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摘要：旋挖钻孔灌注桩是近年来发展较为迅速的一种桩基类型，具有诸多的优点，在城市建筑行业中有所应用及推广。本文结合工程实例，通过介绍建筑工程施工的特点及难点，重点分析了旋挖钻孔灌注桩的施工工艺技术，并提出了合理地专项施工方案，以供实践参考。
关键词：旋挖钻孔灌注桩；施工难点；工艺流程；灌注混凝土
中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：
随着我国社会经济建设步伐的加快，城市建筑行业得到蓬勃的发展，许多建筑逐渐向大型化、多功能化和高度化的方向发展，对建筑工程的施工质量要求也有所提高。目前，传统的由于造价高、劳动强度大、施工作业条件差以及工艺繁杂等原因，往往无法确保建筑工程的成桩质量，在城市建筑行业中已逐渐被淘汰。旋挖钻孔灌注桩作为一种新型的桩基类型，具有结构简单、承载力高、适应性强、应用范围广和性价比高等优点，对周围环境及邻近建筑物影响小、能够穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，比较适用于适用于填土、粉土、碎石和砂土等复杂地质条件当中，目前在城市公路及铁路、桥梁、水利工程、城市建筑工程等桩基工程中得到广泛的应用及推广。
1 工程概况
某建筑工程地上3层，地下1层，桩基为旋挖钻孔灌注桩，其余主体为钢筋混凝土框架结构。其地基为深回填区，土质松散，回填深度约15m，桩总数543根，桩径有1200mm、1500mm和1800mm三种，端承桩，持力层为硅质岩、砂岩或泥岩。旋挖钻孔灌注桩桩身混凝土强度等级为C35，混凝土抗渗等级为P8。
2 工程特点及难点
(1)旋挖钻机场地内行走移位方便，机动灵活，成孔速度快，施工效率高；施工时无振动，对临近建筑物无扰动和不良影响，安全性能好。
(2)环保特点突出，泥浆排放量小，施工现场干净。
(3)地基土为深回填土层，土质复杂、松散，钻孔难度大，容易出现塌孔、缩颈等缺陷，施工难度大。
(4)钻孔过程中桩身垂直度、孔位偏差、孔底清渣等重点工序质量要求高，浇筑过程中钢筋笼定位、抗浮以及水下混凝土灌注等各环节衔接紧凑，不允许其中任何一个环节出现差错，技术要求高。
3 主要施工方法
3.1 施工順序
测量放线→埋设护筒→泥浆制备→钻机就位→钻进成孔→钢筋笼制作、吊放→下导管、清孔→灌注混凝土→提导管、拔护筒→桩身承载力和完整性检测。
3.2 测量放线
(1)测量人员根据甲方提供的测量坐标点，结合桩位布置图，布测准确合理的工程控制网，并根据轴线和桩位进行放线定位，并在每桩正式施工前用全站仪进行复核；桩位测设依据施工场地外的控制点采用极坐标法测设，测设角度使用全站仪，量度距离使用50m钢卷尺。
(2)桩位定位用钢筋扎入土中拔出后灌入双飞粉，并插入200mm～300mm长的竹签，竹签上应注明桩号，以便于复核桩位和防止漏打桩。
(3)桩位轴线测放后通知监理工程师复测认可后方可进行下道工序。
(4)桩位允许偏差：单桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩为10mm；条形桩基沿轴线方向和群桩基础中间桩为150mm。
3.3 埋设护筒
桩基定位后，根据桩定位点拉十字线钉放4个控制桩，以此为基准埋设钢护筒，要求准确稳固，对旋挖钻头作业起到较好的定位导向作用。护筒选用4mm～8mm厚钢板卷制而成，其内径应大于钻孔直径100mm，长度不宜小于2.0m，上部开设2个溢浆孔。
3.4 泥浆制备
3.4.1 泥浆的配比
深回填土层主要为素填土和杂填土，土质较疏松，容易产生泥浆渗漏，稳定性差，应通过提高泥浆比重、掺入锯木和增黏剂来提高泥浆黏度，维持孔壁稳定。泥浆比重1.2～1.5，黏度22s～25s，含砂率小于4%，胶体率不小于95%。
3.4.2 泥浆的制备
现场设泥浆池，要有较好的防渗能力，泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量，每台钻机的泥浆储备量应不少于单桩体积的两倍。在沉淀池的旁边设置渣土区，沉渣采用反铲清理后放在渣土区，保证泥浆的巡回空间和存储空间。
制备泥浆设备主要有泥浆搅拌机、水力搅拌器或回旋桩机等。
3.5 钻进成孔
(1)根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度，成孔前和每次提出钻头时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，对磨损超标的应及时更换，并应清除钻斗上的渣土。
