旋挖鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制

趙 學(xué) 萍

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

旋挖鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制

趙 學(xué) 萍

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

樁基施工作業(yè)從鉆孔至作業(yè)結(jié)束都是在水下完成，隱蔽性比較高，受到作業(yè)過程中各個工序及多種因素的制約，其施工質(zhì)量較難控制。就如何對旋挖樁施工的質(zhì)量加以控制，以保證最終的成樁質(zhì)量進行簡單闡述說明。

旋挖鉆孔，灌注樁，施工工藝，質(zhì)量控制

1 旋挖鉆機施工的優(yōu)點

1.1對環(huán)境的污染相對較小

在旋挖鉆機作業(yè)的過程中，泥漿可以反復(fù)使用，從而減少了泥漿的排放量。與傳統(tǒng)循環(huán)鉆機相比，其工作中產(chǎn)生的噪聲也明顯偏小。

1.2施工速度迅速

旋挖鉆機鉆孔直徑可達到3.0 m,深度120 m；與普通設(shè)備相比，在適合的地層其工作效率可提升5倍～6倍。

1.3機器移動方便快捷

在施工過程中，通過履帶機構(gòu)旋轉(zhuǎn)挖機即可自行行走，迅速移動到目的位置。

1.4樁孔對位較為精確

設(shè)備施工過程中可通過機身電腦準確控制對樁深度和垂直度，使鉆機時刻保持最佳鉆進狀態(tài)，進而確保鉆孔質(zhì)量。

2 旋挖鉆機工作原理

旋挖鉆機針對不同地層選擇相對應(yīng)的鉆頭，先通過自身行走裝置令鉆具準確移動到位之后，以自帶動力裝置提供鉆壓和扭矩并傳送到鉆頭，削切土體裝至斗中，滿后提出。其成樁質(zhì)量好，對地層擾動小，且孔壁上的螺紋可提高樁的摩阻力，達到快速鉆進的目的。

3 施工工序及質(zhì)量控制

3.1施工工序

施工工序為：前期準備→測量并放線→埋設(shè)鋼護管→鉆機就位→泥漿配置→完成鉆孔→成孔檢查→清理孔口→鋼筋籠制作及吊放→導(dǎo)管安裝→混凝土的灌注→拔掉導(dǎo)管和護筒。

3.2施工作業(yè)時的質(zhì)量控制

3.2.1施工前期準備

1)樁基施工之前，需對現(xiàn)場做好清理工作，根據(jù)土層地質(zhì)情況對較軟地面更換軟土，夯填密實，并根據(jù)作業(yè)需要鋪設(shè)路基板，對施工場地與便道之間的路面進行碾壓修整，方便鉆機及施工車輛的順利進出。

2)鉆機施工場地平面布置。

鉆孔場地布置包括：對泥漿池、鋼筋籠、導(dǎo)管、料斗及施工機械的擺放位置做出明確的規(guī)劃，根據(jù)鉆機作業(yè)及移位的需求、泥漿的循環(huán)系統(tǒng)特點做適應(yīng)的布置。

3.2.2測量并放線

根據(jù)水準點以及測量控制網(wǎng)加以引測,于軸線的延長線內(nèi)設(shè)置控制關(guān)鍵點并形成網(wǎng),在控制點上利用不少于0.2 m3的混凝土進行澆筑并放置埋件,在埋件上標注記號作為軸線的引測點；對樁位加以放樣，并設(shè)置十字護樁，其高度應(yīng)高于護筒的頂面，并用砂漿或混凝土對其修固。

3.2.3埋設(shè)鋼護管

1)鋼護筒：采用厚4 mm～6 mm的鋼板制作，其內(nèi)徑與鉆頭的外徑相比應(yīng)大200 mm，每節(jié)護筒長度1.5 m～3.0 m，溢流口30 cm×30 cm，護筒應(yīng)有一定的剛度及強度。

2)護筒埋設(shè)：一般應(yīng)埋設(shè)入不穩(wěn)定地層底部，若護筒偏長，可分節(jié)埋設(shè)，孔口之間應(yīng)可靠拼接。在護筒的埋設(shè)過程中，其中心軸線應(yīng)和測定的樁位中心完全對正，垂直度的偏離需低于1/100，用機械開挖進行埋設(shè)，為防止其他雜物誤入孔中，護管至少高出地面200 mm，埋設(shè)應(yīng)進入穩(wěn)定土層。

3.2.4鉆機就位

在就位之前要壓平夯實路基，根據(jù)目標位置使鉆機完成就位，在技術(shù)人員指導(dǎo)下仔細調(diào)整找平，確使作業(yè)過程中沒有傾斜現(xiàn)象發(fā)生，按放樣的樁位進行對中，偏差控制在(100～150)+0.01H(H為樁長)范圍內(nèi)，鉆機自動記憶該樁中心點，施工過程中根據(jù)顯示盤數(shù)字隨時調(diào)整鉆機的平整度。

