旋挖钻孔灌注桩施工管理方法

岳金鑫 曹瑞娟

(山西潞安工程有限公司，山西 长治 046204)

旋挖钻孔灌注桩施工管理方法

岳金鑫 曹瑞娟

(山西潞安工程有限公司，山西 长治 046204)

通过对某工程施工区地质状况的分析，选择使用旋挖钻机施工的方式，详细介绍了该工法的施工工艺流程及各施工环节需注意的事项，并提出了具体的通病预防措施，以达到高效高质完成桩基施工的目的。

地质，土层，施工工艺，钻孔，措施

1 工程及地质概况

本工程为我国山西省长治市某煤矿2个万吨煤仓基础，采用混凝土钻孔灌注桩工艺，桩径为800 mm，桩型为端承嵌岩桩，桩端嵌入弱风化岩层2 m以上，选用C40商品混凝土，共有242根桩，工期25 d，其中最深的桩达48 m，最浅的桩为35 m，大多数桩的深度达40 m以上。本工程地质较差，上部为软土层，其埋深为8 m～10 m；第②层为粉质粘土层，埋深为13 m～20 m，中间夹杂有2层粉细砂层，厚度为2.5 m～3.5 m；第③层为强风化岩石层，埋深为33 m～45 m，第④层为弱风化岩石层，地下水位在15 m～17 m，灌注桩施工要穿过软土层、粉质粘土层、强风化岩石层、弱风化岩层，中间还要通过粉细砂层及地下水，地质条件复杂。

2 工艺选择

在实际施工中，该工程地质条件复杂，地基持力层(风化岩石层)呈斜坡走向且埋深较深，导致地基承载力不均匀且持力层较深，一般基础不符合设计承载力要求。桩基础以其承载力稳定，适应各种复杂地基，而且相比同等承载力的基础造价低廉等优势被本工程设计施工所采用。本工程的工程量大，工期较短，桩基础的施工深度大，如果某一根桩出现质量问题，则需要进行二次补桩，影响了今后工程进度。这就要求公司从人员、机械、材料、方法等方面都要协调组织好，严格把好每一道质量关、进度关。

3 设备选用

按照本工程施工区的地质状况，以及之前积累的施工经验等，本工程选用徐工集团生产的420/1050型旋挖钻机。根据不同土层选用不同的钻具：软土层及粉质粘土层采用瓜瓣式钻头进行成孔，风化岩层采用带合金钢钻齿的筒钻进行成孔，成孔后采用捞渣钻头进行清底。选择使用旋挖钻机的优势：1)该钻机能够靠履带系统自行走，在桩孔之间的移动容易，节约了较多的移车时间。2)该钻机的底盘能够自动微调平，只要将钻机初找平就可以，节省了钻机调平时间。3)该钻机有钻杆导向调节装置，钻杆的垂直度、深度等都能够通过车载电脑显示出来，提高了成孔质量。4)旋挖式钻机的钻进速度快，形成钻孔的时间短，而且可以根据不同的土层来选择合适的钻头进行作业。

4 施工工艺

4.1 施工准备

由于钻机是坐落在杂填土地基上面的，根据施工现场的状况，杂填土地基较软，会造成桩垂直度不合格及钻机存在倾覆危险等。根据杂填土层的现实情况，采用大于60 cm的碎石屑进行填、压，保证钻机处于平稳的状态。提前核实好钢筋、混凝土等大宗材料及备件、配件等的数量及质量要求。提出材料使用计划，落实货源进货渠道，提前购置确保使用。采购的材料必须符合设计要求，具有相应的材质合格证明资料，并按规范要求进行复检。

4.2 制备泥浆

制浆设备及场地：泥浆搅拌机2台，3PN泵2台，泥浆泵3台，旋流器1台，泥浆送、回浆管道200 m，比重计1个，制浆池1个(10 m×3 m×3 m)，沉淀池(4 m×4 m×2 m)等。本工程采用钠基膨润土(碱性土)进行制浆。泥浆具有护壁、携砂、冷却和润滑的作用，其中主要是保护孔壁、防止塌孔。现场用膨润土制备护壁泥浆,定期用泥浆比重计检测泥浆稠度,粘度。泥浆比重控制在1.1～1.15；在易塌孔的粉细砂层中成孔时，泥浆比重应加大至1.15～1.2以上。泥浆在钻孔中的作用：在孔内产生较大的静水压力，可以平衡孔内地下水对孔壁压力，可防止塌孔；在钻进过程中，因钻头的旋转作用在孔壁表面形成一层胶泥，具有堵漏作用；泥浆具有悬浮并携带钻渣作用，利于钻渣排出；泥浆起到润滑作用兼顾保护钻具，提高效率。

