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深圳市中地建设工程有限公司
摘要：旋挖灌注桩在我国水利工程铁路桥梁建设中发挥着愈加重要的作用，由于其施工工序是隐蔽性的，必须对其每道工序操作进行科学规定和严格检测，从而最大程度地避免出现质量问题。
关键词：旋挖钻机；钻孔灌注桩；施工控制
旋挖钻机施工工艺流程及质量控制：灌注桩是一项地下施工工序多，精确度高，质量要求高，施工时间短，工作连续不间断的一种地下隐蔽工程，要保证工程质量，在施工前应根据施工项目质量计划的组织方案从严要求，合理地安排施工流程，以便指挥现场施工。
一、旋挖钻机施工概述
1、旋挖钻优点及缺点
1）环境污染小。旋挖钻机可以循环使用泥浆，也可适用于干成孔作业。同时其噪音明显小于传统循环钻机；2）成孔速度快、钻孔直径范围广。旋挖钻机可成孔直径范围为0.6—3.2m；在一般性土层中完成一根长50m直径1.2m灌注桩只需4h，是普通钻机4倍以上；3）行走移位方便快捷。旋挖钻机可通过履带机构迅速快捷地移动到所要到达的位置；4）桩孔对位准确。利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，同时可通过主机井架控制系统随时调整机架的垂直度，保证钻孔质量。
2、旋挖钻施工原理
旋挖钻机通过自身行走装置移动到位后，以自带动力提供钻孔所需钻压和扭矩，结合使用不同类型钻头钻具切削不同地层，利用可伸缩钻杆和钻头的特殊结构快速出渣，实现较高速钻进。成孔后现场分节段制作钢筋笼及井口吊装连接，并控制好标高。成孔后进行一次清孔，灌注前进行二次清孔除沉渣，最终浇灌注水下混凝土成桩。
二、案例分析
1工程概况
本工程为某一住宅小区项目工程。该工程的建筑面积一共为53343m2。在施工区域内一共存在三栋建筑。第一栋为22层，其高度为70m，第二栋为6层，其高度为18.9m，第三栋为22层，其高度为72.8m。其中第一栋和第三栋建筑为高层建筑。建筑结构体系为框架剪力墙结构。经过综合分析，本工程的基础采用钻孔灌注桩，一共施工413根钻孔灌注桩，其直径为800mm—1200mm之间。
2施工工艺
2.1施工工艺流程
本工程采用旋挖钻机施工技术进行钻孔灌注桩的施工，其具体的施工工艺流程为场地平整→测量定位→钻机就位→护筒安装→钻机钻孔→成孔→安装钢筋笼及导管→灌注水下混凝土→成桩。
2.2施工准备
1）在施工之前，首先应对施工场地进行平整处理，从而确保地基土能够满足钻机施工的承载力要求。2）测量定位。根据设计图纸的要求在施工场地内采用十字线放样出四个控制桩位。3）机械引孔。在引孔过程中应及时进行钢护筒的埋设作业。钢护筒主要是由钢板制作而成，钢板的厚度控制在6mm—10mm之间。护筒和护壁的直径应比桩基孔略大一些，一般大10cm—20cm。同时护筒应比原地面高出30cm以上，这样才能有效的确保在进行水下混凝土的灌注时泥浆能够顺利的流出，同时也可以避免地面上的杂物掉落其中。在护筒的顶部应设置水平参数高程，同时应做好相关记录工作。4）旋挖钻机就位。根据设计桩位进行钻机的就位。当钻机达到预定位置之后，即可对钻头的中心与护筒的中心点进行粗略的对中，然后再采用机架水平垂直仪表进行精确的调整，从而确保钻头的精确定位。旋挖钻机就位之后，即可上报监理工程师进行检测，监理签字确认之后即可开始进行钻机施工。5）泥浆制备。本工程所采用的泥浆由优质膨润土、纯碱、羟甲基纤维素、聚丙烯酰胺等组成。
2.3钻孔施工