3.2.5泥漿配置

在配置泥漿時，需充分考慮到泥漿黏度、含砂率、失水率、酸堿性等各項指標，泥漿的性能直接關(guān)系成孔質(zhì)量的好壞。在黏性土中，黏土顆粒之間內(nèi)聚力較大，泥漿中土渣不容易發(fā)生沉淀，在黏性土中黏度控制在18 s～25 s之間，在砂性土中，應(yīng)適當加大泥漿黏度，以防止沙土中的土渣沉淀導(dǎo)致成孔質(zhì)量不佳，根據(jù)經(jīng)驗，砂性土中黏度控制在25 s～30 s之間。

3.2.6完成鉆孔

1)垂直度控制：旋挖鉆機利用設(shè)備自帶的電子系統(tǒng)對鉆桿垂直度實時顯示，并對鉆桿的垂直度進行自動調(diào)整。

2)鉆斗鉆進時速度的調(diào)節(jié)：先使鉆桿較慢均勻鉆進，至主動鉆桿全入到孔中再漸漸增大鉆速和鉆壓。地質(zhì)情況不同，進尺速度也應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整：從較硬地層鉆至較軟地層過程中，速度可相應(yīng)放快；而從較軟地層鉆至較硬地層的過程中，速度則需放慢；對于硬塑層，作業(yè)時可加速鉆進；而砂層則應(yīng)對泥漿比重和黏度都適當加大，鉆進速度也要適當放緩。

3)鉆斗升降速度控制：應(yīng)嚴格限制鉆斗在孔中的升降速度變化，過快的話泥漿將會對孔壁進行沖擊，甚至在提升鉆斗時有負壓現(xiàn)象發(fā)生，甚至出現(xiàn)塌孔，孔徑1 500 mm,速度需控制在0.575 m/s,空鉆斗升降速度0.830 m/s。特別注意容易發(fā)生縮徑的地層，增加掃孔次數(shù)，并擠壓孔壁，避免縮徑現(xiàn)象的發(fā)生，對粉砂層進行作業(yè)時，更需放緩速度。

4)作業(yè)過程中，當儀器顯現(xiàn)斗內(nèi)土已滿，閉合鉆斗底端，把鉆斗提出將土卸掉至堆放位置并定時清理。在此階段需使回轉(zhuǎn)斗的底盤斗門保持關(guān)閉，以免回轉(zhuǎn)斗中的土掉進護壁的泥漿里，使其配比失調(diào)。在提出鉆時須同時向孔內(nèi)補漿，保證泥漿面高于護筒頂面40 cm。

5)成孔過程中樁距應(yīng)保證在4倍樁徑之內(nèi)，所排出土要和孔口的距離保持6 m以外，并按時清理。成孔之前和出鉆時需對鉆頭的保護裝備及鉆頭的損耗情況仔細檢驗，并處理渣土。如果施工過程中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與當初勘探信息不一致，應(yīng)及時通知有關(guān)部門做出調(diào)整。

3.2.7成孔檢查

當鉆深符合目標要求時，需核實孔位、直徑、深度和傾斜度。采用龍式檢孔器進行成孔檢測，檢控器按照要求進行制作，外徑1 m、長6 m。

3.2.8清理孔口

在鉆進到設(shè)計深度時，提高鉆斗，再次加入泥漿，并保持運轉(zhuǎn)至少30 min，至流出孔口的泥漿沒有結(jié)塊現(xiàn)象，泥漿的比重約為1.2，沉渣在15 cm以內(nèi)，第一次清孔才算完成。在此之后要做好鋼筋籠吊放井口的焊接工作并安裝混凝土導(dǎo)管。之后還要進行第二次清孔，至摩擦樁沉渣的厚度小于100 mm或端承樁沉渣的厚度小于50 mm，處理孔口處雜物并進行下步工序。

3.2.9鋼筋籠的制作及吊放

1)旋挖鉆機成孔迅速，應(yīng)事先在樁位附近做好鋼筋籠的安裝工作。鋼筋籠節(jié)段的長度一般為16 m～25 m，鋼筋籠接頭應(yīng)使用焊接或機械式接頭，注意使接頭錯開，鋼筋籠每隔2 m，沿樁身四周均勻布置4個定位耳筋。

2)鋼筋籠安裝采用汽車吊，通過扁擔梁起吊鋼筋籠，吊放到入孔內(nèi)的節(jié)段固定好后，再起吊和焊接下一節(jié)段。連接下一段鋼筋籠的主筋過程中，應(yīng)先使主筋部位對齊，確保所連鋼筋籠的垂直度，對稱進行焊接工作，使鋼筋籠入孔時保持垂直狀態(tài)，對準孔位慢速穩(wěn)穩(wěn)放下，防止和孔壁發(fā)生磕碰，如遇到阻力馬上查明原因，嚴禁下放過程中發(fā)生晃動現(xiàn)象。

3)當鋼筋籠安裝完畢后，將其于孔口進行加固，標高的偏差控制在±100 mm內(nèi),保證鋼筋籠與孔位中心完全重疊，吊筋長度準確。伸出承臺部分用珍珠棉套管進行包裹，以便后期進行鑿除。

