全液压旋挖扩底钻孔灌注桩质量管控措施研究

摘 要：扩底灌注桩是一种混凝土灌注桩，是在进行原有灌注桩施工的基础上对桩底进行扩底处理，从而增加灌注桩的承 载力和稳定性。在工程地质条件差特别是软土地基，施工难度大，施工中易产生如塌孔等质量问题，为了避免在采用全液压 旋挖扩底钻孔灌注桩施工时，因现场技术质量管理措施不到位而出现桩身质量差、进度滞后等问题，本文针对其质量管控措 施进行研究，采取扩底灌注桩施工工艺、制定“四令”精细化过程管理原则、计算注浆施工所需水泥浆量等方法，优化了工程 施工流程，严格各施工环节质量管理，确保全液压旋挖扩底钻孔灌注桩施工安全、质量提升。

关键词：扩底灌注桩，施工工艺，“四令”精细化管理，计算注浆量

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.06.037

0 引 言

扩底灌注桩是一种混凝土灌注桩，是在进行原 有灌注桩施工的基础上对桩底进行扩底处理，从而 增加灌注桩的承载力和稳定性。在建筑工程中，扩 底灌注桩通常用于地基处理、支撑结构、桥梁和道 路基础等领域。扩底灌注桩的作用在于加强地基承 载力，保证结构稳定性。随着国内建筑工程的高速发展，全液压旋挖扩底钻孔灌注桩（以下简称“扩 底灌注桩”）相对等直径钻孔灌注桩施工难度大， 施工中易产生如塌孔、缩孔、卡笼、钢筋上浮等质 量问题，基于DG/TJ 08-202—2007《钻孔灌注桩施 工规程》，结合工程实际分析、探讨“四令”过程控 制、注浆控制措施，为扩底灌注桩施工质量达到精 细化管理目标提供参考。

1 施工概况

某工程主体结构地下工程桩采用桩径 φ1000～φ1600 mm的扩底灌注桩，桩体的常规段桩径 为1000 mm，扩底段桩径1600 mm，桩长41.5 m，有效桩 长坑底以下50 m，成孔深度达75 m左右，混凝土等级 水下C35。均为抗拔桩，其中临时立柱桩兼做抗拔桩。 作为永久结构使用，设计等级为甲级。桩基成孔垂直 度要求高，抗拔桩、立柱桩垂直度要求不大于1/300桩 长，混凝土强度等级（水下）C35，地基基础（桩基）设 计等级甲级，本工程地质条件较差，施工难度大。

现场主要采用BG40、SWDM28型旋挖机进行 成孔，成孔至设计标高后采用魔力铲斗进行扩径施 工，扩大头总长度为2150 mm，桩端扩大头直径为 1600 mm，渐扩段长度1400 mm。采用泥浆护壁和桩 端后注浆工艺。工程桩和立柱桩单桩抗压承载力 特征值4900 kN，抗拔承载力特征值2800 kN；持力 层⑨2中粗砂夹细砂层。基桩设计信息见表1。

2 施工工艺流程

该工程扩底灌注桩采用正循环回转钻进的施 工工艺和导管浇筑水下混凝土成桩的施工技术[1]。 施工工艺流程：钻机就位→钻孔埋护筒→埋设 护筒→等径部开始成孔→等径部成孔至设计标高 →更换魔力铲斗→桩底扩大头扩孔作业→测量孔 深并换浆→下放钢筋笼→下放导管并测量孔深→二 次清孔测量孔深→混凝土灌注→灌注结束拔除导 管，如图1所示。钻机就位、校正前应根据设计要求 平整场地、桩位放样，同时可进行制作护筒、配制 稳定液、制作钢筋笼等施工作业。

3 采用“四令”精细化管理

扩底灌注桩成桩施工过程中严格采用“四令” 即“护筒埋设令、开孔通知单、钢筋笼吊装令、混凝 土浇筑令”，对其质量展开精细化管理。

3.1 护筒埋设令

根据该工程土质特性，现场采用埋置深度为 16 m、直径为1.5 m的长护筒，由现场专业监理工程 师签发钢护筒埋设开孔令。护筒埋设质量控制：对 桩位进行复测，护筒土方开挖后，对坑底土质情况 进行检查，观察是否挖至原状土，用尺量检查护筒 埋设中心位置。检查护筒背后回填土质量，观察土 质是否均匀，回填密实。