）钻机开钻前，检查各种机具、设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。2）钻孔作业分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一班注意事项。旁站施工员经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，立即要求及时整改。3）钻孔过程中经常观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况，发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，将钻头提出孔外并对孔口进行覆盖，并循环孔内泥浆，防止泥浆沉淀导致孔壁坍塌。4）当钻孔距设计桩底标高1.0m时，注意控制钻进速度和深度，要防止超钻，并核实地质资料。5）旋挖钻机必须控制钻头在孔内的升降速度。因为如果快速地上下移动钻斗，那么水流将以较快的速度由钻头外侧和孔壁之间的空隙中流过，导致冲刷孔壁；有时还会在上提钻斗时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌，故必须按孔径的大小及土质情况来调整钻斗的升降速度。6）按照钻孔阻力大小，考虑必要的扭矩来决定钻斗的合适转数。7）在桩端持力层中钻进时，由于钻斗的吸引现象使桩端持力层松弛，缓慢上提钻斗。如果桩端持力层倾斜时，为防止钻斗倾斜，稍加压钻进。8）为防止孔壁坍塌，确保孔内水位高出地下水位2m以上。
2.4清孔
1）当钻孔达到设计深度，即开始首次清孔。清孔采用换浆法进行，清孔时将钻头提离孔底25cm左右，钻机慢速空转，保持泥浆正常循环，同时置换泥浆。在泥浆指标和沉淀厚度达到设计要求之后，报请监理工程师验证后进行下道工序。2）清孔采用换浆法，分两次进行。一次在钻孔完成后，一次在钢筋笼和导管安装好，混凝土浇注前。在清孔排渣时，配备足量的有良好性能的泥浆，同时要注意保持孔内水头（不少于1.5m的高度），防止在清孔时出现坍孔、缩孔。3）清孔过程中要确保有足够的清孔时间，并经过经多次循环，将孔内的沉淀、悬浮的钻渣充分置换并沉淀出，清孔后的各项性能指标和桩底沉淀厚度必须满足技术规范和设计图纸的要求，从而保证最终基桩成孔的质量。
2.5钢筋笼制作安装
1）钢筋笼加工严格按照施工规范在钢筋加工场地集中制作；钢筋笼主筋接头采用挤压接头的形式连接。2）钢筋笼制作时，把主筋摆放在由槽钢组成的平整的工作平台上，槽钢上按照主筋间距加工有梯形凹槽，主筋放入凹槽中。焊接时，先将加强箍筋放在第一根主筋上，扶正加强箍筋，并用木制直角板校正加强箍筋与主筋的垂直度，然后将加强箍筋和主筋点焊。当同一根主筋上加强箍筋全部焊好后，滚动加强箍筋骨架，将第二根主筋逐根依照上法焊好，然后继续滚动直至全部主筋焊接完成。3）钢筋笼在钢筋棚内加工时主筋接头采用闪光对焊的形式，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋全部采用焊接连接。为保证钢筋骨架在孔内的中心位置，除设计的定位钢筋以外，在钢筋骨架顶部10m范围内采用自制混凝土垫块（垫块砼标号同桩身砼）控制，设置密度按竖向每隔2m设一道，每断面沿圆周布置6个。4）钢筋笼加工完成经验收合格后采用平板车进行运输，平板车设胎架。同时钢筋笼增加钢筋内撑，保证钢筋笼在运输过程中不变形。钢筋笼用平板车通过施工临时便道运至现场，在孔口利用25t汽车采用两点吊装钢筋笼，第一吊点设在钢筋笼的下部第五道加强箍筋处（也即从钢筋笼底部上来10m处），第二点设在钢筋笼顶端的加强箍筋处。当钢筋笼进入孔口后，将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。当钢筋笼下降到第二吊点连接加强箍筋时，用钢管穿过加强箍筋的下方，将钢筋笼临时支承于孔口，将吊钩移到钢筋笼上端临时吊点处，轻提起钢筋笼，取出临时支承钢管，再将钢筋笼徐徐下降，直至设计标高为止。5）钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录。符合要求后，钢筋笼上端可采取钢筋连接加长4根主筋的措施，延伸至孔口焊接固定在护筒顶部的十字交叉横梁上，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上窜动造成错位。
