黄土地区旋挖钻孔灌注桩施工要点

陈 利 平

(山西远大公路桥梁建设养护有限公司，山西 忻州 034000)

桩基是桥梁修建的基础，是提高地基承载力，保证建筑物正常工作的重要手段。由于受到地形、地质条件、既有建筑物等因素的影响很大，桩基施工的工作难度随之增加。随着软土地区建筑及桥梁施工技术的发展，钻孔灌注桩被广泛采用。

在灌注桩施工中，不会产生大的噪声和振动，且桩长、桩径等可进行调整，还可设计成异形桩或变截面桩，穿过各种软、硬夹层，能充分发挥桩身强度和持力层承载力，配筋率远低于预制桩，造价亦低。采用的钻、挖孔灌注桩适用于砂性土、黏性土，也适用于碎、卵石类土层和岩层，沉管灌注桩适用于黏性土、砂性土、砂土地基。

在黄土地区进行桥梁桩基施工，土质松软，承载力低，施工风险大，成桩质量参差不齐。采用灌注桩技术能有效提高地基土强度，增加承载力，减少工后沉降。灌注桩属于隐蔽工程，成型质量不能直观判定，确保成桩质量、保证施工安全就尤为重要。本文以某工程采用的旋挖钻孔灌注桩施工为例，介绍了灌注桩施工要点，以期对同类工程具有指导意义。

1 旋挖钻孔桩概述

钻孔灌注桩有着传统灌注桩工艺不可比拟的优势，但是其均以技术到位、质量达标为前提，在工程实践中，桥梁钻孔灌注桩施工往往会因各种因素干扰而引发质量隐患。旋挖钻机施工是一种新型的灌注桩施工工艺，具有成孔质量高、施工速度快、安全性能优等优势，能显著提高施工效率，且对环境的影响很小，在确保工程质量前提下还具有显著的社会效益。

旋挖钻孔灌注桩具有较强的适用性，可在砂土、黏性土、粉质土等土层中进行应用，分为干式旋挖和静态泥浆护壁湿式两种工法类型。在我国的公路铁路桥梁地基基础工程中，应用旋挖钻孔灌注桩施工是越来越多。在旋挖钻孔桩施工中，应进行施工各环节质量的严格控制，确保成桩质量，充分发挥其技术优势。本文笔者结合自身的施工经验，总结了静态泥浆护壁湿式旋挖施工中的质量控制要点，以期对同类工程具有指导意义。

2 施工要点

在某桥梁桩基施工中，施工现场环境差。桥址属于黄土残垣沟谷、中低山地貌，地势起伏大，海拔1 165 m～1 280 m。桥址区山高谷深，地势陡峻，塬边沟壑不良地质发育，水土流失严重。沟壑两侧坡面土质较松散,山体边缘地势高差40 m～80 m，地势高，弯度大。为减少施工对地层的扰动，决定采用两台TR280DI旋挖钻机进行成孔作业。

旋挖钻孔桩施工要求高，施工环节多，影响钻孔灌注桩施工质量的因素很多。在施工过程中，将各环节控制好，防止发生质量事故，保证成桩质量。根据钻孔灌注桩的施工特点，进行质量控制的主要环节有桩位测定、泥浆质量、垂直度控制、终孔深度、沉渣厚度、浇筑作业等。

2.1 桩位测定

其目的在于确保孔位准确，钻孔垂直度及控制基准面标高准确无误。在施工前，应认真复核确认导线桩、中线桩、水准桩位置。一般是采用不同的测设方法对主要桩点进行复测，还可以采取换手操作等措施，以保证测设精度。

桩位定位分两次进行，埋设护筒时一次，护筒定位后须及时复核护筒位置，确保护筒中心与桩位中心线偏差在50 mm以内。安装钻机就位进行第二次校核，其底座和顶端应平稳，将偏差控制在允许范围内。

2.2 垂直度控制

在施工前，检查钻头直径大小，保证钻头直径与桩径相匹配，能满足施工质量和施工安全要求。

在钻进过程中，为保证钻杆钻进的垂直度，应指定专人经常观察钻架及钻杆是否存在倾斜。须及时对发现的倾斜采取修正措施，将钻孔垂直度偏差控制在不大于1%。

为保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积确保桩机稳固。对成孔倾斜度采用钻杆进行测量时，应从钻孔平台顶面起算至孔底。

2.3 泥浆质量

在钻进中，泥浆具有护壁及携渣的作用，须采取有效措施保证泥浆质量。

在本项目中，采用钠基膨润土制备泥浆，并掺入适量碳酸钠、烧碱，以提高钻孔用泥浆黏度和胶体率。在钻孔过程中，随时检验泥浆比重和含砂率，要求含砂率小于4%，相对密度1.05～1.50，粘度17 s～20 s。

