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摘 要：旋挖成孔灌注桩技术是桩基础工程中常见的一种施工技术。本文结合工程实际，对旋挖成孔灌注桩的质量控制进行了简要分析，希望能为以后类似的工程提供一定的帮助。
关键词：旋挖成孔灌注桩、质量控制、施工工艺、优缺点
中图分类号：U443.15+4
1 工程概况
本文以武汉市中环线西环段高架桥桩基础工程为例，武汉市中环线西环段全长约5.5km，西起318国道汪家嘴，经过规划的芳草路、四新中路、梅子路、连通港路、东至鹦鹉立交落坡点。此段地质情况较差，经地质勘探和设计论证，高架桥墩采用旋挖成孔灌注桩。
2 旋挖成孔桩
旋挖钻孔桩施工法，又称钻头施工法或土钻施工法。随着机械技术的巨大进步，传统的工艺得到了继承发展，旋挖钻孔灌注桩施工工艺在业内被誉为“绿色工艺”，其成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻斗装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。
3 旋挖钻成孔工艺
3.1 工艺流程 （ 见图 1）
3.2 钻机定位
在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位。桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。本工程采用钢护筒长2.5m，内径1.75m，钢板厚4mm。埋护筒时直接利用长螺旋钻头打孔、扩孔安放护筒。
3.3 泥浆制备
在钻孔灌注桩的施工过程中，为了防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻碴，采用膨润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力，以确保孔壁稳定，所以泥浆的相对密度起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆相对密度过小，泥浆护壁就容易失去阻挡土体坍塌的作用；如果泥浆的相对密度过大，则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的浇筑产生困难，使成桩质量难以得到保证。这就要求在实际工程中，根据具体情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标，必须按要求测试进、出口泥浆指标，发现超标及时调整。
3.4 钻进成孔
本工程旋挖钻机埋护筒时采用长螺旋钻头，旋挖时采用筒式钻头，在孔内将钻头下降到预定深度后，旋转钻头并加压，将旋起的土挤入钻筒内，待泥土挤满钻筒后，反转钻头，将钻头底部封闭并提出孔外，自动开启离合装置，钻头底座打开，倒出弃土。在钻进过程中或将钻头提出钻孔外后，向孔内注浆，确保泥浆液面不得低于护筒底部。本工程筒式钻头为1500mm×1.5m、800mm×1.0m，在进入弱风化层首先采用800mm钻头或短螺旋钻进，减少钻机扭矩，防止扭断钻杆，然后采用1500mm钻头进行扩孔。
3.5 一次清孔
测试泥浆指标，发现超标及时调整。然后将钻头放入孔底扫孔，捞去沉渣，清孔必须彻底。清孔结束，自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量，作为第2次清孔后测沉淤的依据。
3.6 钢筋笼制作安装
旋挖钻机的一个显著优点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣很少。所以只要在钢筋笼制作、安装上采取合理措施，避免安装时钢筋笼刮伤孔壁，就可以大大地降低沉渣厚度，有效防止塌孔。这就要求在钢筋笼制作方面要严格控制。钢筋笼外径和直线度，主筋搭接、纵横筋交叉点的焊接质量必须符合设计要求。为此，要检查钢筋笼保护层垫块的设置。在本工程中，垫块采用50mm圆柱形砂浆垫块，沿鋼筋笼每隔2m放置1组，每组设置4个，按90°均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。
3.7 下导管
导管要定期进行水密性试验，按规范要求计算压力值。下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安放了O形密封圈。导管要依次下放，全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起30-50cm，进行二次清孔。
3.8 二次清孔
测试进、出口泥浆指标，调整到施工组织设计确定的参数，用无收缩水文测绳、标准测锤测沉淤值，一般控制在≤30cm范围内。本工程二次清孔采用高压泥浆泵进行正循环清孔，如达不到设计要求采用空压机进行。禁止采用800mm的筒式钻头进行清孔，以防损坏钢筋笼或造成塌孔现象。