2.6灌注水下混凝土
1）混凝土采用分部混凝土搅拌站集中拌合，砼罐车运送至现场，25t汽车吊配合漏斗进行灌注。2）灌注前做好钢筋笼防浮和防落措施的检查，沉淀厚度的检查。首批混凝土保证导管埋入深度不小于1m（首批混凝土灌注量直径1.5m桩基首批混凝土不少于5.4m3），连续不断的进行水下砼灌注。3）在水下混凝土灌注过程中，经常用测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。埋管深度控制在2m—4m，并防止导管上浮，以免出现断桩事故。4）水下混凝土灌注，连续有节奏地进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，可徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管。为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，要保持孔内水头高度。5）灌注桩身砼时，在桩顶设计标高以上加灌1.0m左右，以便凿除浮浆与桩头，确保桩身混凝土质量。6）在灌注混凝土时，每根桩根据规范要求留取试件。试件集中在实验室内标准养护，强度测试后填写试验报告表。
结语
随着钻孔灌注桩施工技术的不断发展，其在建设工程基础中的应用越来越广泛，而旋挖钻机施工技术比较适用于工期要求较紧的工程项目中。文章结合某一住宅小区项目工程，本工程的基础采用钻孔灌注桩施工，系统地探讨了该工艺的具体施工技术。从本工程实施效果表明，旋挖钻机施工技术具有钻进速度快、操作简单方便、移位快捷以及对环境污染小等优势，可在同类工程中推广应用。
参考文献：
[1]刘杰。应用旋挖钻机施工铁路桥梁钻孔桩技术[J]。四川建材，2012（8）
[2]李林。旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺研究[J]。中国工程科学，2010（4）
摘要：旋挖灌注桩在我国水利工程铁路桥梁建设中发挥着愈加重要的作用，由于其施工工序是隐蔽性的，必须对其每道工序操作进行科学规定和严格检测，从而最大程度地避免出现质量问题。
关键词：旋挖钻机；钻孔灌注桩；施工控制
旋挖钻机施工工艺流程及质量控制：灌注桩是一项地下施工工序多，精确度高，质量要求高，施工时间短，工作连续不间断的一种地下隐蔽工程，要保证工程质量，在施工前应根据施工项目质量计划的组织方案从严要求，合理地安排施工流程，以便指挥现场施工。
一、旋挖钻机施工概述
1、旋挖钻优点及缺点
1）环境污染小。旋挖钻机可以循环使用泥浆，也可适用于干成孔作业。同时其噪音明显小于传统循环钻机；2）成孔速度快、钻孔直径范围广。旋挖钻机可成孔直径范围为0.6—3.2m；在一般性土层中完成一根长50m直径1.2m灌注桩只需4h，是普通钻机4倍以上；3）行走移位方便快捷。旋挖钻机可通过履带机构迅速快捷地移动到所要到达的位置；4）桩孔对位准确。利用先进的电子设备就可以精确地实现对位，使钻机达到最佳钻进状态，同时可通过主机井架控制系统随时调整机架的垂直度，保证钻孔质量。
2、旋挖钻施工原理
旋挖钻机通过自身行走装置移动到位后，以自带动力提供钻孔所需钻压和扭矩，结合使用不同类型钻头钻具切削不同地层，利用可伸缩钻杆和钻头的特殊结构快速出渣，实现较高速钻进。成孔后现场分节段制作钢筋笼及井口吊装连接，并控制好标高。成孔后进行一次清孔，灌注前进行二次清孔除沉渣，最终浇灌注水下混凝土成桩。
二、案例分析
1工程概况