(2)根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。
(3)钻进成孔过程中，根据地层、孔深变化，合理选择钻进参数，及时调制泥浆，保证成孔质量。钻进过程中应经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。
(4)旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻头倒出的土距桩孔口最小的距离应大于6m，并应及时清除，保证场地干净整洁，利于下一步施工。应根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆面高度不变，泥浆补充一般采用泵送方式。
(5)钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度，防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。
(6)当钻进至设计桩底标高时，应及时停止钻进，提出钻头，并让成孔桩静止0.5h。此地层在0.5h之内，悬浮在泥浆中的沙砾沉淀接近80%，此时采用清孔钻头贴近桩底进行第一次清孔。待孔底沉渣不得大于设计要求，泥浆密度比较稳定后，方可进行下一道工序，直至第二次清孔。
3.6 钢筋笼的制作、吊放
钢筋笼在加工场统一加工制作，运至现场进行吊放。若场地运输困难，可在现场内加工制作。
(1)钢材规格、材质、焊条型号符合设计和规范要求，进料要有材质单和合格证，钢筋原材进场后按钢筋的型号、直径、长度分别进行堆放，设立识别标志。
(2)主筋接长采用焊接或机械连接，制作时在成形架上安放架立筋，按等间距将主筋布置好，用电弧焊将主筋与架立筋固定；按规定的间距缠绕箍筋，并用电弧焊或扎丝将箍筋与主筋固定。
(3)在钢筋笼上、下端及中部每隔2m距离于同一横截面上对称设置四个钢筋“耳环”，确保钢筋笼与孔壁保持设计保护层距离。
(4)钢筋笼的吊放要对准孔位扶稳轻放、慢放，避免碰撞孔壁。下放过程中，注意观察孔内水位情况，如有异样，立即停止，及时检查是否塌孔。
(5)钢筋笼采用分节吊放时，应将其逐步接长后再放入孔内。利用先吊入孔内的钢筋笼上部架立筋将笼体固定在护筒上，利用吊机将上节钢筋笼临时吊住进行两节钢筋笼的接长，钢筋笼接长后需对焊缝检查验收，冷却后再沉入孔内。
(6)钢筋笼下放之前必须按设计要求计算好安置高度。钢筋笼要顺直，防止扭曲，并用吊筋、吊绳控制好安置高度，防止钢筋笼下沉或上浮，钢筋笼安置误差+100mm。
3.7 下导管、清孔
(1)浇注导管采用钢质导管，根据桩径选用内径为200mm～350mm的导管。导管接头选用丝口或抱箍式接头，可加快导管接长拼装及拆除速度。导管长度根据桩长确定，底节导管一般不短于4m，标准节导管可采用节长3m的导管，同时配备一些0.5m、1.0m、1.5m的短节导管以作长度调整。
(2)导管使用前需进行水密性及接头抗拉试验，检验其水密性及接头强度，试验合格后方可使用。进行水密试验的水压不低于孔底静水压力的1.3倍。
(3)导管在井口安装。安装时夹板应扣牢，对接前必须仔细检查管壁及接头丝扣、密封圈的完好情况。加密封胶圈后应涂抹黄油密封，确保导管不漏水。
(4)导管下放时，保持导管居于孔中间缓慢、小心轻放，避免磕碰钢筋笼，以防导管提升时挂坏钢筋笼或将钢筋笼提起。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0.3m～0.5cm，进行二次清孔。(见图1)
图1 清孔示意图
(5)二次清孔应根据不同的孔深和桩径选择正循环或反循环换浆法，通过泥浆循环将孔底沉渣或浓度较大的泥浆置换出来，清孔后孔底500mm以内泥浆比重应小于1.25，含砂率不大于8%，黏度不大于28s。灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：对端承型桩不应大于50mm，对摩擦性桩不应大于100mm；对抗拔、抗水平力桩，不应大于200mm。
3.8 灌注混凝土
(1)清孔完毕后，由导管上部塞入隔水栓，塞入深度以临近水面为准。首次灌注混凝土时，应有足够的混凝土储备量，确保导管首次埋入混凝土面的深度不小于1.0m～1.2m。随着不断地灌注，孔内混凝土面的上升，在保持导管一定埋深的情况下，随时提升和拆卸導管，直至灌注成桩。