3.9 混凝土浇筑
混凝土浇筑是最后1道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，混凝土浇筑必须连续作业，严禁中断浇筑浇筑过程中应有专人记录，以防导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩，导管埋深宜控制在2～6m。
4 旋挖成孔灌注桩常见施工质量问题防治措施
4.1 桩位偏移防治措施
1）在桩位测放前，场地要平整到位。2）桩点测放时，轴线控制闭合检测要合格，桩位测放必须以正确的轴线为基础，最终的桩位要严格执行复测程序。3）桩位的测设坚持采用灰桩定位法。4）桩混凝土灌注过程中，要设固定泥浆池，严禁桩位周围形成泥水一片，避免在泥水下的桩位受到扰动，对于受过扰动或丢失的桩位要重新进行测放。5）在旋挖成孔灌注桩施工以前要先进行场地硬化，并在每个桩位处留出一孔径大于设计桩径100 mm的桩口。
4.2 塌孔、扩孔及缩颈防治措施
1）预先向孔内注水加压，如注水加压还不能解决问题，就需配制低固相的泥浆护壁以增加孔内泥浆的压力。2）据土质情况控制成孔速度，在松散土层或流泥层中钻进时，既不能急进，也不能在同一深度空转过久。3）如果采取以上措施仍然出现扩孔时，在流泥层处加入大量工业用碱或水泥以固化孔壁。4）成孔、下笼、浇筑紧凑衔接，不超过4 h。
5 质量控制
1）钢筋笼成型绑扎点焊引弧不得在主筋上进行。
2）护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责，严禁缩颈、夹层、歪斜等质量通病。
3）钻机因故停止钻孔时，应设专人值班补浆，防止塌孔事故。
4）钻孔成孔后要及时灌注，不得过夜，以免造成缩颈和塌孔。
5）测绳要定期用钢尺校验，当更换测绳、搭接测绳或其他不明情况发生时，要随时用钢尺检验。
6）混凝土灌注完毕，开始初凝，即割断钢筋笼挂环，使钢筋骨架不影响混凝土的收缩及钢筋与混凝土的粘结力。
7）离析和停滞时间较长的混凝土应进行二次搅拌。
6 结束语
总之，旋挖成孔灌注桩基础工程施工属特殊工序，根据不同的地质条件灵活掌握，其不可预见因素较多，除防止塌孔埋钻、扭断钻杆等情况外，其余与回转钻机施工相同，主要控制好成孔工艺、钢筋笼制作安装、混凝土灌注等关键环节，就能控制好成桩质量。
参考文献
[1] 李开煜. 钻孔灌注桩施工中常见问题与预防措施[J]. 北方交通. 2009（02）
[2] 李海. 钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2010（03）
[3] 蒋东元. 旋挖成孔灌注桩施工技术[J]. 施工技术. 2006（06）
关键词：旋挖成孔灌注桩、质量控制、施工工艺、优缺点
中图分类号：U443.15+4
1 工程概况
本文以武汉市中环线西环段高架桥桩基础工程为例，武汉市中环线西环段全长约5.5km，西起318国道汪家嘴，经过规划的芳草路、四新中路、梅子路、连通港路、东至鹦鹉立交落坡点。此段地质情况较差，经地质勘探和设计论证，高架桥墩采用旋挖成孔灌注桩。
2 旋挖成孔桩
旋挖钻孔桩施工法，又称钻头施工法或土钻施工法。随着机械技术的巨大进步，传统的工艺得到了继承发展，旋挖钻孔灌注桩施工工艺在业内被誉为“绿色工艺”，其成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻斗装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。
3 旋挖钻成孔工艺
3.1 工艺流程 （ 见图 1）
3.2 钻机定位
在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位。桩机定位要准确、水平、垂直、稳固，钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。本工程采用钢护筒长2.5m，内径1.75m，钢板厚4mm。埋护筒时直接利用长螺旋钻头打孔、扩孔安放护筒。
3.3 泥浆制备
在钻孔灌注桩的施工过程中，为了防止坍孔，稳定孔内水位及便于挟带钻碴，采用膨润土制备成泥浆进行护壁。泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力，以确保孔壁稳定，所以泥浆的相对密度起到保持这种压力差的关键作用。如果钻孔中的泥浆相对密度过小，泥浆护壁就容易失去阻挡土体坍塌的作用；如果泥浆的相对密度过大，则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的浇筑产生困难，使成桩质量难以得到保证。这就要求在实际工程中，根据具体情况，合理地控制不同土层中泥浆的指标，必须按要求测试进、出口泥浆指标，发现超标及时调整。