本工程为某一住宅小区项目工程。该工程的建筑面积一共为53343m2。在施工区域内一共存在三栋建筑。第一栋为22层，其高度为70m，第二栋为6层，其高度为18.9m，第三栋为22层，其高度为72.8m。其中第一栋和第三栋建筑为高层建筑。建筑结构体系为框架剪力墙结构。经过综合分析，本工程的基础采用钻孔灌注桩，一共施工413根钻孔灌注桩，其直径为800mm—1200mm之间。
2施工工艺
2.1施工工艺流程
本工程采用旋挖钻机施工技术进行钻孔灌注桩的施工，其具体的施工工艺流程为场地平整→测量定位→钻机就位→护筒安装→钻机钻孔→成孔→安装钢筋笼及导管→灌注水下混凝土→成桩。
2.2施工准备
1）在施工之前，首先应对施工场地进行平整处理，从而确保地基土能够满足钻机施工的承载力要求。2）测量定位。根据设计图纸的要求在施工场地内采用十字线放样出四个控制桩位。3）机械引孔。在引孔过程中应及时进行钢护筒的埋设作业。钢护筒主要是由钢板制作而成，钢板的厚度控制在6mm—10mm之间。护筒和护壁的直径应比桩基孔略大一些，一般大10cm—20cm。同时护筒应比原地面高出30cm以上，这样才能有效的确保在进行水下混凝土的灌注时泥浆能够顺利的流出，同时也可以避免地面上的杂物掉落其中。在护筒的顶部应设置水平参数高程，同时应做好相关记录工作。4）旋挖钻机就位。根据设计桩位进行钻机的就位。当钻机达到预定位置之后，即可对钻头的中心与护筒的中心点进行粗略的对中，然后再采用机架水平垂直仪表进行精确的调整，从而确保钻头的精确定位。旋挖钻机就位之后，即可上报监理工程师进行检测，监理签字确认之后即可开始进行钻机施工。5）泥浆制备。本工程所采用的泥浆由优质膨润土、纯碱、羟甲基纤维素、聚丙烯酰胺等组成。
2.3钻孔施工
）钻机开钻前，检查各种机具、设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，以及水、电管路的畅通情况，确保正常。2）钻孔作业分班连续进行，填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一班注意事项。旁站施工员经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测，不符合要求时，立即要求及时整改。3）钻孔过程中经常观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况，发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，将钻头提出孔外并对孔口进行覆盖，并循环孔内泥浆，防止泥浆沉淀导致孔壁坍塌。4）当钻孔距设计桩底标高1.0m时，注意控制钻进速度和深度，要防止超钻，并核实地质资料。5）旋挖钻机必须控制钻头在孔内的升降速度。因为如果快速地上下移动钻斗，那么水流将以较快的速度由钻头外侧和孔壁之间的空隙中流过，导致冲刷孔壁；有时还会在上提钻斗时在其下方产生负压而导致孔壁坍塌，故必须按孔径的大小及土质情况来调整钻斗的升降速度。6）按照钻孔阻力大小，考虑必要的扭矩来决定钻斗的合适转数。7）在桩端持力层中钻进时，由于钻斗的吸引现象使桩端持力层松弛，缓慢上提钻斗。如果桩端持力层倾斜时，为防止钻斗倾斜，稍加压钻进。8）为防止孔壁坍塌，确保孔内水位高出地下水位2m以上。
2.4清孔
1）当钻孔达到设计深度，即开始首次清孔。清孔采用换浆法进行，清孔时将钻头提离孔底25cm左右，钻机慢速空转，保持泥浆正常循环，同时置换泥浆。在泥浆指标和沉淀厚度达到设计要求之后，报请监理工程师验证后进行下道工序。2）清孔采用换浆法，分两次进行。一次在钻孔完成后，一次在钢筋笼和导管安装好，混凝土浇注前。在清孔排渣时，配备足量的有良好性能的泥浆，同时要注意保持孔内水头（不少于1.5m的高度），防止在清孔时出现坍孔、缩孔。3）清孔过程中要确保有足够的清孔时间，并经过经多次循环，将孔内的沉淀、悬浮的钻渣充分置换并沉淀出，清孔后的各项性能指标和桩底沉淀厚度必须满足技术规范和设计图纸的要求，从而保证最终基桩成孔的质量。