4)聲測管利用螺紋套管進行連接，并逐根進行注水檢查，在連接接頭兩側(cè)各1 m處利用鐵絲把聲測管與鋼筋籠固定在一起，并用定位環(huán)進行加固，使其保持順直牢固。

3.2.10導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管管徑應(yīng)與樁徑匹配，樁徑小而管徑大容易造成頂管，鋼筋籠上拱。樁徑大而管徑小，將應(yīng)延長混凝土的澆筑時間。對于小于φ800的樁，選擇內(nèi)徑200 mm的導(dǎo)管；φ800～φ1 500的樁，內(nèi)徑250 mm，樁大于φ1 500時，內(nèi)徑300 mm，內(nèi)壁需光滑、圓順、接口嚴密，厚度不薄于3 mm,其分節(jié)長度應(yīng)符合工藝需要。

導(dǎo)管的接頭可使用雙螺紋方扣，使導(dǎo)管連接牢固并可很好地防水。下導(dǎo)管時應(yīng)保證位置居中，對其長度和實際孔深做好丈量工作，其底部和孔底的距離應(yīng)保持在300 mm～500 mm。使用完畢后應(yīng)及時進行清洗。

3.2.11混凝土的灌注

1)混凝土質(zhì)量控制：混凝土的強度符合設(shè)計需要，并具有較好的和易性，坍落度控制在160 mm～220 mm，坍落度損失符合灌注需要。

2)混凝土初灌量的控制：混凝土初灌量是水下混凝土施工的關(guān)鍵，通過積聚一定量的混凝土積蓄的能量將導(dǎo)管內(nèi)泥漿逼出，實現(xiàn)水下封底，并保證封底后導(dǎo)管外泥漿不會進入混凝土內(nèi)。首澆混凝土必須保證埋管深度不小于1.5 m,澆筑過程中應(yīng)有質(zhì)檢人員旁站指導(dǎo)。

3)導(dǎo)管埋深的控制：水下澆筑作業(yè)時，導(dǎo)管所埋深度對成樁質(zhì)量影響較大，埋入較深會引發(fā)因頂升阻力加大而出現(xiàn)局部夾泥現(xiàn)象，或因混凝土泛出阻力較大，上方混凝土流動性不好，導(dǎo)致灌注不順暢。過淺則會有可能導(dǎo)致導(dǎo)管被拔出混凝土面，或新灌入的混凝土沖出頂面，導(dǎo)致夾泥斷樁等現(xiàn)象發(fā)生。因此整個灌注過程導(dǎo)管需保持埋入混凝土內(nèi)，所埋深度為2 m～6 m，拔管時要對灌注深度事先準確測量并計算埋深，避免因?qū)Ч苈裆畈划敹斐墒鹿?。如有混凝土頂升困難等情況發(fā)生，應(yīng)對導(dǎo)管埋深進行縮短，保證施工的順利進行。在拔出最后一節(jié)長導(dǎo)管時，速度必須保持緩慢，以防止孔內(nèi)上泥。

4)對水下混凝土進行持續(xù)灌注，并對混凝土面升高狀況實時監(jiān)測。對最后一次灌注量需要嚴格限制，保證超灌的高度高于設(shè)計樁頂標高1.0 m以上，充盈指數(shù)高于1.0。

3.2.12拔掉導(dǎo)管和護筒

完成水下混凝土灌注工作后，利用吊車緩慢將剩余導(dǎo)管及鋼護筒拔出，并反復(fù)使用，導(dǎo)管應(yīng)勤提勤拆。鋼護筒的拔出應(yīng)控制在澆灌完成后，混凝土初凝之前，起吊護筒過程中要注意保證其垂直度。當樁頂標高高度不足時，混凝土無法灌到地面，需要待混凝土初凝后再進行回填鉆孔。

4 結(jié)語

由于樁基施工需要在水下作業(yè)，施工過程相對隱秘，因此整個施工過程中必須按章操作嚴格監(jiān)控以保證其施工質(zhì)量。旋挖鉆孔灌注樁要求施工質(zhì)量相對較高，控制其施工質(zhì)量也需要更加嚴密謹慎。因此，對灌注樁施工過程中各個環(huán)節(jié)都應(yīng)從嚴管理，認真執(zhí)行每個工序，精益求精，才能保證旋挖鉆孔灌注樁工程的順利完成。

[1] 溫美蘭.旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點及防治措施[J].河南水利與南水北調(diào)，2012(7)：24.

[2] 陳欽浩.淺談旋挖鉆孔灌注樁在樁基礎(chǔ)工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015(8)：21.

Theconstructiontechnologyandqualitycontroloftherotaryboredcast-in-placepile

ZhaoXueping

(ShanxiErjianGroupCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

The construction of pile foundation is carried out under water from drilling to completion of concrete. It has a strong concealment, which is affected by various elements and various factors in the construction, and the construction quality fluctuates greatly. In this paper, the quality control of the pile construction is carried out, and the pile quality is analyzed and explained.

rotary drilling, bored piles, construction technology, quality control

1009-6825(2017)29-0088-02

2017-08-22

趙學(xué)萍(1976- )，女，工程師

TU473.14

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