广西建工集团第二建筑工程有限责任公司
摘要：随着经济建设的不断发展和科学技术的不断进步，我国的基础建设得到了极大的发展，桩基础施工利用以往的施工机械及技术已不能满足需要，近些年出现的旋挖钻施工，较冲击钻、循环钻等具有很大的优越性。本文先阐述旋挖钻施工工艺原理，再结合实际桩基础施工，就旋挖钻施工工艺及要点质量控制做一简要阐述。
1、概述
1.1 工艺原理
旋挖钻成孔施工法，又称钻斗施工法。成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀锯，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，钻头装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。旋挖钻机成孔施工具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点；缺点是在粘性较大的粘性、淤泥土层中施工，回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层以及短螺旋不易钻进的含有部分卵石、碎石的地层。
1.2 工程概况
本合同段根据地质柱状图及工期的要求，拟对8#~11#（8-4、9-1除外）墩位桩基采用旋挖钻成孔，共计29根，以每根桩长24m（含承台2m）计，总钻进尺696米。
2、施工准备
2.1技术准备
第一，掌握场地的工程地质和水文地质资料；第二，读懂桩基设计图纸和技术要求，编写施工方案，进行技术交底、原材料送检和混凝土配比申请；第三，了解场地及临近区内的危房等特殊建筑物分布情况基地下障碍物（旧基础、地下工程、管线等）的分布；第四，准备施工用的各种报表、规范。
2.2主要机具设备
旋挖钻机、自卸汽车、吊车、挖掘机、混凝土导管、隔水栓、储料斗等
2.3作业条件
先要合理布置施工现场，清理场地内影响施工的障碍物，低洼处用粘土回填，达到“三通一平”，挖好稳定液搅拌池；再对进场设备、机具进行安装、调试检查和试运转，确保机械正常工作，配备足够的备件；引好桩位控制线和水平高程的控制点，妥善保护好，施工中应经常复测；原材料进场待用，根据设计要求加工钢筋笼。正式施工前试成孔，不少于两个，以便了解场地地层情况并检查所选择的机具设备施工工艺是否适宜。
2.4 劳动力计划安排
配备技术员2人，负责质量管理（轮班作业，必须做到有人施工就有人做技术指导）；配备管理人员2人，全面负责现场施工管理工作（轮班作业，必须做到有人施工就有人管理）；技工3人，普工10人，共计19人。本工程施工负责人为：<<，技术负责人：<<，安全负责人：<<。
2.5 施工工期计划安排
施工班组务必抓住目前的黄金施工时段，本着优质、快速、高效的施工目标，于2007年08月15日至2007年09月20日完成全部旋挖钻施工。
3、施工工艺流程和施工方法
3.1施工工艺流程
制作钢筋笼
钻机就位开孔→设置护筒并注入稳定液→旋挖钻进→清孔→ 下放钢筋笼→
插入混凝土导管→二次清底→ 灌注混凝土成桩→ 拔出导管→ 拔出护筒
由流程图可知，旋挖钻孔灌注桩的特别之处在于制备泥浆和补充泥浆，在钻孔过程中，要制备符合性能指标的泥浆，同时要及时补充泥浆，以确保孔内水头压力，防止塌孔。
3.2施工工艺要点
3.2.1桩位点放置与测量
钻孔前施放桩位点，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。进一步确定是否有障碍物，必须待甲方或监理验收合格后方可进行成孔施工。
3.2.2钻机准备
钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位开启电机进行开孔。
3.2.3设置护筒
根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径100mm，护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm，倾斜度的偏差不大于1%，护筒与坑壁之间应用粘土填实。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆护筒应高出地面20~30cm，随即注入稳定液，并应保证孔内稳定液面高于地下水位1m以上。
3.2.4钻机就位
旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在2cm内。
3.2.5钻进
当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口5～8m段旋挖过程中要注意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正，而且必须保证每挖一斗的同时及时向孔内注浆，使孔内水头保持一定高度，以增加压力，保证护壁的质量。
3.2.6 清孔
钻进至设计孔深后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣，若沉淀时间较长，则应采用水泵进行浊水循环。