(2)导管埋入混凝土深度宜为2m～6m，严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。
(3)在灌注过程中，应始终保持导管位置居中，经常测探桩孔内混凝土面的位置，计算导管埋置深度，以便及时拆除导管，调整导管埋置深度，防止埋管过深造成钢筋笼上浮、堵管、挂钢筋笼等现象发生，造成质量事故；起拔导管时，应先测量混凝土面高度，根据导管埋深确定拔管节数；要勤检查，均匀拔管，保持埋深在2m～6m，混凝土灌注到桩孔上部6m以内时，可不再提升导管，直到灌注至设计标高后一次拔出。
(4)为消除浮浆及测量误差的影响，保证桩顶灌注质量，混凝土的灌注应比设计桩顶高出一定高度。由于深回填土层土质复杂、情况特殊，超灌高度宜控制在1.0m～1.5m，以保证桩顶混凝土完整、无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，准确测定混凝土面的高度，以确定混凝土的灌注高度是否正确。
(5)由于水下灌注桩经常出现桩头浮浆太多、破除到设计标高时混凝土密实度达不到设计要求，或者是混凝土超灌高度较大，造成混凝土浪费严重等情况，故采用一种杯形线锤精确测量水下灌注混凝土高度，可有效消除以上弊病。
桩身混凝土浇筑过程中应及时留置混凝土强度试块，每台班或每浇筑50m3，必须留置一组标养试块；小于50m3的桩，每根桩必须有一组标养试块。
3.10 单桩竖向承载力及桩身完整性检测
(1)单桩竖向承载力采用静载荷试验或自平衡法检测，按总桩数1%抽取，不应少于3根。
(2)桩身质量及完整性可采用低应变动测检验，按不少于总桩数的30%随机抽取，柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。
(3)检测由有资质的专业检测机构进行。
4 结语
综上所述，本工程在深回填土层进行施工操作，需要克服工期紧、建设规模大、施工难度高等难点。通过采用合理的施工方案，在施工中加强旋挖钻孔灌注桩施工质量控制工作，桩基承载力达到了预期的设计要求。实践证明，旋挖钻孔灌注桩具有独特优势和特点，是一种行之有效的施工工艺技术。
参考文献
[1] 杨明辉.旋挖钻孔灌注桩施工技术[J].城市建设理论研究.2013年第04期
[2] 陈菊凤;张永强;张昊.浅谈高层建筑旋挖钻孔灌注桩施工技术[J].建筑知识·学术刊.2013年第B01期
关键词：旋挖钻孔灌注桩；施工难点；工艺流程；灌注混凝土
中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：
随着我国社会经济建设步伐的加快，城市建筑行业得到蓬勃的发展，许多建筑逐渐向大型化、多功能化和高度化的方向发展，对建筑工程的施工质量要求也有所提高。目前，传统的由于造价高、劳动强度大、施工作业条件差以及工艺繁杂等原因，往往无法确保建筑工程的成桩质量，在城市建筑行业中已逐渐被淘汰。旋挖钻孔灌注桩作为一种新型的桩基类型，具有结构简单、承载力高、适应性强、应用范围广和性价比高等优点，对周围环境及邻近建筑物影响小、能够穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，比较适用于适用于填土、粉土、碎石和砂土等复杂地质条件当中，目前在城市公路及铁路、桥梁、水利工程、城市建筑工程等桩基工程中得到广泛的应用及推广。
1 工程概况
某建筑工程地上3层，地下1层，桩基为旋挖钻孔灌注桩，其余主体为钢筋混凝土框架结构。其地基为深回填区，土质松散，回填深度约15m，桩总数543根，桩径有1200mm、1500mm和1800mm三种，端承桩，持力层为硅质岩、砂岩或泥岩。旋挖钻孔灌注桩桩身混凝土强度等级为C35，混凝土抗渗等级为P8。
2 工程特点及难点
(1)旋挖钻机场地内行走移位方便，机动灵活，成孔速度快，施工效率高；施工时无振动，对临近建筑物无扰动和不良影响，安全性能好。
(2)环保特点突出，泥浆排放量小，施工现场干净。
(3)地基土为深回填土层，土质复杂、松散，钻孔难度大，容易出现塌孔、缩颈等缺陷，施工难度大。
(4)钻孔过程中桩身垂直度、孔位偏差、孔底清渣等重点工序质量要求高，浇筑过程中钢筋笼定位、抗浮以及水下混凝土灌注等各环节衔接紧凑，不允许其中任何一个环节出现差错，技术要求高。
3 主要施工方法
3.1 施工順序
测量放线→埋设护筒→泥浆制备→钻机就位→钻进成孔→钢筋笼制作、吊放→下导管、清孔→灌注混凝土→提导管、拔护筒→桩身承载力和完整性检测。
