浅谈旋挖钻孔灌注桩在桩基础工程中的应用

陈钦浩

摘 要：随着各重点工程项目对桩孔质量、成孔速度等要求的不断提高，钻孔灌注桩在房屋建筑基础中日益增多，钻孔灌注桩在基础应用中，越来越重要，相应地促进了钻孔灌注桩施工技术的快速发展。现结合在桩基础施工过程中的体验，分析在施工过程中旋挖钻孔灌注桩的施工技术。

关键词：旋挖钻机；灌注桩；桩基础工程

1 工程概况

某房屋建筑工程采用钻（冲）孔成孔灌注桩基础，桩总数为588根，桩径为800mm、1000mm、1200mm三种，桩净长13-23m，单桩竖向承载力特征值分别为3800KN、6000KN、8000KN。桩基础以上结构为地下室两层，地上27层框剪结构。

由于场地狭小，桩数多且工期紧，为确保施工质量及进度，决定采用旋挖钻孔灌注桩的施工技术进行施工。

图1 某房屋建筑工程场地情况

2 旋挖钻机成孔原理

旋挖成孔是利用旋挖钻机钻杆与钻斗的旋转作业，从而让钻斗自重同时添加液压当做钻进压力，导致土屑填充实钻斗后抬高钻斗出土。根据钻斗的反转、挖土、抬高、卸土以及泥浆护壁，重复进行成孔。对粘结性好的岩土层，可选择非湿式或清水钻进技术，可以没有泥浆护壁。但是针对容易坍塌地层，以及地下水覆盖领域，需要选择泥浆护壁钻进技术，往孔内填进护壁泥浆实施护壁。

3 旋挖钻孔灌注桩工艺流程

3.1 旋挖钻机就位准备

旋挖桩机开孔前必须确保桩位准确性，桩机施工面回填土稳固性，并合理设置泥浆池、卸土的堆放位置及钢筋加工场。钻孔时为避免影响成桩质量，相距5.0m内的任何其他桩在砼灌注完成24h后才能开钻。在钻孔进行的过程中，应不断检查钻机稳定、位移与倾斜，避免出现成孔倾斜等问题。

3.2 钢护筒埋设

护筒应穿过淤泥质黏土层及粉土层，避免护筒底出现坍塌。此工程钢护筒选择8mm厚钢板卷制而成，内径超出桩径20cm，长是6米，埋设时候保证钢护筒的竖直度与水平偏位。

3.3 调整旋挖钻机钻杆的垂直度

旋挖钻机可通过配备的电子控制系统显示并调整钻杆的垂直度，在进行钻进的时候配备专业人士对钻机垂直度进行监督，指引机手调整钻杆垂直度。同时通过人工观测钻机钻杆的作业情况随时进行调整，确保桩成孔的垂直度。

3.4 护壁泥浆

施工中须做好现场泥浆的配制、排污、更换工作，并控制泥浆的各项指标满足施工过程需要。针对特殊地质情况，不断调整泥浆各项指标，确保护壁泥皮的厚度及强度。

3.5 钢筋笼的安装

钢筋笼安装采用大型吊车起吊，对准桩孔中心放入孔内。桩孔较深时钢筋笼应分段加工，在孔口处进行对接。下放鋼筋笼应防止碰撞孔壁，如下放受阻，不得强行下插。一般采用正反旋转，缓慢逐步下入。

3.6 清孔

清孔在成桩质量中发挥着关键作用，通过清孔保证孔底沉渣厚度满足设计及规范要求。清孔主要通过两部分构成，首次清孔是需要在成孔结束后马上实施，二次清孔需要在下放钢筋笼与浇注砼的导管安装完成后实施，二次情况必须确保孔底沉渣厚度小于50mm。若二次清孔发现沉渣厚度过大时，应将钢筋笼提至孔外，用旋挖钻机进行二次清孔，直到满足设计要求才能进行下一道工序施工。自清孔结束至开始砼浇筑的时间需要掌控在1.5h到3h间，大于4h应再次清孔。

3.7 砼水下灌注

开始灌注砼时，导管底端到孔底的距离为0.3-0.5m。首批砼必须填充满导管底部并使导管埋深≥1.0m，后续砼应连续灌注。在灌注过程中，应提动和反插导管，冲捣水下砼密实。专人作好灌注记录，及时测量和记录灌注高度和埋管深度，桩砼顶面超过设计标高0.8m。

4 常见问题及预防措施

4.1 旋挖钻孔偏斜

旋挖钻孔偏斜的原因有旋挖钻机安装就位稳定性差，钻机下钻不对正，地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。旋挖钻机就位前场地须夯实平整，或采用钢板铺垫施工作业范围，钻机处于水平下再进行作业。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要慢档且采用自重进尺。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，若无效，偏斜区域回填粘土重新钻进。

4.2 成孔过程中塌孔

在成孔过程中，由于护筒埋置深度不够或护筒周围回填土夯实不够、进尺速度过快、泥浆护壁不够等，极易造成塌孔。应在成孔前准确分析场地条件及岩土层分布情况，确保护筒穿过回填土层及淤泥层。若发现护筒下沉过多或倾斜，应将护筒四周回填土清除，扶正护筒并用粘土分层回填夯实。钻斗经过护筒底部时要轻压慢转，在进入砂砾层及砂层时，要避免进尺过快或停在一处空钻时间太长。发现塌孔情况较为严重时，应采用粘土掩埋孔洞，并在大于24小时以后才能重新成孔。

4.3 缩孔现象

常遇见的缩孔现象主要是由于地层中有塑性土，遇水膨胀后使孔径缩小。施工前应重视地质资料，及时掌握地层中是否存在塑性土及其分布情况。发现地层中存在塑性土应提前做好预防措施，采用优质泥浆，降低失水量。成孔过程中，孔壁能够快速形成泥皮，则孔壁不会渗水引起膨胀造成缩孔。如出现缩孔应上下反复扫孔，确保孔径达到设计要求。

4.4 沉渣厚度超过设计要求

沉渣厚度超过设计要求可能存在以下原因：清孔不到位或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足难于将沉渣浮起反出桩孔；钢筋笼吊放过程中，碰撞孔壁导致泥土塌落桩底；清孔后，等待砼浇筑时间过长，泥浆沉积重新形成沉渣。成孔过程中应采用优质泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不可任意添加清水改变泥浆各项比重。钢筋笼吊放时，控制好钢筋笼中心线，减免钢筋笼碰撞孔壁。下完钢筋笼后，应利用导管进行二次清孔，直至沉渣厚度满足设计要求才开始灌注砼，首批砼应有足够储备量，利用砼的巨大冲击力溅除孔底沉渣达到清除孔底沉渣的目的。

5 结束语

总之，旋挖钻孔灌注桩的施工技术较为复杂，上层构造的安全与建筑物的下沉与成桩的程度是紧密相连的，同时灌注桩最基本的施工具有特殊性，进行施工时候有一点不仔细就不难导致质量发生，因此，在进行施工过程里需提高所有步骤的监管力度，努力遵守设计和施工技术标准，在最短的时间内处理施工进行时存在的不足。

参考文献

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[2]黎中银，夏柏如，吴方晓.旋挖钻机高效入岩机理及其工程应用[J].中国公路学报，2013（23）：232-233.