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摘要：随着我国工程建设事业的蓬勃发展，在高层建筑和公路、市政桥梁工程中大量采用桩基础。在所有的钻孔成桩基础中，尤其以钻孔灌注桩较为普遍。为了保证钻孔灌注桩的质量，完善钻孔灌注桩的施工工艺，近几年又出现了旋挖钻成孔灌注桩，本文将对旋挖桩施工成孔和质量控制作详细的阐述，以供大家参考。
关键词：旋挖桩施工；成孔；质量控制
1 前言
随着国民经济与城市建设的快速发展，钻孔灌注桩在建筑、公路和市政工程中日益重要，特别是旋挖钻成孔灌注桩技术的出现，大大地改进了传统的施工方法。旋挖钻成孔施工特点是自动化程度高、钻进效率好、钻头目前可以穿过各种复杂土层、施工质量好、尘土泥浆污染少，在桩基施工特别是城市桩基施工中具有很大的优势，许多应用实例证明该施工技术是一种理想的施工工艺。
2 旋挖钻机的成孔原理和土层适用范围
2.1 旋挖灌注桩的施工成孔原理
旋挖钻机通过自带动力头提供钻孔所需扭矩，驱动钻杆和钻头旋转，使钻斗切削土层，利用多层伸缩式钻杆和钻头的特殊结构及时快速出渣，实现较高速钻进。钻进中钻头多次上下往复作业，以保证成孔的质量。钻孔可根据地质条件和施工环境采用干钻和湿钻成孔。湿钻的泥浆是采用优质泥浆护壁，确保孔壁的稳定，成孔后二次清孔采用泵吸换浆法及时快速清孔。
2.2 旋挖灌注桩的土层适用范围
旋挖钻机因发动机功率高、扭矩大、移动方便、定位准确，故地层适用范围很广。在素填土、淤泥、粘性土、粉质土、砂土、卵石、强风化及一部分软岩的中、微风化层皆可施工。在填石较大较多的杂填土、孤石大且埋深大的土层、花岗岩的中风化层、凝灰岩的中风化层和岩溶发达地区施工仍有局限性。
3 旋挖钻机成孔的主要质量问题
3.1 护筒漏水
护筒外壁漏水，会使护筒周围松软的土壤塌落进孔中，从而使护简倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。即使已经成孔，也会造成沉渣过厚。
3.2 塌孔
旋挖钻进过程中，如听到孔内不断有物体落水的声音，或泥浆突然漏失，则表示有坍陷的迹象。
3.3 成孔倾斜
成孔后孔出现较大偏差或弯曲。使桩基不与水平面垂直，改变了桩基的受力状态。
3.4 缩孔
缩孔即孔径紧缩使孔径小于设计孔径，缩孔会造成桩基承载力下降，所以缩径的孔需返工重打，而对施工单位造成损失。
3.5 孔位偏移
成孔后，孔的中心位置与设计位置存在位移，使桩基受压后形成偏心受压，桩基所受的压力越大，偏位值越大，所产生的偏心受压就越大，从而大大降低了钻孔灌注桩的承载能力。
4 旋挖桩的施工质量控制措施
4.1 桩位护筒的固定措施
①、在埋设护筒时，护筒四周的土应分层夯实。
②、护筒的焊缝要饱满，坚实不漏水。
③、钻头起落时，应防止碰撞护筒。
④、发现护简冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新定位后安装护筒。
4.2 旋挖成孔时防塌措施
① 根据土层不同选配与之相适应的泥浆，可增大泥浆粘度、比重。在松散易塌的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形；安放要对准孔位，避免碰撞孔壁；钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短钢筋笼沉放时间。成孔后，待灌时间一般不能太长，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。如果在待灌时间很长的情况下，可架设泥浆泵护桩孔，一直到清孔为止，但注意控制泥浆比重。
② 填土和软土中施工要控制钻进速度，尽量多转少钻，达到护壁的要求，同时在软土中施工要注意钻进进尺，一次钻进深度不宜太大。若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75--0.8m/s较好。当钻孔位于粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。
③ 当遇到地下水流量大，护壁及下钢护筒均不起作用时，可采用在本桩附近井点降水的方法，降低孔内地下水位，直至水下混凝土浇注完毕。
4.3 防止成孔倾斜的措施
① 先将场地夯实平整，轨道及枕木宜均匀着地，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整。
② 钻机就位时，应使钻杆的中心和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止位移。
③ 进入不均匀地层、斜状岩石或碰到孤石时，钻速要慢。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效方法。
4.4 防止缩孔的措施
① 旋挖钻机施工初期，提升料筒时，提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。原因是筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时。其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩。因此，必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰撞孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减少，钻孔颈缩现象得到明显改善。