3.2.7钢筋笼制作程序
钢筋笼制作应符合设计要求，钢筋笼存放场地应平整，钢筋笼应先进行隐蔽工程验收方能下放，下放时应保证钢筋笼顺直，严禁摆动碰撞孔壁，就位后焊制定位钢筋。
3.2.8钢筋笼放置
钢筋笼下放至设计深度后，立即下放混凝土输送导管，避免导管与钢筋笼碰撞，遇导管下放困难应及时查明原因。导管一般由直径为200-300mm的钢管制作，内壁表面应光滑并有足够的强度和刚度，管段的接头应密封良好和便于装拆。下放导管的数量应有计算确定，布置时应使各导管的浇筑面积相互覆盖，导管的有效作用半径一般为3~4m，导管第一节底管长度应不小于4m。
3.2.9二次清孔
将头部带有1m长管子的气管插入导管内，气管底部与导管底部最小距离2m，压缩空气从气管底部喷出，如能使导管底部在桩孔底部不停的移动，就能全部排出沉渣，对深度不足10m的桩孔，须用空吸泵清渣。灌注混凝土前的孔底沉渣厚度应满足要求。
3.2.10灌注混凝土成桩
配制的混凝土强度等级必须满足设计要求，应具备良好的和易性。开始灌注混凝土时，为使隔水栓顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为30~50cm，使导管一次埋入混凝土面下0.8m以上。混凝土必须连续灌注至设计标高，灌注过程中导管埋深宜为2-6m，严禁导管提出混凝土面，应设专人测导管埋深及管内外混凝土液面高差。
4、质量控制措施
4.1护筒埋设
护筒既保护孔口壁，又是钻孔的导向，则护筒的垂直度要保证。为防止跑浆，护筒周围土要夯实，最好粘土封口。在上层土质较差时，将护筒加长至4~6m，提高护壁效果。在松散的杂填土层和流砂层成孔时，加大泥浆比重，增加粘度，以便形成较好的孔壁。
4.2对稳定液要求
一要控制泥浆的比重在1. 05～1. 10 之间，二要粘度在18s～25s ，含砂率小于6 % ，定期测试稳定液的各项技术指标，出现问题及时解决。
4.3孔底沉淤控制
旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土，后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓，钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀，还要控制终孔前二钻斗的旋挖量。
4.4复测孔深及稳定液比重
为保证灌注桩质量，浇筑混凝土前，一要检查孔底泥浆的比重是否小于1.15 ，否则采取换浆处理；二要检查孔的深度，判断有否孔壁坍塌现象，若有用旋钻机清孔，达到设计深度后方可安装导管。
4.5对导管的要求
导管在使用前必须作密封性检查，接头严密，不漏水、不漏浆。导管上料斗的体积，由桩径、桩长和导管埋入混凝土中的深度来确定，料斗体积应大些为好，确保首批浇筑混凝土的埋管深度。
4.6浇筑混凝土的要求
混凝土应连续浇筑，中间不得停顿。由于桩内混凝土不能振捣，主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型，必须控制好配合比、浇筑速度以确保混凝土的质量，随时检查混凝土的塌落度。由于混凝土浇筑到顶时残留泥浆会与混凝土混合，则实际桩顶标高应比设计标高高0. 5m~1.0m ，最后机械破桩头处理。
4.7 其它注意事项
第一，成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和坍孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进，经采取措施后，方能继续施工。第二，钻进硬层，回次进尺深度太小，斗内钻渣太少时，可换用小直径筒形齿状钻斗，先钻一小孔，然后再用钻斗扩孔钻进，也可换用短螺旋钻进，然后再下钻斗捞渣，钻进速度，应根据土层情况、孔径、孔深、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定，在砂砾、砂卵、卵石地层中钻进时，为保护孔壁稳定，可事先向孔内投入适量粘土球，下入孔内的钻头，其底盘进渣口必须装闭合阀板，以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内。第三，控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低。
结束语
通过施工实践证明，旋挖钻施工方案既保证了进度，又保证了施工安全、测量控制精确度，桩基施工为同类地质条件的旋挖钻施工积累了一定的经验。
参考文献
[1]JTJ 041- 2000，公路桥涵施工技术规范[S].
[2]JFJ F80/1—2004，公路工程质量检验评定标准.
[3]杨文渊，徐犇.桥梁施工工程师手册，2000（4）.
[4]杨天林.基础工程.
论文作者:陆家鹤
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/20
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