浅谈旋挖桩施工工艺及质量保证措施

　　关键词：旋挖桩施工工艺措施

　　1工程概况

　　本基坑工程位于珠江新城海心沙岛（现为军事管理区），下设有大型地下室，包括地铁集运站和停车场，地铁集运站基坑开挖最大深度约20米，其基坑连线长约220米；地下室停车场开挖深度约11.3米，其基坑连线周长约660米。地铁集运站位于地下室中央部位，地铁区间盾构隧道与之相连，从南北两向穿越。地铁区间隧道顶板面埋深约13.5米，底板面埋深约20米。地铁集运站北端距离外地下室边线距离26米，南端为8.6米。

　　2旋挖桩施工工艺

　　2.1旋挖成孔施工工艺流程

　　钻机安装就位→钻斗或短螺旋钻开孔→提钻、埋设孔口护筒→孔内注泥浆→起钻、缷土、铲车运土→钻至设计标高，就地继续旋转数圈、提钻→下钢筋笼、导管→清孔、验收→灌混凝土→下一条桩施工

　　2.2旋挖桩施工方法

　　(1)成孔工艺

　　在成孔过程中使用泥浆护壁，以保持孔壁稳定，在旋挖钻进过程中，钻斗往返于孔底与地表之间，所形成的孔壁比较粗糙，旋挖钻孔灌注桩的桩土之间的咬合作用较强，能较好地反映出混凝土桩体与粉质粘土之间的相互作用效应。

　　(2场地布置原则

　　根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后，组织有资格的测量放样人员，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案；规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离；以免影响孔壁稳定。

　　(3)桩位放样

　　桩位放样，按"从整体到局部的原则"进行桩基的位置放样，进行钻孔的标高放样时，应及时对放样的标高进行复核。采用全站仪准确放样各桩点的位置，使其误差在规范要求内。

　　(4)钻机就位

　　钻机就位时，要事先检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。

　　(5)埋设钢护筒

　　护筒的埋设:一般护筒的直径比孔直径大100mmmm,每节的长度为1.5m～2.0m,用6mm～8mm的钢板加工成型,根据施工现场经验,护筒由人工埋设护筒再由旋挖钻配合完成较好。旋挖钻在埋设护筒时,由人工、机械配合完成,主要利用钻头的挤压方法作调整,精确度高。

　　(6)在准确放样的前提下埋设护筒，埋设护筒的方法和要求，应符合JTJ041-89（以下简称《规范》）的规定。如果钻孔是在陆地上进行的，则一般采用挖坑法，比较简单易行。

　　(7)钢护筒埋设工作是旋挖钻机施工的开端，钢护筒平面位置与垂直度应准确，钢护筒周围和护筒底脚应紧密，不透水。

　　(8)埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底。再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒坚直。此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落，如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢护筒偏斜。护筒上口应绑扎木方对称吊紧，防止下窜。

　　(9)钢护筒的制作及埋设的原则

　　考虑到松散层较厚，采用长度3-5m的钢护筒，用厚6-8mm钢板制作；钢护筒埋置较深时，采用多节钢护筒连接使用，连接形式采用焊接，焊接时保证接头圆顺，同时满足刚度、强度及防漏的要求；钢护筒的内径应大于钻头直径，具体尺寸按设计要求选用；钢护筒埋设深度应满足设计及有关规范要求。钢护筒埋设前，先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于5cm，埋设中保证钢护筒斜度不大于1％；埋设钢护筒前，采用较大口径的钻头先预钻至护筒底的标高位置后，提出钻斗且用钻斗将钢护筒压入到预定位置。用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。

　　(10)钻孔施工

　　钻机成孔使用泥浆护壁，泥浆的配制相对比较简单,由自身设备配合造浆机完成,材料的选定,施工中选取水化性能较好,造浆率高,成浆快,含砂量少的膨润土或黏土为宜。

　　1）制泥浆

　　钻孔泥浆在泥浆池内制备，泥浆池容积为8m3，并设置容积为6m3的沉淀池与泥浆槽连通。泥浆要有足够的粘土，塑性指数应大于25，含颗粒0.1mm且＜6%，含沙量＜4%。

