旋挖钻孔灌注桩施工质量控制要点及防治措施探讨

崔亚军 高科 高景 刘胜杰 李波

中建铁路投资建设集团有限公司 内蒙古呼和浩特 010000

1 旋挖钻机施工原理

旋挖钻机具有一个行走装置，当到达设定的位置后，开始钻工操作。挖钻机的底部具有一个活门的筒式钻头，用来破碎岩土。旋挖钻机的钻杆具有伸缩功能，钻孔过程十分灵活，挖钻机的钻斗可将岩土盛装起来，提出孔外进行卸土，此过程不断反复，直至钻到设计深度。当完成钻孔操作后，会对孔进行清理，之后分段进行钢筋笼制作以及孔口吊装。在灌注之前，需要对沉渣实施二次清理，才能保证桩的施工质量，清理结束后再灌注水下混凝土来成桩。

2 质量控制要点

2.1 材料控制

在材料进场前要进行严格的检查，见证取样，确保其生产厂家、质量规格型号符合施工要求。

2.2 施工准备

应规划好桩机的主要路线，检查地面承载力是否符合要求，对不满足承载力要求的地面进行加固处理。结合地面的地质情况来设定旋挖机跳打间距以及流水走位，以免施工中出现串孔。

2.3 钢筋笼制作

确保其长度、连接牢固性、接头位置和接头数量符合设计要求。对钢筋笼实施防扭曲、偏位措施。桩长较大的，需要进行分段吊装，吊装钢筋笼采用孔口接笼的方式。钢筋的加工制作应严格按图施工，制作出标准节，并根据最终孔深确定钢筋笼长度。

2.4 成孔施工控制

护筒埋设以及护筒中心允许偏差≤50mm，孔内泥浆面高出水位1m以上。保证护筒内径要比钻头的直径大100mm，并在筒的上部开设一到两个溢浆孔。桩位轴线最大允许偏差为±20mm。成桩的垂直度≤0.5%。成孔过程中检测桩机架身的垂直度。

2.5 沉渣控制

在完成第一次清孔之后，应及时将钢筋笼吊放孔内并迅速完成各个节段孔口的焊接工作。混凝土导管安装完毕后，进行第二次清孔操作。当沉渣厚度小于10cm，泥浆比重小于1.15时，视为二次清孔操作结束的条件。沉渣不得大于设计要求，取样用沉渣仪测算，并采用气举反循环与传统冲孔桩泥浆正循环相结合的工艺。气举反循环是利用空压机的压缩空气，通过安装在导管内的气管送至桩孔内，高压气与泥浆混合，在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物，在导管内底端形成负压，并在负压的作用下上升，形成了流速、流量极大的反循环，携带沉渣从导管内反出，排出导管以外。钢筋笼与导管安装完毕后采用气举反循环对孔底的沉渣先进行清除，在等待混凝土时停气将泥浆管接于排浆管口进行正循环清孔，同时泥浆冲刷孔壁达到护壁的效果[1]。

2.6 后压浆

对于沉渣控制难度较大的项目，采用预埋注浆管，混凝土浇筑完成后高压灌注水泥浆，可有效提高灌注桩成桩质量。

3 提升旋挖钻机灌注桩施工水平的一些措施

3.1 施工准备工作

在旋挖钻机灌注桩施工工艺中，施工前的准备工作尤为重要，它是确保施工有序进行的基础。（1）对施工场地进行平整处理，为旋挖钻机的施工提供良好的场地，避免施工中出现沉陷倾斜，并留有足够的空间以供运渣车辆的通行。（2）进行测量定位，确定控制桩的位置。（3）机械引孔。进行引孔时需要埋设钢护筒，护筒由钢板制成，保证护筒的直径比桩基孔径大10cm-15cm，护筒的上边缘要比地面至少高出30cm，避免有杂物进入桩基孔，同时也保证了泥浆的顺利流出。（4）旋挖钻机就位。将挖钻机驶到预设位置，进行钻头的对准矫正，再利用水平垂直度仪表来精确调整定位。（5）制作钢筋笼，为钻孔时灌注混凝土做好准备，这样能够有效避免钻孔时发生坍塌事故。

3.2 钻孔施工

钻挖钻机就位后，将预制好的泥浆注入，之后开始钻孔操作。根据机表的显示信息进行钻斗底部的管理操作，确定挖钻机满筒时，将钻斗提升到出孔，并将土卸到制定的地点，并及时清运。

主动钻杆在入孔过程中，要控制好钻杆钻进的速度，保证钻孔的均匀连续进行。当主动钻杆完全进入孔内，可以适当地提高钻进速度并加大钻压。在钻孔时，要结合实际的土质情况合理控制钻速和钻压，例如当旋挖钻机由硬地层挖到软地层时，就可以适当加速，反之则要减慢钻进。如果是砂层则要适当减慢钻速，同时还要增加泥浆比重和黏度。

此外，需要对挖钻过程进行严格的尺度控制，防止由于尺度过大而导致埋钻事故的发生。回旋斗在提升过程中，要保持平缓的提升速度，如果回转斗在高速下提升，那么就会使回转斗与孔壁之间有高速流过的泥浆，被泥浆冲刷过的孔壁就受到一定程度的破坏，进而影响孔壁的稳定性，为孔壁留下安全隐患。不仅如此，转斗在高速下提升，对下部会产生较大的负压力作用，很容易出现吸钻现象，导致孔壁颈缩。为了避免这一问题的产生，需要在易缩颈的地层中增加扫孔次数，同时对孔壁进行力度大小适宜的挤压，有效防止缩颈现象的发生。

3.3 混凝土浇筑

清孔完毕后混凝土灌注前，应先将灌料斗用清水清洗干净，再安装在导管口，放置隔水阀，混凝土初灌量必须保证能埋住导管2m以上，料斗放满后切断隔水阀，然后连续灌注。混凝土浇灌时应控制好灌注速度，避免钢筋上浮。并注意混凝土浇灌过程的连续性。如若桩深，灌注混凝土用的导管的深度也超深，在进行完一车混凝土灌注后，下一车混凝土没开始灌之前，导管内的混凝土在重力的作用下会继续下沉，下一车混凝土卸料开始后，会出现大量混凝土堵住导管口，导致导管内产生负压，混凝土无法继续灌入，可制作简易的排气装置，下一车混凝土浇筑前放置在导管口上排气。

目前旋挖钻孔灌注桩施工工艺较为成熟，但是仍然存在需要改进和完善的地方，由于施工工艺复杂，需要控制的质量关键点也很多，在实际工作中需要管理及施工人员具备丰富的经验和精湛的技术才能更好地完成。在未来的应用中，还需要在实践中不断改进创新，实现旋挖钻孔灌注桩施工的高效性和经济性。