② 成孔时，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮。则孔壁不会渗水，亦不会引进膨胀。
4.5 孔位偏移防止措施
① 桩位放线要复核，确保无误；
② 保护桩点，在做护桩时，保证护桩牢固，不易倾斜移动。
4.6 不进尺的应对措施
钻进过程中遇到漂石、坚硬的卵石层、基岩出现打滑时，可更换或改造钻头、重新安排刀具角度、形状、排列方向（比如调整斗齿角度为60°）、往孔内投入石块、换螺旋钻头等办法来处理，或改用全截齿旋挖钻斗，也可换用冲击钻钻进方式。
4.7 沉渣厚度的预防措施
钻进到设计深度后，采用旋挖斗清孔，密切注视电脑上的深度显示值.当显示值为钻进深度显示值时，原位正向旋转4—5转，使孔底的沉渣旋入容斗内，同时利用旋挖斗的平底斗齿将孔底清理为平底，然后提出旋挖斗卸渣。为确保孔底沉渣满足要求，第一次掏渣后还需用测绳检测孔深，如果测量深度与钻进深度一致，表明清孔合格，否则再次用旋挖斗继续清渣至合格。孔深、孔径、倾斜度检测合格后方准进入下一道工序。
5 案例
杜家台分蓄洪区洪道应急整治工程第三标段—九沟桥接长工程位于蔡甸区侏儒镇消泗乡，桥址范围属于蓄洪区，设计为64根直径1.3m的摩擦桩基础，桩长36--50m不等，考虑施工进度（必须抢在长江涨水之前完成下部结构），选择了一台YSR280旋挖钻机施工。在首根试验桩施工时，遇有流沙层导致下放钢筋笼期间出现塌孔，后经过增大泥浆浓度、深埋护筒、控制钻进速度、减少现场钢筋笼焊接时间等措施，在后续桩基施工中有效地避免了塌孔现象，平均每天完成1.5根桩（含成孔、钢筋、浇筑），保证了施工进度与质量要求。
6 结语
总之，我们在桩基施工前要认真调查了解施工现场实际情况，认真了解地质勘察报告，设计图纸及有关设计施工、验收规范和同类型其它项目的施工经验资料，检查机械设备的关键部位，旋挖钻进过程题及时进行记录、分析处理，做到科学组织，精心施工，严格管理强化过程工序质量控制，提前中，要及时掌握钻孔深度，根据地质层变化，及时调整钻进压力、钻进速度，对施工过程中可能会发生的一切问题做好预防和应对措施，旋挖桩的成孔施工质量是完全有保证的，施工质量问题也是完全可以避免的。
参考文献：
（1）《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
（2）《旋挖成孔灌注桩施工技术规程》山东省工程建设标准 DBJ/T14-067-2010
（3）《旋挖钻机施工工法通用规程》三一重机企业标准 Q/SY112001-2007
关键词：旋挖桩施工；成孔；质量控制
1 前言
随着国民经济与城市建设的快速发展，钻孔灌注桩在建筑、公路和市政工程中日益重要，特别是旋挖钻成孔灌注桩技术的出现，大大地改进了传统的施工方法。旋挖钻成孔施工特点是自动化程度高、钻进效率好、钻头目前可以穿过各种复杂土层、施工质量好、尘土泥浆污染少，在桩基施工特别是城市桩基施工中具有很大的优势，许多应用实例证明该施工技术是一种理想的施工工艺。
2 旋挖钻机的成孔原理和土层适用范围
2.1 旋挖灌注桩的施工成孔原理
旋挖钻机通过自带动力头提供钻孔所需扭矩，驱动钻杆和钻头旋转，使钻斗切削土层，利用多层伸缩式钻杆和钻头的特殊结构及时快速出渣，实现较高速钻进。钻进中钻头多次上下往复作业，以保证成孔的质量。钻孔可根据地质条件和施工环境采用干钻和湿钻成孔。湿钻的泥浆是采用优质泥浆护壁，确保孔壁的稳定，成孔后二次清孔采用泵吸换浆法及时快速清孔。
2.2 旋挖灌注桩的土层适用范围
旋挖钻机因发动机功率高、扭矩大、移动方便、定位准确，故地层适用范围很广。在素填土、淤泥、粘性土、粉质土、砂土、卵石、强风化及一部分软岩的中、微风化层皆可施工。在填石较大较多的杂填土、孤石大且埋深大的土层、花岗岩的中风化层、凝灰岩的中风化层和岩溶发达地区施工仍有局限性。
3 旋挖钻机成孔的主要质量问题
3.1 护筒漏水
护筒外壁漏水，会使护筒周围松软的土壤塌落进孔中，从而使护简倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。即使已经成孔，也会造成沉渣过厚。
3.2 塌孔
旋挖钻进过程中，如听到孔内不断有物体落水的声音，或泥浆突然漏失，则表示有坍陷的迹象。
3.3 成孔倾斜
成孔后孔出现较大偏差或弯曲。使桩基不与水平面垂直，改变了桩基的受力状态。
3.4 缩孔
缩孔即孔径紧缩使孔径小于设计孔径，缩孔会造成桩基承载力下降，所以缩径的孔需返工重打，而对施工单位造成损失。
3.5 孔位偏移
成孔后，孔的中心位置与设计位置存在位移，使桩基受压后形成偏心受压，桩基所受的压力越大，偏位值越大，所产生的偏心受压就越大，从而大大降低了钻孔灌注桩的承载能力。
4 旋挖桩的施工质量控制措施
4.1 桩位护筒的固定措施
①、在埋设护筒时，护筒四周的土应分层夯实。
②、护筒的焊缝要饱满，坚实不漏水。
③、钻头起落时，应防止碰撞护筒。