3.2 测量放线
(1)测量人员根据甲方提供的测量坐标点，结合桩位布置图，布测准确合理的工程控制网，并根据轴线和桩位进行放线定位，并在每桩正式施工前用全站仪进行复核；桩位测设依据施工场地外的控制点采用极坐标法测设，测设角度使用全站仪，量度距离使用50m钢卷尺。
(2)桩位定位用钢筋扎入土中拔出后灌入双飞粉，并插入200mm～300mm长的竹签，竹签上应注明桩号，以便于复核桩位和防止漏打桩。
(3)桩位轴线测放后通知监理工程师复测认可后方可进行下道工序。
(4)桩位允许偏差：单桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩为10mm；条形桩基沿轴线方向和群桩基础中间桩为150mm。
3.3 埋设护筒
桩基定位后，根据桩定位点拉十字线钉放4个控制桩，以此为基准埋设钢护筒，要求准确稳固，对旋挖钻头作业起到较好的定位导向作用。护筒选用4mm～8mm厚钢板卷制而成，其内径应大于钻孔直径100mm，长度不宜小于2.0m，上部开设2个溢浆孔。
3.4 泥浆制备
3.4.1 泥浆的配比
深回填土层主要为素填土和杂填土，土质较疏松，容易产生泥浆渗漏，稳定性差，应通过提高泥浆比重、掺入锯木和增黏剂来提高泥浆黏度，维持孔壁稳定。泥浆比重1.2～1.5，黏度22s～25s，含砂率小于4%，胶体率不小于95%。
3.4.2 泥浆的制备
现场设泥浆池，要有较好的防渗能力，泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量，每台钻机的泥浆储备量应不少于单桩体积的两倍。在沉淀池的旁边设置渣土区，沉渣采用反铲清理后放在渣土区，保证泥浆的巡回空间和存储空间。
制备泥浆设备主要有泥浆搅拌机、水力搅拌器或回旋桩机等。
3.5 钻进成孔
(1)根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度，成孔前和每次提出钻头时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，对磨损超标的应及时更换，并应清除钻斗上的渣土。
(2)根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。
(3)钻进成孔过程中，根据地层、孔深变化，合理选择钻进参数，及时调制泥浆，保证成孔质量。钻进过程中应经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。
(4)旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻头倒出的土距桩孔口最小的距离应大于6m，并应及时清除，保证场地干净整洁，利于下一步施工。应根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆面高度不变，泥浆补充一般采用泵送方式。
(5)钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度，防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。
(6)当钻进至设计桩底标高时，应及时停止钻进，提出钻头，并让成孔桩静止0.5h。此地层在0.5h之内，悬浮在泥浆中的沙砾沉淀接近80%，此时采用清孔钻头贴近桩底进行第一次清孔。待孔底沉渣不得大于设计要求，泥浆密度比较稳定后，方可进行下一道工序，直至第二次清孔。
3.6 钢筋笼的制作、吊放
钢筋笼在加工场统一加工制作，运至现场进行吊放。若场地运输困难，可在现场内加工制作。
(1)钢材规格、材质、焊条型号符合设计和规范要求，进料要有材质单和合格证，钢筋原材进场后按钢筋的型号、直径、长度分别进行堆放，设立识别标志。
(2)主筋接长采用焊接或机械连接，制作时在成形架上安放架立筋，按等间距将主筋布置好，用电弧焊将主筋与架立筋固定；按规定的间距缠绕箍筋，并用电弧焊或扎丝将箍筋与主筋固定。
(3)在钢筋笼上、下端及中部每隔2m距离于同一横截面上对称设置四个钢筋“耳环”，确保钢筋笼与孔壁保持设计保护层距离。
(4)钢筋笼的吊放要对准孔位扶稳轻放、慢放，避免碰撞孔壁。下放过程中，注意观察孔内水位情况，如有异样，立即停止，及时检查是否塌孔。
(5)钢筋笼采用分节吊放时，应将其逐步接长后再放入孔内。利用先吊入孔内的钢筋笼上部架立筋将笼体固定在护筒上，利用吊机将上节钢筋笼临时吊住进行两节钢筋笼的接长，钢筋笼接长后需对焊缝检查验收，冷却后再沉入孔内。
