旋挖钻孔灌注桩桩基施工细节控制分析

魏波

摘要：桩基本身是工程质量的重要组成部分，其隐蔽性的特点要求施工人员必须做好钻孔到灌注的全过程控制，尤其需要及时发现和处理其中存在的细节问题，确保工程的施工质量。本文结合具体工程实例，对旋挖灌注桩桩基施工控制的细节进行了分析，希望能够为相似工程提供参考。

Abstract： The basic body of the pile is an important part of the quality of the project. Its concealed characteristics require the construction personnel to do the whole process control from drilling to pouring. In particular， it is necessary to discover and deal with the details in time to ensure the construction quality of the project. This paper analyzes the details of the construction control of the pile foundation with the rotary excavation pile in combination with the specific engineering examples， and hopes to provide reference for similar projects.

关键词：旋挖钻孔灌注桩;桩基;施工细节控制

Key words： rotary drilling bored pile;pile foundation;construction detail control

中图分类号：U445.55+1                                文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）18-0151-03

0  引言

现代工程本身规模大，自重大，对于基础的稳定性要求严格，也因此推动了桩基础的发展和普及。桩基施工的形式有很多，如钻孔灌注桩就是其中最为典型的一种，通过旋挖钻成孔的方式，钻进效率好，钻头能够穿越各种复杂土层，产生的尘土和泥浆较少，在桩基施工中有着相当明显的优势。

1  工程概况

某高速公路桥梁是连接周边多个地区的必经之路，桥梁全长832m，跨越河道两侧，采用桩基础施工，桩体直径分为1.5m和1.25m两种，长度在44-58m之间，构成场地的主要地层为第四系人工堆积素填土（Q4ml），坡洪积（Q4dl+pl）粉质粘土，下伏侏罗系蓬莱镇组（J3p）泥质砂岩、砂质泥岩，密度逐渐增大，施工区域地下水位在4-16m之间，水量充沛，施工难度相对较大。为了保证施工质量，在桥梁施工前，结合现场地质勘查报告，就多种桩基施工技术进行了分析和论证，最终选择泥浆护壁旋挖灌注桩的方式来进行桩基施工。

2  旋挖灌注桩桩基施工控制细节

以下主要从成孔过程、混凝土浇筑及后续处理三个方面论述旋挖桩施工细节控制，其他测量、泥浆制备、钢筋笼制安等方面本文不予以论述。

2.1 成孔阶段细节控制

2.1.1 入孔

在初始钻进阶段，护筒存在于地口以上，此时应该选择高档位快速钻进，一方面能够有效缩短钻孔时间，另一方面也可以振落粘附在护筒上的土体，保证施工的顺利进行。当钻头即将达到护筒底部时，应该适当减缓速度，确保护筒与土体的交接位置能够紧密结合在一起，而钻进深度超过护筒底部约1.2m后，可以采用正常速度钻进。

2.1.2 钻进

正常钻进过程，如果地层的承载力在160kPa以内，土层松软，则可以采用自重钻进模式，不需要进行加压。当遇到硬度较大的土层时，则应该适当加压。要结合地质条件调整钻机的运行速度。在粘土层中，钻机的入尺维持在0.8-0.9m/次旋挖，于基巖层内，钻机的入尺维持在0.4-0.5m/次旋挖。在钻进阶段，钻杆的上升速度维持在0.4m/s，同时要时刻留意钻机仪表，若仪表展示竖直度出现变化，要立即调整再钻进。由于故停钻时，禁止钻头留于孔中，提钻后孔洞加盖保护。旋挖钻孔要超深挖0.3m，以确保桩长，同排桩超挖深度要基本相同，维持在±0.5m之内。

2.1.3 成孔检查

成孔满足设计高度后，检查孔深、直径、内壁垂直性、孔底沉渣厚度等，前期准备充足检查设备、测绳等。测量桩顶标高，根据桩顶设计标高计算孔深。用检孔器检测孔径和孔的竖直度。