3.4 钻进成孔
本工程旋挖钻机埋护筒时采用长螺旋钻头，旋挖时采用筒式钻头，在孔内将钻头下降到预定深度后，旋转钻头并加压，将旋起的土挤入钻筒内，待泥土挤满钻筒后，反转钻头，将钻头底部封闭并提出孔外，自动开启离合装置，钻头底座打开，倒出弃土。在钻进过程中或将钻头提出钻孔外后，向孔内注浆，确保泥浆液面不得低于护筒底部。本工程筒式钻头为1500mm×1.5m、800mm×1.0m，在进入弱风化层首先采用800mm钻头或短螺旋钻进，减少钻机扭矩，防止扭断钻杆，然后采用1500mm钻头进行扩孔。
3.5 一次清孔
测试泥浆指标，发现超标及时调整。然后将钻头放入孔底扫孔，捞去沉渣，清孔必须彻底。清孔结束，自检合格后与监理工程师共同进行孔深测量，作为第2次清孔后测沉淤的依据。
3.6 钢筋笼制作安装
旋挖钻机的一个显著优点就是成孔快，且成孔后孔底沉渣很少。所以只要在钢筋笼制作、安装上采取合理措施，避免安装时钢筋笼刮伤孔壁，就可以大大地降低沉渣厚度，有效防止塌孔。这就要求在钢筋笼制作方面要严格控制。钢筋笼外径和直线度，主筋搭接、纵横筋交叉点的焊接质量必须符合设计要求。为此，要检查钢筋笼保护层垫块的设置。在本工程中，垫块采用50mm圆柱形砂浆垫块，沿鋼筋笼每隔2m放置1组，每组设置4个，按90°均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。
3.7 下导管
导管要定期进行水密性试验，按规范要求计算压力值。下导管前要检查是否漏气、漏水和变形，是否安放了O形密封圈。导管要依次下放，全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起30-50cm，进行二次清孔。
3.8 二次清孔
测试进、出口泥浆指标，调整到施工组织设计确定的参数，用无收缩水文测绳、标准测锤测沉淤值，一般控制在≤30cm范围内。本工程二次清孔采用高压泥浆泵进行正循环清孔，如达不到设计要求采用空压机进行。禁止采用800mm的筒式钻头进行清孔，以防损坏钢筋笼或造成塌孔现象。
3.9 混凝土浇筑
混凝土浇筑是最后1道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，混凝土浇筑必须连续作业，严禁中断浇筑浇筑过程中应有专人记录，以防导管提升过猛或导管埋入过深，造成断桩，导管埋深宜控制在2～6m。
4 旋挖成孔灌注桩常见施工质量问题防治措施
4.1 桩位偏移防治措施
1）在桩位测放前，场地要平整到位。2）桩点测放时，轴线控制闭合检测要合格，桩位测放必须以正确的轴线为基础，最终的桩位要严格执行复测程序。3）桩位的测设坚持采用灰桩定位法。4）桩混凝土灌注过程中，要设固定泥浆池，严禁桩位周围形成泥水一片，避免在泥水下的桩位受到扰动，对于受过扰动或丢失的桩位要重新进行测放。5）在旋挖成孔灌注桩施工以前要先进行场地硬化，并在每个桩位处留出一孔径大于设计桩径100 mm的桩口。
4.2 塌孔、扩孔及缩颈防治措施
1）预先向孔内注水加压，如注水加压还不能解决问题，就需配制低固相的泥浆护壁以增加孔内泥浆的压力。2）据土质情况控制成孔速度，在松散土层或流泥层中钻进时，既不能急进，也不能在同一深度空转过久。3）如果采取以上措施仍然出现扩孔时，在流泥层处加入大量工业用碱或水泥以固化孔壁。4）成孔、下笼、浇筑紧凑衔接，不超过4 h。
5 质量控制
1）钢筋笼成型绑扎点焊引弧不得在主筋上进行。
2）护筒的埋设、泥浆的制备、钻孔的清孔要有专人负责，严禁缩颈、夹层、歪斜等质量通病。
3）钻机因故停止钻孔时，应设专人值班补浆，防止塌孔事故。
4）钻孔成孔后要及时灌注，不得过夜，以免造成缩颈和塌孔。
5）测绳要定期用钢尺校验，当更换测绳、搭接测绳或其他不明情况发生时，要随时用钢尺检验。
6）混凝土灌注完毕，开始初凝，即割断钢筋笼挂环，使钢筋骨架不影响混凝土的收缩及钢筋与混凝土的粘结力。
7）离析和停滞时间较长的混凝土应进行二次搅拌。
6 结束语
总之，旋挖成孔灌注桩基础工程施工属特殊工序，根据不同的地质条件灵活掌握，其不可预见因素较多，除防止塌孔埋钻、扭断钻杆等情况外，其余与回转钻机施工相同，主要控制好成孔工艺、钢筋笼制作安装、混凝土灌注等关键环节，就能控制好成桩质量。
参考文献
[1] 李开煜. 钻孔灌注桩施工中常见问题与预防措施[J]. 北方交通. 2009（02）
[2] 李海. 钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2010（03）
[3] 蒋东元. 旋挖成孔灌注桩施工技术[J]. 施工技术. 2006（06）