(6)钢筋笼下放之前必须按设计要求计算好安置高度。钢筋笼要顺直，防止扭曲，并用吊筋、吊绳控制好安置高度，防止钢筋笼下沉或上浮，钢筋笼安置误差+100mm。
3.7 下导管、清孔
(1)浇注导管采用钢质导管，根据桩径选用内径为200mm～350mm的导管。导管接头选用丝口或抱箍式接头，可加快导管接长拼装及拆除速度。导管长度根据桩长确定，底节导管一般不短于4m，标准节导管可采用节长3m的导管，同时配备一些0.5m、1.0m、1.5m的短节导管以作长度调整。
(2)导管使用前需进行水密性及接头抗拉试验，检验其水密性及接头强度，试验合格后方可使用。进行水密试验的水压不低于孔底静水压力的1.3倍。
(3)导管在井口安装。安装时夹板应扣牢，对接前必须仔细检查管壁及接头丝扣、密封圈的完好情况。加密封胶圈后应涂抹黄油密封，确保导管不漏水。
(4)导管下放时，保持导管居于孔中间缓慢、小心轻放，避免磕碰钢筋笼，以防导管提升时挂坏钢筋笼或将钢筋笼提起。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0.3m～0.5cm，进行二次清孔。(见图1)
图1 清孔示意图
(5)二次清孔应根据不同的孔深和桩径选择正循环或反循环换浆法，通过泥浆循环将孔底沉渣或浓度较大的泥浆置换出来，清孔后孔底500mm以内泥浆比重应小于1.25，含砂率不大于8%，黏度不大于28s。灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：对端承型桩不应大于50mm，对摩擦性桩不应大于100mm；对抗拔、抗水平力桩，不应大于200mm。
3.8 灌注混凝土
(1)清孔完毕后，由导管上部塞入隔水栓，塞入深度以临近水面为准。首次灌注混凝土时，应有足够的混凝土储备量，确保导管首次埋入混凝土面的深度不小于1.0m～1.2m。随着不断地灌注，孔内混凝土面的上升，在保持导管一定埋深的情况下，随时提升和拆卸導管，直至灌注成桩。
(2)导管埋入混凝土深度宜为2m～6m，严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。
(3)在灌注过程中，应始终保持导管位置居中，经常测探桩孔内混凝土面的位置，计算导管埋置深度，以便及时拆除导管，调整导管埋置深度，防止埋管过深造成钢筋笼上浮、堵管、挂钢筋笼等现象发生，造成质量事故；起拔导管时，应先测量混凝土面高度，根据导管埋深确定拔管节数；要勤检查，均匀拔管，保持埋深在2m～6m，混凝土灌注到桩孔上部6m以内时，可不再提升导管，直到灌注至设计标高后一次拔出。
(4)为消除浮浆及测量误差的影响，保证桩顶灌注质量，混凝土的灌注应比设计桩顶高出一定高度。由于深回填土层土质复杂、情况特殊，超灌高度宜控制在1.0m～1.5m，以保证桩顶混凝土完整、无松散层。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，准确测定混凝土面的高度，以确定混凝土的灌注高度是否正确。
(5)由于水下灌注桩经常出现桩头浮浆太多、破除到设计标高时混凝土密实度达不到设计要求，或者是混凝土超灌高度较大，造成混凝土浪费严重等情况，故采用一种杯形线锤精确测量水下灌注混凝土高度，可有效消除以上弊病。
桩身混凝土浇筑过程中应及时留置混凝土强度试块，每台班或每浇筑50m3，必须留置一组标养试块；小于50m3的桩，每根桩必须有一组标养试块。
3.10 单桩竖向承载力及桩身完整性检测
(1)单桩竖向承载力采用静载荷试验或自平衡法检测，按总桩数1%抽取，不应少于3根。
(2)桩身质量及完整性可采用低应变动测检验，按不少于总桩数的30%随机抽取，柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根。
(3)检测由有资质的专业检测机构进行。
4 结语
综上所述，本工程在深回填土层进行施工操作，需要克服工期紧、建设规模大、施工难度高等难点。通过采用合理的施工方案，在施工中加强旋挖钻孔灌注桩施工质量控制工作，桩基承载力达到了预期的设计要求。实践证明，旋挖钻孔灌注桩具有独特优势和特点，是一种行之有效的施工工艺技术。
参考文献
[1] 杨明辉.旋挖钻孔灌注桩施工技术[J].城市建设理论研究.2013年第04期
[2] 陈菊凤;张永强;张昊.浅谈高层建筑旋挖钻孔灌注桩施工技术[J].建筑知识·学术刊.2013年第B01期