2.1.4 清孔

钻孔到设计高程，通过对孔位、孔径、孔深以及孔形等展开检查确定达标后，立刻清孔，注意在空转清土时不得加深钻进，提钻时不得回转钻杆。清孔沉渣厚度要达设计标准的0.4cm内。终孔后检测终孔深度，借助清孔器打磨孔底，清渣，要让清孔深度超过或与终孔深度一样，清孔后，用测绳检测孔深。自检达标后，以书面方式告诉旁站监理项目师验收展开检测，并做好验收记录，验收达标，请监理项目师及时签字。

2.2 钢筋孔制作安装

在对钢筋笼进行制作和安装的过程中，需要采取合理且规范的措施进行，以此防止钢筋笼安装期间对孔壁产生不良的影响，这样的话，能够在降低沉渣厚度的基础上避免塌孔问题的出现。基于此，就要求相关人员加大对钢筋笼制作质量的监督控制力度，对于钢筋笼的长度和配筋规格来讲，必须遵循设计图纸中的要求进行加工作业，以钢筋孔外径和直线度控制工作为重点，使得钢筋搭接和纵横筋交叉点的焊接质量和标准要求相一致。再者，吊装钢筋笼的过程中，使用三点起吊的方式，钢筋孔轴线保持良好的重合性，将其慢慢的放入桩孔就位，结合设计深度实施安装作业，明确最佳的位置。最后，将护块安装于钢筋笼中，这样做的目的是为了防止安装钢筋笼时和孔壁相碰撞，在增强混凝土保护层厚度均匀性的基础上确保钢筋笼灌注桩体位置的准确度。

2.3 安装导管

在应用钢管的前期阶段中，要做好试连接工作，以此避免导管发生漏水以及变形等不良问题，如此的话，对混凝土进行浇筑的过程中就不会出现导管进水以及漏浆等现象，从而对混凝土浇灌性能产生直接的影响。等到完成上述的钢筋安装工作之后就需要马上安装导管，防止桩孔孔壁中的泥土发生脱落现象，導致桩孔沉渣量增加。

2.4 混凝土灌注

在混凝土灌注环节，需要注意几个方面的问题：①导管悬空。在混凝土灌注环节，应该强调导管悬空，悬空的高度控制在50cm左右，这样最能保证施工质量，如果悬空高度过小，容易出现堵管等问题，影响封底效果，底部混凝土的密实度可能无法达到设计要求;如果悬空高度过大，混凝土会在导管底部出现离析的现象，同样会影响下料以及混凝土的密实度;②导管埋深。很多施工人员觉得导管埋深愈深愈好，事实上，若埋深太大，底部砼的流动性将变小，在提高导管时会由于疑问真空效应造成其提升受阻;③封底灌注。在进行封底混凝土灌注的过程中，必须做好混凝土灌注量的控制，确保料斗溶剂不低于1.8m3，以此来确保卡球后砼的压力可以正常完成封底。砼灌注过程要强调全过程管理，砼罐车抵达工地后，要保障转动最少15s，再放出少量砼做坍落度试验，若坍落度在18-22cm之间，可以进行灌注施工。混凝土灌注环节，堵管问题经常发生，当遇到堵管后，施工人员需要对导管埋深展开计算，再提高导管，将埋深维持在50mm之上，如果埋深为70mm但是砼依然无法顺利落下，则应该更换较大的料斗，同时尽可能抬升料斗下口高度，提高导管中的压力，再根据封底方式再次灌注砼。

2.5 裁桩、接桩桩头剔凿

桩基浇筑完成，混凝土强度达到80%后采用风镐配合人工处理桩头混凝土，严格控制剔除深度，但必须保证凿除至新鲜、密实混凝土面且达到桩顶设计标高。

接桩处理、裁桩过程中若发现浮浆厚度过大或因浇筑原因造成裁桩后的桩顶标高低于设计标高，应在做完相关试验检测后处理。采用人工砖砌护壁从实际桩顶标高到设计标高，二次浇筑高一个标号混凝土保证桩顶达设计标高。