3.2 开孔通知单

现场开孔施工工序准备就绪后，经监理核查确 认，签署开孔令。

3.3 成孔质量检测控制

成孔质量控制项目包括检查验收配制好的泥 浆稳定液性能指标、控制成孔位置、深度、成孔垂 直度、钻孔速度等。对扩底灌注桩泥浆稳定液的性能：黏度、比重、含砂率、pH值等进行检查测定，看 其指标是否符合设计及施工要求。

桩的常径段和扩底段施工完成后采取两次清 孔方式，第一次清孔是在钻孔至桩底标高后，第二 次清孔是在灌注混凝土前。采用正循环清孔，但是 在砂性土层成孔且孔底沉渣厚度≥300 mm时应用 反循环清孔。清孔时，必须保持孔内泥浆液面高度 不低于自然地面以下30 mm，以防止清孔时塌孔。

为了能有效控制本项目的成孔质量，在每桩孔成 孔完成后，由专业检测单位采用井径仪对孔壁垂直度 （设计要求≤1/300）、孔深、沉渣厚度、孔径进行检 测，监理进行核查，可利用测绳复测孔深，检查成孔 检测报告，确保成孔质量达到设计及施工规程的要 求。同时在钻进过程中，施工单位跟踪设备车载计算 机的显示参数，及时纠正成孔过程中垂直度偏差。

成孔后泥漿指标的控制，根据设计和施工方 案要求一清后对泥浆性能控制指标：比重、黏度、 含砂率、pH值进行检测，符合要求方可进入下道 工序施工。

3.4 钢筋笼吊装令

该工程扩底灌注桩钢筋笼分两节制作与吊装， 主筋与主筋采用机械接头连接，箍筋与主筋均采 用电焊连接，钢筋原材及机械接头进场需报审并按 规定先进行现场取样送验，待检测结果合格符合 设计和规范要求后方可使用，钢筋为HRB400级和 HPB300级钢筋，钢筋连接器均为一级接头，钢筋 焊接件根据实际施工进展和检测要求进行送样检 测。钢筋和格构柱的焊接作业焊条应根据设计和施 工要求选定。钢筋主筋上每隔4 m设置一道二级钢 筋护壁环或垫块，沿钢筋笼四周均布置3～4个，桩 主筋净保护层为50 mm，吊放钢筋笼时采用整体吊 装方式，要严防碰撞，不得变形。

现场对钢筋笼制作及安装质量控制包括以下方 面：（1）对钢筋笼翻样图进行审查，主要检查钢筋规格、数量、接驳器接头位置、接头错开率、钢筋笼 直径、长度、吊筋长度（对照吊点处实测标高）、加 强箍规格及间距等是否符合设计、施工方案、验收 规范要求；（2）通过模拟上部构造笼与下部主体钢 筋笼的实际焊接工况对钢筋焊接接头质量进行检 查（观察、见证取样试验），检查钢筋套丝加工和对 接质量（通规、止规和扭力扳手检查）；（3）对钢筋 笼制作过程进行质量检查和制作后验收，检查是否 按翻样图制作，重点检查加强箍焊接质量、主筋和 箍筋点焊质量（观察、手锤敲击检查、尺量检查）； （4）检查预埋声测管（兼注浆管）的长度、安装质 量，检查声测管接头的对接质量，注浆器的安装质 量（目测、尺量）；（5）对钢筋笼安装质量进行检 查，要求按方案要求设置钢筋保护层，顶部标高符 合要求，纵向钢筋焊接质量符合验收规范要求，吊 放就位过程中不应有受阻现象，不得随意割断钢筋 笼，重点做好纵向钢筋焊接、纵向钢筋接驳器对接、 主筋与螺旋箍點焊固定质量检查（旁站观察）。

