旋挖钻机孔桩施工探讨

高世夫（中铁三局集团广东建设工程有限公司，广东 广州 510000）



旋挖钻机孔桩施工探讨

高世夫
（中铁三局集团广东建设工程有限公司，广东 广州 510000）

摘 要：随着科学技术水平的不断提升，我国建设工程施工行业呈现出了新的发展特点，多种新型施工工艺与材料的应用有力保证了工程的建设质量与使用安全。旋挖钻孔机孔桩施工技术的应用，全面提升了建设工程的基础结构稳定性与载荷刚性，是当前施工行业研究的热点内容之一。本文结合工程实例，研究分析了旋挖钻机孔桩施工技术应用中的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词：旋挖钻机；孔桩施工；基础结构

1. 工程概况

某建筑工程占地面积28129m²，建筑面积30345m²，建筑总高度11.4m。本工程采用钢筋混凝土钻孔灌注桩基础，钻孔桩直径为Ф800mm，桩长为37m、40m、42m、24m，共计70根。根据本工程钻孔灌注桩规格，施工时，选择正循环成孔及清孔工艺，泥浆护壁，泥浆池、泥浆沟组成循环系统。其中河中桥墩施工时采用泥浆船、流槽进行泥浆循环。钻孔桩机采用GPS-10B型钻机，此类钻机技术性能好，扭矩大，刚性好，操作简便，钻进效率高，成孔质量好、起重大，速度快等优点。

2. 旋挖钻机孔桩施工技术应用

2.1 旋挖钻机孔桩施工

（1）放样定位。在进行旋挖钻孔施工前，应根据施工场地区域轴线及桩位条件，设置测量控制网，进行定位放线测量桩位定点，完成放线测量后方可进行后续施工。

（2）旋挖机就位。本工程的旋挖钻机为履带爬行式，通过电脑自动化控制系统进行定位与调整，在旋挖机就位的过程中应保证稳固精准，维持钻头与桩位的误差＜±10mm水平范围。

（3）埋设护筒。护筒采用6m～8mm钢板卷制而成，具有足够刚度，钻孔桩直径为Ф800mm，故护筒直径为Ф900mm。护筒埋设时先开挖比护筒直径大0.2m～0.3m的基坑，吊入护筒，按桩位中心线找正后，四周倒入黏土分层压实，并认真进行复测，确保护筒埋设位置准确性，其中心线与桩位中心允许偏差符合规范及设计要求，并保证护筒垂直，埋设牢固，周围不得窜水。在河内桥墩埋设护筒时需埋入河底一定深度，故护筒较长，约需5m左右。护筒埋设深度超过杂填土埋藏深度，护筒底口埋进原土深度不小于0.2m。

（4）旋挖机成孔。开钻前，须对钻机及辅助设备进行一次全面检查调试，确保连续成孔。在钻进过程中，须始终保持泥浆面稳定，不应低于自然地面30cm，以保持足够的孔内压力来确保孔壁的稳定，以防坍孔。当泥浆液面出现骤然降低或大量气泡上冒，或钻具负荷剧增等情况时，应及时分析，查明原因进行处理。对于每一钻孔均应连续钻进一次完成，若设备因故障而被迫中断施工时，应保持泥浆面在规定的位置，同时要积极排除故障，尽快恢复施工，以防坍孔造成事故，钻孔深度应满足设计要求；应控制适中的钻进速度，保证排渣及时。相邻桩施工时应保持一定的间距或时间间距；当相邻有砼灌注刚完成的桩时，成孔间距大于4倍的桩径，时间间距不少于36h，以防相互影响。

（5）清孔。在完成钻孔后，将钻机缓慢提出土体，清孔工作的重点是余泥、余渣的清理。

2.2 钢筋笼制作与安装

（1）钢筋笼制作。钢筋笼采用环行模制作，保证做到钢筋位置正确，成型后的钢筋笼垂直度好，箍筋与主筋的连接采用电焊连接，主筋同一截面内焊接接头不得多于50%。为保证钢筋笼居中及保护层厚度，钢筋笼上设保护块，每节钢筋笼不少于2组，匀称分布在同一截面主筋上，保护层采用护壁环。其具体标准见表1。

表1　钢筋笼制作允许偏差表

（2）钢筋笼孔内安装。钢筋笼安装入孔时，垂直对准钻孔徐徐轻放，避免碰撞孔壁。接笼时，下节笼上端露出操作平台1m左右，便于焊接。接时，采用两边对称施焊，主筋焊接完后，补足焊接部位的箍筋，经中间验收合格后，方可下笼进行下节笼的安装。

2.3 下导管

导管采用Ф258mm游轮式连接的灌注导管，下入孔内时对每根导管认真检查、清除丝扣浮油及检查“0”型密封圈是否完好，并在丝扣上重新涂抹黄油。导管连接要牢固、顺直、下入深度离孔底50cm左右。导管下好后，利用灌注砼的导管输入泥浆循环清孔，清孔时输入孔内的泥浆密度控制在规范以内，直至测量出浆口的泥浆性能达到规范要求。