2.4 孔深测定

持力层直接影响到桩的承载力，持力层及终孔深度测定时保证桩体质量的一个关键环节。

在实际施工中，应综合影响因素，采取合理措施确定岩层顶面高程，再根据设计要求确定终孔深度。钻孔完成后，对孔径、孔形、倾斜度和沉淀厚度等进行检验。

2.5 沉渣厚度

沉渣厚度是影响桩基承载力的重要因素。沉渣过厚时，容易降低桩端承载力。要求将端承桩渣厚度不大于5 cm，确保桩长能满足设计要求。

在施工中，须及时对终孔深度进行严格复核。同时，重视泥浆的排渣效果，保证泥浆性能指标符合设计要求。

要经常检查测绳长度，以确保孔深测量准确。

2.6 钢筋笼制作与安装

钢筋笼制作和安装的质量会直接影响桩的承载力。

钢筋笼制作时，须设置内撑架，采用钢套管将主筋纵向连接。设置的保护层垫块纵向间距要求不大于2 m,横向不少于4处。声测管安装须牢固。

在下放钢筋笼时，应对准桩孔中心平稳、缓慢、垂直进行下放。下放到位后，须做好钢筋笼顶面高程的严格控制，再将钢筋笼固定。

2.7 混凝土浇筑

混凝土浇筑(如图1所示)是桩基工程最后工序，须采取严格控制措施，避免出现混凝土离析、断桩等质量事故。

本项目中，要求水泥强度等级应不低于42.5级，采用级配良好的中砂作为细集料使用。按不大于导管内径的1/6～1/8进行粗集料最大粒径控制，还要求不得大于钢筋最小净距的1/4，且不超过37.5 mm。采取有效措施确保混凝土强度符合设计要求。

制备好的混凝土须具有良好的和易性，灌注时保持足够的流动性。要求灌注的首批混凝土量须保证导管埋深不小于1 m，在灌注过程中应保持导管2 m～6 m深度始终埋入混凝土内，还应采取有效措施防止钢筋笼上浮。

混凝土灌注高程要比桩顶设计高程高0.5 m以上。当地质条件较差时，还应适当提高超灌高度，以保证桩头混凝土质量。待桩体混凝土达到强度后进行桩头浮浆凿除(如图2所示)，浮浆凿除后应把主筋调顺直。

3 常见质量问题处理

采用静态泥浆护壁湿式旋挖工法施工时，施工现场很容易产生大量淤泥，施工现场维护难度增加，造成施工成本增加。同时，还须注意塌孔、超径等常见质量问题，重视混凝土浇筑质量，确保桩体施工质量。

3.1 塌孔

旋挖钻孔采用静态泥浆护壁，且黄土质地不均匀，钻进容易扰动护壁四周土层。同时，钢筋笼下放过程，容易碰撞孔壁，造成泥皮或孔壁破坏。这些都容易导致底层沉渣过厚，严重的甚至出现断桩等事故，使得施工成本增加。

为确保泥浆质量，须严格做好泥浆配合比设计。进行钢筋笼吊装时，保持匀速向下进行切土，将施工对土层的扰动降至最低。在清孔、钢笼下放、混凝土灌注等工序中，应严格规范操作，避免成孔坍塌。

3.2 超径

旋挖桩成本增加的一个主要问题在于超径。旋挖钻具扰动地面表层，容易使之趋于液化失去稳定状态，地面表层土壤流陷，松散坍塌，孔壁部分泥土落入孔内，导致泥浆质量不合格，起不到有效的护壁效果，非常容易造成成孔直径大于设计直径。

对泥浆质量进行严格控制，为保证泥浆护壁效果，须保持孔内泥浆面高度稳定。还须进行钻进速度控制，控制进尺深度，提钻时要及时清除附着的黏性土，减少钻头与周围黏性土的粘连。

3.3 混凝土浇筑质量

旋挖桩深度一般较大，多采用导管法进行混凝土浇筑，其难度远比普通混凝土要大。须严格控制混凝土配合比，确保流动性，降低泌水率，以确保混凝土浇筑质量。还需采取措施避免出现堵管现象。始终保持在混凝土连续浇筑过程中的导管埋深，控制混凝土浇筑速度，保持混凝土面上升速度。

4 结语

在钻孔灌注桩施工中，采用旋挖钻机钻进施工，能确保施工环境恶劣，地质坚硬复杂的条件下的施工质量和安全，且有利于严格控制桩径，保持桩的良好垂直度。大吨位旋挖钻机应用广泛，在条件苛刻，难度高的黄土层钻进中，能有效钻进黄土岩层，保证成孔质量。

在旋挖钻孔灌注桩施工中，为确保桩基浇筑成功，从钻孔、成孔到浇筑，施工现场须精心组织，科学安排，确保施工人员对每道工序、每个环节严格控制，牢牢把好质量安全关。对施工中出现的常见质量问题提前进行预防和控制，重视混凝土浇筑质量，以有效保证成桩质量。