格构柱的钢立柱制作时须按相关规范的规定 和要求，采取必要的技术措施控制其构件焊接质 量、运输、堆放，吊装时严格控制定位误差、垂直度 及插入灌注桩的深度等要求，焊条应根据设计和施 工要求选定。现场可采取观察、手锤敲击检查、尺 量检查等方法对钢立柱制作过程进行质量检查和 制作后验收，检查是否按翻样图制作，重点检查焊 接质量、平直度、截面尺寸。

吊装前，质量、安全专业监理工程师会同总包 对钢筋笼吊点的焊接质量再次进行检查及验收，确 保焊点牢固，符合方案要求。监理签发吊装令并对 钢筋笼、格构柱的吊装入孔全过程进行旁站监督。

3.5 二清后泥浆指标控制

在钢筋笼吊装结束后安装导管，进行二次清 孔，对二清后的泥浆指标进行控制检查，导管使用 前需试拼装并进行水密试验，经监理和施工单位检 查合格符合规定后方可使用。浇筑混凝土过程中要 求控制好导管的下放长度。

3.6 混凝土浇筑令

浇筑混凝土前应根据设计要求提前做好混凝 土的设计配合比验证工作，控制好混凝土塌落度、 和易性及充盈系数（应大于1.0）。在导管下放后进 行二次清孔，经现场检查水泥浆比重、黏度、pH值、 含砂率满足规范、设计及施工方案要求后，由监理 签发混凝土浇筑令。对混凝土浇注过程进行检查， 要求混凝土配合比、强度等级、坍落度符合要求， 混凝土浇注过程中无堵管、脱管，导管埋入混凝土 的深度符合要求等。监理旁站检查配合比通知单、 送料单、抽查坍落度，见证取样制作抗压试件，平 行取样制作抗压试件，检查导管埋入深度等。清孔 结束后，30分钟内浇筑水下混凝土，若超过30分 钟，应重新测定孔底沉渣厚度，不符合要求的须重 新清孔。灌注水下混凝土的导管事先应试拼装并在 接头部位放置止水橡胶圈，做渗漏水试验时水压可 控制为一般自来水压力。导管入孔后，最下一节的管 底距孔底宜为0.5 m，混凝土灌注用隔水塞应有良 好的隔水性能。

导管上口的灌注漏斗中的容积应满足经计算的 初灌量的要求，混凝土初灌量应能保证混凝土灌入 后，导管埋入混凝土深度不应小于1.0 m，导管内混 凝土柱和管外稳定液柱压力平衡，具体参照示意图 2和式（1）～（3）计算混凝土初灌量。混凝土灌注应 控制最后一次灌注量，超灌高度应高于设计桩顶标 高不小于1 m[2]。

桩端注浆及桩上部空桩段回填注浆现场采用的 是三轴搅拌桩半自动化操作系统，流量计自动记录注浆量，另外，本工程每根桩的桩底注浆量都≥5 t。

对扩底钻孔灌注桩的桩底注浆、空桩回填注 浆的以下各项施工控制参数进行详细记录：灌注桩 的形成时间、注浆日期、注浆时间（开始-结束）、 累计注浆时间（min）、注浆深度（m）、平均流速（L/ min）、水泥浆用量、注浆过程的平均压力及终止压 力、水灰比等。

5 结 语

通过采用“四令”过程控制、注浆控制展开精 细化管理，对泥浆稳定液性能、成孔位置、垂直度 检测、钻孔速度、钢筋笼和格构柱吊装、混凝土浇 筑、桩端和空桩回填注浆等施工过程进行巡视、监 督、检查和验收等方法，确保扩底钻孔灌注桩施工 质量满足设计及规范要求，实现了施工全过程的精 细化、系统化管理目标，保证了桩身质量。

参考文献

刘明继，吕映碧.钻孔灌注桩质量控制[J].云南水力发 电，2022，38（10）：151.

中国工程建设标准化协会标准.全液压旋挖扩底灌注桩 （AM工法桩）技术规程：T/CECS 1291—2023[S].北京：中 国建筑工业出版社，2023.

刘宏扬，王玺，张灏.超大荷载高耸塔架基础托换施工技 术研究[J].施工技术，2018（A1）：530.

作者简介

刘其霞，本科，助理工程师，研究方向为深基坑工程管理。

（责任编辑：刘宪银）