌注桩成孔质量验收记录》，各方及时会签验收记录。

2 钢筋笼绑扎与安放

2.1 钢筋绑扎及运输

钢筋绑扎应与钻孔同时进行，并根据钻孔深度来最终确定钢筋笼长度。钢筋笼的接长优先采用机械连接和搭接焊，焊接时主筋要对正，同一截面上搭接头数量≯50%，两个接头中心距离不小于35d（d为主筋直径），搭接长度按双面焊5d,单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.7d（d为主筋直径）。钢筋笼加工完成后应检查最底层首道箍筋搭接是否满足设计要求，加劲箍是否与主筋焊接牢固，绑扎是否牢固，钢筋笼轴线是否顺直等，钢筋笼制作时允许一定的偏差[1-2]。钢筋笼运输时应防止机械碰撞产生变形。

表1 成孔验收指标及偏差要求[1-3]

2.2 钢筋笼吊运及安放

将钢筋笼运送至指定地点时，利用吊车将钢筋笼起吊。要求入孔时应缓慢下放、入孔后不得强行左右旋转，严禁高起猛落、碰撞和强行下放。吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定。

2.3 检测管的安装

液压钳连接，和用铁丝绑扎固定在钢筋笼内壁，并均匀布置，下口用铁板封闭。

2.4 钢筋笼制作及吊装质量验收

钢筋笼必须吊运至现场进行验收，现场监理工程师与施工方对钢筋的品种、规格、数量、接头的焊接质量、钢筋笼的长度检验合格后，允许转入吊装。

钢筋笼吊装完成验收合格后，施工单位填写《混凝土灌注桩钢筋笼质量验收记录》和《隐蔽工程检查验收记录》，报现场监理工程师和建设单位代表签字确认。

3 混凝土灌注施工

在进行了机械、机具及混凝土准备后，即按以下几个步骤施工。

（1）检查成渣厚度。放置钢筋笼后，重新测量桩孔深度，与成孔时的深度进行比较，检查孔底成渣厚度或用沉碴盘检查孔底成渣厚度是否满足设计和规范要求。

（2）混凝土灌注导管在使用前应进行试压试验，试水压力不得小于0.6MPa，压力过小不利于对桩底成渣的冲击散开，造成桩底成渣较厚，影响结构安全。

（3）浇筑桩混凝土时应居中下放，混凝土灌注导管连接处应安装密封橡胶圈，保证导管密封性；随时对钢筋笼轴线位置、标高、保护层厚度进行检查校正。

（4）初灌混凝土导管埋入长度。混凝土浇筑前，应对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。施工中要保证浇筑初灌量，确保导管下口一次埋入混凝土灌注面以下，埋入深度不应少于800mm。

（5）后续浇筑导管埋入混凝土长度。导管长度应根据孔深进行调整，导管端部应高出孔底小于0.5m，以保证第一斗混凝土浇筑时超出导管管口（首料封底）。导管固定后，待料斗装满混凝土后拔出活塞，混凝土在重力作用下顺导管排入孔底，将地下水及沉渣压出，在第一斗料放完后，继续装入混凝土并提升导管，导管提升不能过快，浇筑时导管提升速度及高度保证导管埋深控制在2～6m，提升一段后卸去一段导管，重新填料、提升、浇筑。重复以上过程，直至桩身混凝土将地下泥浆全部排出。

（6）浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制最后一次浇筑量，确保桩顶标高高出设计标高500mm的要求。

4 桩基检测

采用超声波透射检测法和钻芯检测法相结合的办法，所有桩必须进行超声波透射检测，对场地地质条件复杂、成桩质量可靠性较低的桩基，每一栋楼随机抽取20%（或按当地质监站规定比例）的桩基数量进行钻芯检测。

5 旋挖桩施工中易发生的质量问题及防治措施[4]

5.1 孔壁坍陷

钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍塌迹象。

5.1.1 造成原因

主要是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高，可能造成孔口附近坍塌。孔内泥浆面偏低、钻进速度过快、钻孔时间过长，成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也可能会引起孔壁坍陷。

5.1.2 坍孔处理

钻孔过程中发生坍孔后，要查明原因进行分析处理，坍孔严重时，应回填重新钻孔。（1）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻；（2）根据现场实际情况也可在泥浆中加入大量的干锯末，同时增大泥浆比重 （控制在1.15～1.4之间）或采用膨润土、纤维素、火碱等机械造浆护壁成孔， 造浆比重为：1200kg水∶1000kg膨润土∶100kg甲基纤维素∶0.5kg火碱，改善其孔壁结构；（3）如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1～2m，当坍孔特别严重，粘土回填不能满足要求时，采用C15细石混凝土进行回填；（4）针对回填土层塌孔时则应采用50#水泥砂浆凝固或C15混凝土回填二次钻进；（5）可采用钢护筒护壁。处理措施应根据塌孔的程度及地质条件而定，既要降低成本，也要达到相应的效果。