2.5钢筋笼制作安装
1）钢筋笼加工严格按照施工规范在钢筋加工场地集中制作；钢筋笼主筋接头采用挤压接头的形式连接。2）钢筋笼制作时，把主筋摆放在由槽钢组成的平整的工作平台上，槽钢上按照主筋间距加工有梯形凹槽，主筋放入凹槽中。焊接时，先将加强箍筋放在第一根主筋上，扶正加强箍筋，并用木制直角板校正加强箍筋与主筋的垂直度，然后将加强箍筋和主筋点焊。当同一根主筋上加强箍筋全部焊好后，滚动加强箍筋骨架，将第二根主筋逐根依照上法焊好，然后继续滚动直至全部主筋焊接完成。3）钢筋笼在钢筋棚内加工时主筋接头采用闪光对焊的形式，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋全部采用焊接连接。为保证钢筋骨架在孔内的中心位置，除设计的定位钢筋以外，在钢筋骨架顶部10m范围内采用自制混凝土垫块（垫块砼标号同桩身砼）控制，设置密度按竖向每隔2m设一道，每断面沿圆周布置6个。4）钢筋笼加工完成经验收合格后采用平板车进行运输，平板车设胎架。同时钢筋笼增加钢筋内撑，保证钢筋笼在运输过程中不变形。钢筋笼用平板车通过施工临时便道运至现场，在孔口利用25t汽车采用两点吊装钢筋笼，第一吊点设在钢筋笼的下部第五道加强箍筋处（也即从钢筋笼底部上来10m处），第二点设在钢筋笼顶端的加强箍筋处。当钢筋笼进入孔口后，将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。当钢筋笼下降到第二吊点连接加强箍筋时，用钢管穿过加强箍筋的下方，将钢筋笼临时支承于孔口，将吊钩移到钢筋笼上端临时吊点处，轻提起钢筋笼，取出临时支承钢管，再将钢筋笼徐徐下降，直至设计标高为止。5）钢筋笼入孔后，按设计要求检查安放位置并作好记录。符合要求后，钢筋笼上端可采取钢筋连接加长4根主筋的措施，延伸至孔口焊接固定在护筒顶部的十字交叉横梁上，防止钢筋笼因自重下落或灌注混凝土时往上窜动造成错位。
2.6灌注水下混凝土
1）混凝土采用分部混凝土搅拌站集中拌合，砼罐车运送至现场，25t汽车吊配合漏斗进行灌注。2）灌注前做好钢筋笼防浮和防落措施的检查，沉淀厚度的检查。首批混凝土保证导管埋入深度不小于1m（首批混凝土灌注量直径1.5m桩基首批混凝土不少于5.4m3），连续不断的进行水下砼灌注。3）在水下混凝土灌注过程中，经常用测绳探测孔内混凝土面的标高，及时调整埋管深度。埋管深度控制在2m—4m，并防止导管上浮，以免出现断桩事故。4）水下混凝土灌注，连续有节奏地进行，中途不得中断，并尽量缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，可徐徐灌注，以防产生高压气囊压漏导管。为防止灌注过程中发生坍孔、缩孔，要保持孔内水头高度。5）灌注桩身砼时，在桩顶设计标高以上加灌1.0m左右，以便凿除浮浆与桩头，确保桩身混凝土质量。6）在灌注混凝土时，每根桩根据规范要求留取试件。试件集中在实验室内标准养护，强度测试后填写试验报告表。
结语
随着钻孔灌注桩施工技术的不断发展，其在建设工程基础中的应用越来越广泛，而旋挖钻机施工技术比较适用于工期要求较紧的工程项目中。文章结合某一住宅小区项目工程，本工程的基础采用钻孔灌注桩施工，系统地探讨了该工艺的具体施工技术。从本工程实施效果表明，旋挖钻机施工技术具有钻进速度快、操作简单方便、移位快捷以及对环境污染小等优势，可在同类工程中推广应用。
参考文献：
[1]刘杰。应用旋挖钻机施工铁路桥梁钻孔桩技术[J]。四川建材，2012（8）
[2]李林。旋挖钻机施工钻孔灌注桩的工艺研究[J]。中国工程科学，2010（4）