4.3 钻进成孔

旋挖钻机由于自身重量较大，所以要求钻机工作区域的地基必须坚实，防止在钻进过程中由于地基变形造成钻机移位。钻机入位后，首先将钻机调平，再将钻杆调垂直，钻头中心对准桩位，使钻杆、钻头、桩中心三点成一线，垂直度由钻机仪表指示确定。

旋挖钻机钻进杂填土层及粘土砂层容易出现塌孔现象，一定要轻压慢转、慢放慢提，钻进过程中随时注意地层变化、仪表显示，严格控制回次进尺，操作人员必须慢提慢放，尽量减轻钻具对孔壁的扰动，防止塌孔；初见地下水时要加浆钻进，始终保持泥浆液面高于地下水位1.0 m以上。在到达风化岩石层时改用筒钻进行钻进，应低冲程，慢进尺，使孔口形成圆滑，直顺状态，这样既可控制塌方，也可起导向作用。钻进过程中要及时调整泥浆比重，在正常情况下钻进的泥浆比重应控制在1.2以内，若在钻进砂层或夹砂层时，为便于携砂，泥浆比重应在1.2以上。

在钻孔时要注意下面几点：1)始终保持孔内外的水位差和泥浆浓度，防止塌孔。2)根据地层报告情况控制钻进速度，同时及时注意将钻渣与地质情况进行对比，出现实际地层与勘察报告不符合要及时与相关方沟通。3)钻进过程中不宜中途停钻，以免由于停滞时间过长造成塌孔。4)钻孔过程中应按照图纸及规范要求对各个参数如孔径、深度、桩位、孔底沉渣情况及倾斜度等进行验收。5)桩中心距小于4倍桩径的桩基要隔排隔桩跳打，保证已浇筑混凝土不受邻桩成孔时的影响，相邻桩位尽量不要连续成孔。6)成孔、灌注后在孔口加盖篦子，防止人员掉入孔内。

4.4 钢筋笼制安

钢筋笼制作采取支承架成型法，采用双面搭接焊加工制作。严格按照图纸进行制作，接口处要打弯，保证接口处与主筋同心。在钢筋笼上设置定位钢筋环，以确保保护层厚度。要确保主筋通长顺直，主筋、加强筋及绕筋要间距均匀，焊口不得烧伤主筋，焊缝要饱满，焊接长度要达到标准要求。各项误差要控制在规范范围之内。下放时，应吊直对准桩孔慢放入孔内，遇阻碍时，应查明原因不得强行下插，应慢起慢放，正反旋转数次逐步下放到位。必须精确计算钢筋笼安放深度，钢筋笼下放完毕后，将吊筋固定在孔口井门板上。

4.5 桩孔清孔

桩基工程施工中，清孔工作尤为重要，主要是清除孔底沉积的钻渣，保证混凝土能直接与持力岩层接触，从而确保桩基质量及承载力。清孔时，提升冲锤在孔内进行上下搅动，同时注入拌制好的泥浆，与孔内的泥浆及钻渣进行中和，再用泥浆泵将中和后的泥浆及钻渣通过回浆管回抽到泥浆沉淀池中沉淀，沉淀后的泥浆再通过旋流器将砂粒及钻渣分离出来，分离后的泥浆注入到泥浆池中重新加入膨润土，火碱及纤维素等进行制浆。在进行清孔的时候，现场质检员要及时观测置换出的泥浆密度，达到标准后及时进行混凝土灌注。严禁用加深孔深的方法代替清孔。

4.6 混凝土灌注

清孔后要及时安装导管进行混凝土灌注。根据孔深配置导管长度。在浇筑前必须检查导管的密封性，确保导管密封不渗水。将导管居中下放到离孔底0.3 m～0.5 m，导管上口接漏斗，并设隔水栓。待漏斗中装满混凝土后,放开隔水栓,混凝土从漏斗底迅速下落,将导管内泥浆全部压出,并使导管下口埋入孔底混凝土内1.0 m以上，随着混凝土不断通过导管灌入孔内,孔内泥浆不断被顶托升高,同时不断提升导管和拆除导管,保证导管在灌注过程中埋深在2 m～6 m，直至灌注混凝土完毕。灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工最后一道关键性的工作,其施工质量严重影响桩的质量,必须注意以下几点:

1)要认真检查商品混凝土出厂合格证、材料检验报告、配合比及开盘鉴定表等质保文件，按规定留置试块。2)必须保证混凝土初灌量。漏斗的容积应在1 m3以上。3)混凝土灌注必须连续作业,避免中途中断施工，必要情况下中断时间不得超过30 min。4)要控制混凝土的坍落度，施工过程中严禁随意改变配合比。5)灌注过程中要保证导管的埋深，坚决杜绝导管拔离混凝土面。

5 质量通病与预防

5.1 窜孔

导致窜孔的原因有：土层中有粉土粉细砂层、软流塑层；成孔或灌注过程中由于冲击能量过大导致孔壁窜通。控制措施：1)桩中心距小于4倍桩径的桩基要隔排隔桩跳打，相邻桩位尽量不要连续成孔。2)尽量在相邻桩孔灌注后再进行成孔作业。

5.2 桩位偏差

一般有桩平面偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因，桩机对位后产生倾斜；测量人员对桩位放样时精度不高；钻进时钻杆跑偏等造成。控制措施：1)施工前清除地下障碍，平整压实场地以防钻机偏斜。2)桩位放样时认真仔细，严格控制误差。3)桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。

5.3 塌孔

导致塌孔的主要原因有：钻进时泥浆比重和粘度偏小；在松散砂层中钻进太快，桩间距较近，地层受到上一根桩施工的扰动；孔内泥浆面下降没有及时补浆;成孔后停滞时间太长；吊入钢筋笼、导管时碰撞孔壁等。预防措施：适时调节泥浆参数，在松软砂层中钻进时适当控制钻进速度，可采用隔一打一的方法施工，及时补充孔内泥浆，成孔后积极组织后续工作，尽量减少停滞时间，吊放钢筋笼和导管时要避免碰撞孔壁。

5.4 桩顶标高达不到设计要求

桩顶标高达不到设计要求其原因主要是混凝土灌注结束时混凝土面测量不准。预防措施：灌注临近结束时一定要用探杆多次测量混凝土面标高，要考虑混凝土塌落的影响，使桩顶标高既满足设计要求又不会超灌太多。

5.5 断桩

引起断桩的原因主要有：1)堵管；2)混凝土灌注过程中导管拔脱混凝土面。a.针对堵管，主要是因为混凝土坍落度太小，停滞时间过长，没有控制好泥浆的浓度，混凝土内夹有较大的石块或杂物。预防措施：混凝土灌注前必须检查混凝土质量，混凝土供应必须及时，保证混凝土连续灌注；混凝土漏斗上设置过滤网，防止大的块体进入导管；控制好泥浆的各项指标。b.针对混凝土灌注过程中导管拔脱混凝土面，主要是混凝土面高度测量不准或孔口导管长度计算不准导管底口拔出混凝土面。预防措施：在灌注过程中要根据混凝土灌注量计算混凝土灌注高度，拆管前一定要测量混凝土面高度，并与孔内导管长度进行比较计算，确保导管在混凝土里埋深符合要求。

6 结语

在复杂地基上进行桩基础施工，质量事故屡见不鲜，且负面影响很大。管理人员对以上问题的重视程度和施工队伍的施工经验对杜绝质量事故的发生是很重要的。只要坚持科学的态度，认真分析、共同探讨，就能杜绝质量事故的发生，就能保证工程施工的顺利进行，就能取得更好的经济效益和社会效益。

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Constructionmanagementmethodsofrotarydrillingboredpile

YUEJin-xinCAORui-juan

(ShanxiLu’anEngineeringCo.,Ltd,Changzhi046204,China)

Through analyzing the engineering construction region geology conditions, the paper selects rotary driller construction method, introduces its construction technology procedures and construction matters, and puts forward specific disease preventing measures, with a view to improve pile foundation construction quality.

geology, soil layer, construction technology, drill, measure

1009-6825(2014)33-0058-02

2014-09-12

岳金鑫(1983- )，男，工程师 曹瑞娟(1982- )，女，工程师

TU473.14

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