④、发现护简冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新定位后安装护筒。
4.2 旋挖成孔时防塌措施
① 根据土层不同选配与之相适应的泥浆，可增大泥浆粘度、比重。在松散易塌的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形；安放要对准孔位，避免碰撞孔壁；钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短钢筋笼沉放时间。成孔后，待灌时间一般不能太长，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。如果在待灌时间很长的情况下，可架设泥浆泵护桩孔，一直到清孔为止，但注意控制泥浆比重。
② 填土和软土中施工要控制钻进速度，尽量多转少钻，达到护壁的要求，同时在软土中施工要注意钻进进尺，一次钻进深度不宜太大。若钻机升降钻斗时速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，再加上钻斗下部产生较大负压作用，造成孔壁颈缩、坍塌现象。所以钻斗提升时应严格控制其速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在0.75--0.8m/s较好。当钻孔位于粉砂层或亚砂土层时，其升降速度应更加缓慢。
③ 当遇到地下水流量大，护壁及下钢护筒均不起作用时，可采用在本桩附近井点降水的方法，降低孔内地下水位，直至水下混凝土浇注完毕。
4.3 防止成孔倾斜的措施
① 先将场地夯实平整，轨道及枕木宜均匀着地，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整。
② 钻机就位时，应使钻杆的中心和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止位移。
③ 进入不均匀地层、斜状岩石或碰到孤石时，钻速要慢。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效方法。
4.4 防止缩孔的措施
① 旋挖钻机施工初期，提升料筒时，提升力显著增大，有孔壁颈缩现象。原因是筒式钻斗完全无护壁作用，在提升钻斗时。其下部产生较大负压力作用，致使产生“吸钻”现象，从而造成孔壁颈缩。因此，必须对筒式钻斗进行改进。在筒壁上加焊4块双曲面护壁钢板（或增设导流槽），两两对称布置，为防止升降时碰撞孔壁，钻头旋转时双曲面护壁钢板直径小于孔径2cm。由施工现场实践得知，改善后的钻斗在提升过程中液压系统压力显著减少，钻孔颈缩现象得到明显改善。
② 成孔时，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮。则孔壁不会渗水，亦不会引进膨胀。
4.5 孔位偏移防止措施
① 桩位放线要复核，确保无误；
② 保护桩点，在做护桩时，保证护桩牢固，不易倾斜移动。
4.6 不进尺的应对措施
钻进过程中遇到漂石、坚硬的卵石层、基岩出现打滑时，可更换或改造钻头、重新安排刀具角度、形状、排列方向（比如调整斗齿角度为60°）、往孔内投入石块、换螺旋钻头等办法来处理，或改用全截齿旋挖钻斗，也可换用冲击钻钻进方式。
4.7 沉渣厚度的预防措施
钻进到设计深度后，采用旋挖斗清孔，密切注视电脑上的深度显示值.当显示值为钻进深度显示值时，原位正向旋转4—5转，使孔底的沉渣旋入容斗内，同时利用旋挖斗的平底斗齿将孔底清理为平底，然后提出旋挖斗卸渣。为确保孔底沉渣满足要求，第一次掏渣后还需用测绳检测孔深，如果测量深度与钻进深度一致，表明清孔合格，否则再次用旋挖斗继续清渣至合格。孔深、孔径、倾斜度检测合格后方准进入下一道工序。
5 案例
杜家台分蓄洪区洪道应急整治工程第三标段—九沟桥接长工程位于蔡甸区侏儒镇消泗乡，桥址范围属于蓄洪区，设计为64根直径1.3m的摩擦桩基础，桩长36--50m不等，考虑施工进度（必须抢在长江涨水之前完成下部结构），选择了一台YSR280旋挖钻机施工。在首根试验桩施工时，遇有流沙层导致下放钢筋笼期间出现塌孔，后经过增大泥浆浓度、深埋护筒、控制钻进速度、减少现场钢筋笼焊接时间等措施，在后续桩基施工中有效地避免了塌孔现象，平均每天完成1.5根桩（含成孔、钢筋、浇筑），保证了施工进度与质量要求。
6 结语
总之，我们在桩基施工前要认真调查了解施工现场实际情况，认真了解地质勘察报告，设计图纸及有关设计施工、验收规范和同类型其它项目的施工经验资料，检查机械设备的关键部位，旋挖钻进过程题及时进行记录、分析处理，做到科学组织，精心施工，严格管理强化过程工序质量控制，提前中，要及时掌握钻孔深度，根据地质层变化，及时调整钻进压力、钻进速度，对施工过程中可能会发生的一切问题做好预防和应对措施，旋挖桩的成孔施工质量是完全有保证的，施工质量问题也是完全可以避免的。
参考文献：
（1）《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
（2）《旋挖成孔灌注桩施工技术规程》山东省工程建设标准 DBJ/T14-067-2010
（3）《旋挖钻机施工工法通用规程》三一重机企业标准 Q/SY112001-2007