　　泥浆配合比：粘土35%～45%

　　水65%～55%

　　控制泥浆比重和粘度非常重要，是防止塌孔的方法，对软粘土采用原土自然造浆护壁，对砂土采用红粘土泥浆护壁，泥浆比重应根据土质、钻进深度做适当调整。

　　一般地质泥浆比重1.1～1.3，粘度16～22（S）。

　　松散地质泥浆比重1.3～1.6，粘度19～26（S）。

　　泥浆循环槽应大于15米，泥浆池体积为钻孔体积的3倍。泥浆泵大小根据流量而定（一般选取用3PN泥浆泵可满足）。

　　(11)地质情况记录

　　地质情况记录按相应的地质的相关的表记录；旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为：工作项目，钻进深度，钻进速度，及孔底标高；《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录；根据旋挖钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间；旋挖钻机孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计；钻孔时要及时清运孔口出渣，避免妨碍钻孔施工、污染环境；钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，用测量孔深及虚土厚度（虚土厚度等于钻深与孔深的差值）。

　　(12)成孔检查

　　成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查，不合格时采取措施处理。成孔检查方法根据孔径的情况来定，当钻孔为干孔时，可用重锤将孔内的虚土夯实，采用直接用测绳及测孔器测，若孔内存在地下水，可采用泵吸反循环抽浆的方法清孔，则采用水下灌注混凝土施工的方法进行钻孔的测孔工作，清孔时合理控制泥浆的粘度与含砂率；经质量检查合格的桩孔，及时灌注混凝土。

　　(13)清孔

　　清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。终孔后，应将筒式钻头在孔底多次快速旋转清理孔底沉碴，以便于将孔底岩屑和碴土清理干净。清孔后立即在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。

　　3旋挖桩施工的质量保证措施

　　3.1泥浆质量的控制

　　灌注桩主要靠泥浆的静压力来平衡土对孔壁的压力。泥浆在钻孔灌注桩施工中占有重要地位，直接影响桩的质量。泥浆比重低，钻进速度快，不易糊钻，形成的护壁泥皮薄而坚韧，可使桩身混凝土与原始地层接触紧密，提高桩身摩阻力。特别是在浇灌混凝土时，要控制泥浆的性能指标（密度1.1～1.2，粘度17～20s，含砂率＜4%），以减小背压和混凝土浇灌时的阻力，保证首灌混凝土的冲击力，挤开孔底沉淤，并有利于克服夹泥、断桩等质量问题。但对刚开孔时的杂填土层和一些特殊地层（如砂层、卵石层等），就应适当地加大泥浆比重和粘度，以防漏浆和塌孔。

　　3.2沉渣厚度的控制

　　钻孔灌注桩承载力达不到设计要求，多为孔底沉渣过厚造成。规范规定：当桩以摩擦力为主时，沉渣不得大于300mm；当桩以端承力为主时，沉渣允许厚度不得大于100mm。钻孔灌注桩的沉渣厚度宜控制在50mm以内。沉渣少，嵌岩密实，有利于减少桩在长期荷载下的最终沉降量，以及减少整个建筑不均匀沉降。为此，最后一次清孔宜采用泵吸反循环清孔。目前施工中常用的6BS砂石泵，额定排量为18m3/h，导管内径250mm，满负荷时冲冼液上返流速达2.04m/s，启动砂石泵后，泵入口管内的真空度可达—0.07Mpa，足以排出10cm以下的沉渣，且清孔迅速。而采用正循环清孔，要排出岩屑和泥团只有依靠加大泥浆的比重和粘度来悬浮携渣，且清孔速度且慢又不干净，大比重的泥浆还会影响混凝土的浇灌和桩身摩阻力。

　　3.3混凝土质量的控制

　　本灌注桩采用商品混凝土，必须选择出厂合格的混凝土，成孔及时灌注，到达现场超过两小时以上还为灌注的混凝土，一律返还或现场清理掉，不得用桩的灌注。

　　另外，要保证灌注桩的施工质量,必须选择先进的设备,合格的施工人员,严格把握每道工序质量,现场指挥人员具有周密的组织协调能力,有高度的责任心,各部门全面配合,做到精益求精,才能保证结构工程质量。

　　参考文献

　　[1]《建筑基坑支护工程技术规程》（JGJ120-99）

　　[2]广东省标准《建筑基坑支护工程技术规程》（DBJ/T15-20-97）

　　[3]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）