2.4 混凝土浇筑

砼灌注前，按要求进行坍落度测定，每根测试3次，前后中间各一次。并认真做好试块，脱膜后，进行标准养护。灌注前应将砼注满料斗，料斗容量必须满足初灌量要求，利用副卷扬机将铁板拉起，此时砼将沿导管壁下滑，随即向料斗内继续灌注砼、连续作业，随着孔内砼面的升高，逐节拆除导管。砼灌注过程中导管埋入砼面深度3m～10m，最小埋设不小于2m，导管勤拆，但一次提管拆管不得超过10m。导管提升时，一般导底端埋入管外砼面以下2m～3m，不得小于1m，严禁把导管底端提出砼表面。砼灌注完毕后，应及时割断吊筋，拔出护筒，清除孔口泥浆和砼残浆，并将桩孔回填或加盖。

水下混凝土灌注施工应注意以下几点：

（1）灌注前对孔底沉淀厚度再进行一次测定。如沉淀厚度超出规定，可用喷射法，即向孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物悬浮然后立即灌注首批水下混凝土。在拔球将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内的混凝土面高度，计算出导管埋设深度，如符合要求即可进行正常灌注。

（2）灌注开始后，设专人进行指挥，紧凑、连续地进行，严禁中途停工，在灌注过程中要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外吊入孔底；注意观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制在2m ～6m以内。拆除导管动作要快，时间不超过15分钟，要防止橡胶垫等工具掉入孔内、注意安全。每次拆除的导管要及时清洗干净，堆码整齐。

（3）在灌注过程中当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊。为防止钢筋笼因混凝土的冲击力而上浮，要采取措施将钢筋笼与钢护筒固定，同时控制好混凝土的工作性能及浇筑速度。

（4）确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上加灌一定高度的混凝土。一般不宜小于0.5m～1.0m。混凝土灌注接近设计标高时，工地值班人员要及时计算出还需要的混凝土数量，通知混凝土搅拌站按需要数量拌制，以免造成浪费。

2.5 起拔护筒与桩孔回填

在完成混凝土浇筑施工后，可以进行护筒起拔操作，同时将旋挖钻孔相关设备进行清洁整理。同时，施工人员应对施工区域场地中挖方形成的土体在护筒、沟、池、槽等结构部位进行回填，完成整平工作后，使用剩余的混凝土进行封口，使其成为平整的地面。

3. 旋挖钻机孔桩施工质量控制

3.1 钻孔桩钻孔质量控制

旋挖机钻孔桩钻孔过程中应认真进行护筒的埋设与固定，开孔钻进时应轻压慢钻进入正常工作状态后，逐渐增大转速，调整压力。松散土层，砂性土层宜大泵量快速穿过，粘土、塑性土应大泵量慢速钻进，并要滑孔，以防缩径，并维护好泥浆性能。起钻时要注意操作轻稳，防止钻头拖刮孔壁，并向孔内补入适量冲洗液，稳定孔内水头高度。使用的钻头、钻杆连接要牢固，并按规定放置密封圈，及时检查各部连螺栓接头及钻头磨损情况，发现异常及时处理。钻杆的垂直度偏差控制在0.2%以内，钻头对孔位应正确，定位时，钻头中心与护筒中心偏差宜控制在15mm以内，桩位允许误差（D/6，且不大于100mm），泥浆粘度10s～25s，含砂率＜6%，密度1.15kg/m3～1.2kg/m3，胶体率＞95%。

3.2 钢筋笼安装质量控制

为保证钢筋质量，必须对进场的钢筋种类、钢号及规格要进行严格检查验收，并具有出厂合格证，在使用前还要做机械力学性能试验检测，合格后方可用于工程中。根据钻孔桩钢筋笼长度，进行分段制作，制作前先将主筋校直，清除钢筋表面污垢等，下料时严格控制好长度。接笼时，下节笼上端露出操作平台1m左右，便于焊接。上、下节笼主筋焊接前，要清除表面上的污垢。上、下节笼各主筋位置校正、对正，且在垂直状态时方可施焊。筋笼全部安装入孔后应检查安装位置、标高、确认无误后，将钢筋笼吊筋固定，使钢筋笼定位。

3.3 混凝土的施工质量控制

旋挖机钻孔灌注桩环节，应保证混凝土质量达到设计要求与行业规定，配合比验证合格；拌制混凝土的各种原材料数量应准确，水泥、外加剂误差控制在1%以内；砂石、水3%以内，混凝土的塌落度应控制在180mm～220mm水平范围内。

结语

综上所述，旋挖钻机孔桩施工是一项科学而系统的工程，施工建设人员应对工程的实际情况加以深入地研究分析，从旋挖钻孔、钢筋笼制作安装、下导管以及混凝土浇筑等环节入手，对施工工艺和质量进行全面控制，提升工程建设水平。

参考文献

［1］李锴.旋挖钻机在大连地区桩基施工中的应用研究［D］.沈阳建筑大学，2013.

［2］李林，闵峰.旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺研究［J］.中国工程科学，2010（4）：33-36.

［3］杨勇文，丁晓敏.旋挖钻孔成桩施工技术在地铁上盖建筑桩基工程中的应用［J］.工程与建设，2013（1）：108-110.

［4］李景耀.探析建筑桩基工程施工中旋挖钻孔成桩施工技术的应用［J］.江西建材，2016（3）：72+74.

中图分类号：TU712

文献标识码：A