2.6 配备专业性的质量检测人员

首先，挑选专业性强并且经验丰富的管理人员，配置专职的质检员。当实施灌注桩工程之前，需要经由质检工程人员进行自检，然后监理工程师同意之后才能够进入下一环节的施工作业。

2.7 常见问题处理

在旋挖钻成孔的过程中，经常会遇到一些问题，这些问题的存在会对施工质量乃至施工安全造成威胁，必须得到施工人员的重视和处理。

2.7.1 卡钻问题

结合大量的现场实践经验分析，卡钻的深度通常在37m以下，具体表现为钻头转动困难，主泵压力增大且无法提钻，严重的甚至会出现钻头完全停滞的情况。分析卡钻原因，首先是地质问题，结合该工程地质勘查报告分析，在超过37m后，地层以坚硬砂层为主，密度相对较大，钻进过程中需要为钻头加压，而如果遭遇局部孤石或者钻头上部出现局部坍塌，则会造成孔壁将钻头裹紧，引发卡钻问题;其次是人为原因，在钻机钻进过程中，如果操作人员出现疏忽，可能导致钻进深度超出钻头高度，导致泥沙进入钻头和孔壁之间的楔形区域，高压作用会将钻头紧紧挤压在孔内;然后是其他原因，如上部孔壁少量坍塌后，泥沙回填到楔形区域，同样会引发卡钻问题。

针对卡钻问题产生的原因，施工人员需要采取有效的应对措施。在卡钻问题发生后，需要立即停止钻进，在上提钻头的同时将其反转，待钻头上升高度达到30cm时，可以适当进行正钻，但是不能回落，确保存在于楔形区域内的泥沙可以沿缝隙返回到钻头下方，从而对卡钻问题进行解决。如果通过上述方式进行处理后，卡钻现象依然存在，则应该在钻杆上横向焊接两根45工字钢，下侧各使用一台200t千斤顶慢速提升，依照现场实际情况，在提升一段距离后，应该间歇1-2h，然后继续提升，为了保证安全，应该将厚度较大的钢板放置在孔口位置，作为千斤顶底座。

2.7.2 埋钻

如果钻机在钻进的过程中，突然出现钻进困难或者钻头无法转动，且显示屏提示钻进深度超过实际测量孔深，则表明发生了埋钻问题。对埋钻的原因进行分析，主要是当钻头经过松散砂层时，受局部水压过大的影响，可能引发塌孔问题，另外，如果施工人员对于泥浆的比重和稠度没有做好控制，孔壁内部没有形成坚实泥皮，同样可能引发塌孔埋钻的情况。

在对埋钻问题进行处理时，施工人员需要先对泥浆的浓度进行检查，如果浓度不达标，需要通过增加泥浆浓度、促进孔内泥浆循环的方式来对泥浆护壁的效果进行强化，然后结合反循环钻原理，对孔内的泥沙进行清理，钻头漏出后依照卡钻的处理方式进行提钻即可。

2.7.3 塌孔现象

塌孔是钻孔灌注桩施工期间普遍存在的一种现象，在成孔过程中或者是成孔之后，孔壁会产生一定的塌落。针对于此种现象的发生，相关人员就需要对泥浆性能进行有效的改进，采取管口直对护筒壁添加的方式。在松散粉砂土钻进期间，控制好进尺的速度，选择性能良好的泥浆。

3  结语

在旋挖灌注桩桩基的施工控制中，通过相应的细节控制，桩基的质量能够得到保障。从施工人员的角度，必须具备高度责任心，重视对于桩基工程的全过程控制，及时发现细节问题并做好处理，确保工程质量的同时，实现其按期交付，减少人力物力资源浪费的现象，实现工程效益的最大化。

参考文献：

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