5.1.3 防治措施

在松散易坍的土层中，适当加长护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。钻头每次进入液面时，速度要非常缓慢，等钻头完全进入浆液后，再匀速下到孔底，每次提钻速度控制在0.3～0.5m/s。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，尽可能缩短沉放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于3h，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。适当控制同时钻进的相邻钻孔间距，最小间距不小于5倍桩径。

5.2 缩径

5.2.1 造成原因

造成缩径的主要原因是地层的性质不良和泥浆性能指标不合适，同时，成孔后放置时间过久，钻孔内泥浆压力不能抵消地层压力也会造成缩径。

5.2.2 防治措施

采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泥浆循环量，适当加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，四周土体也不会引起膨胀。适当增加泥浆比重，并注意保持钻孔内的泥浆面高度也是预防缩经的措施之一。如出现缩径，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

5.3 桩底沉渣量过多

5.3.1 造成原因

清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底；清孔后,待灌时间过长致使泥浆沉积等。

5.3.2 防治措施

成孔后，先进行彻底清孔再撤离钻机。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。

5.4 钻孔偏斜

5.4.1 造成原因

钻机就位时钻机底盘不平，钻进过程中钻机底盘不均匀下沉，致使钻孔垂直度偏差超标；在地层软硬分界面钻进时不注意调整钻压，钻头向偏软的一面偏移等。

5.4.2 防治措施

钻机就位前适当加固地基或钻机下铺垫方木，钻进过程中注意检查钻机底盘的水平度，不符合要求时及时调整，采用经纬仪观测及机械自带系统双控法控制钻杆的垂直度，以确保钻杆垂直度不大于1%，钻进过程中注意控制钻进速度和钻压，尤其是地层交界处，同时要注意观察钻杆在钻孔中的位置，发现钻杆不在钻孔中心时要及时分析原因，进行纠偏处理。

5.5 钢筋笼位置偏差过大

5.5.1 造成原因

钢筋笼垫块放置不符合要求，导致钢筋笼平面位置偏差过大；钢筋笼吊钩长度计算错误，导致钢筋笼竖向位置偏差过大；钢筋笼掉落孔内没有发现导致钢筋笼竖向位置偏差过大。

5.5.2 防治措施

在钢筋笼顶部增设垫块，并适当增大垫块直径，使垫块紧贴护筒，以此固定钢筋笼的平面位置；两人以上检查吊钩长度，保证计算正确；使用双吊钩固定钢筋笼，防止钢筋笼掉落。

5.6 钢筋笼下放不到位

5.6.1 造成原因

孔斜；钢筋笼变形；钢筋笼连接时不顺直；孔内沉渣过多。

5.6.2 防治措施

钢筋笼运输采用专门运笼车，起吊时采用三点或四点起吊，防止钢筋笼在运输和起吊过程中发生永久变形，钢筋笼连接时在两个相互垂直的方向观察钢筋笼是否竖直，保证连接后的钢筋笼顺直。

6 结束语

（1）旋挖成孔灌注桩施工质量控制主要分为测量放线、桩基定位、旋挖成孔、对桩基进入持力层及入岩深度是否满足设计要求进行判断（采用岩芯试验检测法及经验法）,清渣、钢筋笼绑扎、钢筋笼吊运及安放、混凝土浇筑施工工序质量控制。

（2）旋挖成孔法，具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、文明施工程度高等优点。

（3）泥浆护壁旋挖成孔施工中，根据桩径与地质层情况，控制钻斗升降速度是成败的关键。

（4）旋挖钻机作为性能突出的新设备，在使用时应做好配套的现场管理，方可使其性能得到充分发挥。

[1]中国建筑科学研究院.GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[2]重庆市土木建筑学会，后勤工程学院.DBJ50-125-2011建筑地基础工程施工质量验收规范 [S].重庆市城乡建设委员会，2011.

[3]中国建筑科学研究院.JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[4]《建筑施工手册(第4版)》编写组.建筑施工手册：第四版[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

Quality Controlover Rotary Drilling Pile Construction

Rotary drilling pile ispopularized in pile foundation construction for itsspeedy,efficientand w ideapplication scope.Butits construction quality ishard to be controlled forunderground operation.Thus it'squitenecessary to know about the construction process,quality control and quality problemsduring construction.

construction preparation;rotary drilling pile;construction and installation of reinforcementcage;concrete casting construction;pile foundation testing

TU 71

B

1671-9107（2014）05-0047-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2014.05.047

2013-12-18

吴仕见（1966-），男，重庆人，大专，工程师，主要从事工程技术和项目管理工作。

孙苏，李红