广东恒正建设集团有限公司
摘要：近年来公路、铁路和工业民用建筑等范畴在处理大荷载条件下处理地基基础时，最常用的方式为桩基。中国各种类型桩基的勘测、设计、施工和检查技能都得到了迅速发展，积累了大量的理论研究资料和实践经验，提出很多计算办法和剖析理论。但是因为中国地域辽阔，地势地貌复杂，各个地方土的性质相差很大，再加上桩土之间效果机理复杂，很难提出一套通用的理论，迄今为止对于桩基的理论和应用研究仍在不断的完善和发展中。
关键词：旋挖钻机；钻孔灌注桩；施工方法
1.施工方法及质量控制措施
1.1施工准备
平整、夯实场地，测量放线，以便钻机安装和就位；挖好泥浆池和沉淀池，泥浆池和沉淀池的布设除容积满足至少两根桩的排浆量外，同时考虑尽量安排在远离建筑用地的地方，并注意安全。设置泥浆池，泥浆池设置在桩位附近，以便泥浆循环。泥浆池的设置以泥浆流动路径要长、泥浆池要大为原则。
1.2 埋设护筒
为确保孔位的正确性，保护孔口和孔壁不坍塌，需埋设钢护筒。护筒采用4mm厚钢板加筋制作，钢护筒内径为1.2m,比设计桩径1.0m大0.2m；埋设时护筒埋置深度不小于1.0m，顶端高出地面0.3m以上并高出施工水位1.5～2.0m；护筒周边采用不透水的粘土填塞夯实，严防护筒倾斜、漏水和变形。
1.3钻机就位
钻机就位后，钻机底架应垫平，保持稳定，使不发生偏移和沉陷，钻机两端应用缆风绳对称拴牢、拉紧，严防钻机在钻进过程中发生位移或倾斜，造成桩位偏移或钻成斜桩。钻机固定、对中后，再对桩位进行复测，确保桩位准确无误。通过钻架上滑轮缘的铅垂线应对准桩位，偏差不得大于2cm。
1.4钻进成孔
为避免影响成桩的质量，钻孔应施行跳打。钻进过程连续作业，不得中途停止钻进，特别情况停钻的，及时提起钻头，以免塌孔埋钻头。钻进过程中，经常检查钻机的稳固、位移和倾斜情况，以防成孔偏斜等不良现象的发生，并注意土层变化，派专人负责作好钻进施工记录。钻孔深度比设计深度超钻30cm，以免清孔过程中泥浆淤积造成桩深不够。采用膨润土或合格的粘土造浆。用钢筋或钢管焊接探孔器，直径与钻头直径相同，长度为桩直径的4～6倍，钻孔完成后及时用探孔器检查以保证成孔的垂直度、直径及深度。
2.钻孔施工中可能出现的质量问题
钻孔施工中可能出现的质量问题一般有坍孔，钻孔偏斜弯曲，扩孔，缩孔，钻孔漏浆，梅花孔，糊钻，埋钻等。为防止此类事故的发生，确保成孔质量，防患于未然，在施工时应注意以下几点：
①施工前要认真查看地质资料，掌握地质状况，分析可能发生的问题并制定预防措施。
②护筒要埋入不透水土质层中，对不能埋入不透水土质层中的护筒要增加泥浆的相对密度和粘度，倒入粘土使钻锥慢速转动、增加孔壁粘质土层厚度，防止漏浆。
③施工前注意钻机安装平稳；施工中经常检查钻架位移量并测量钻杆的倾斜度，当发现有倾斜趋势时，在倾斜处反复扫孔，并调整钻尺进度，以此控制斜孔；当发现钻杆摆动较大时，要对钻机检查并控制转速，以防扩孔。
④钻进过程中应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度及粘度，以防坍孔。
3.钻孔过程中常见故障处理
3.1埋钻
埋钻主要有两种情况，一是沉碴埋钻，二是坍孔埋钻。要避免沉碴埋钻，钻头不能长时间停留在孔底不动，万不得已的情况下，不停地向孔底输送泥浆，使泥浆继续循环。预防坍孔埋钻，在于防止坍孔。如果沉碴埋钻不太严重，不停地将钻头一提一松，逐渐将钻头松动，然后拔出。若沉碴埋钻严重，先用泥浆泵从上至下逐步将沉碴清除，再用钻机提拔。
3.2坍孔
坍孔的预防措施为：保持泥浆浓度和泥浆面高度。
坍孔事故的处理方法：
①对于小范围坍孔，先按1∶1比例回填小片石和粘土的混合物至坍处以上1m，然后重新冲孔。
②对于大范围坍孔，先检查护筒是否倾斜或偏移（若已变位，则将护筒拔出，回填后重新插打），然后回填小片石和粘土的混合物，根据地层松散程度确定是否加长护筒，再重新冲孔。
3.3 清孔
清孔前进行终孔检查，检查内容包括孔深、孔径和孔位。孔深用测绳检测，孔位与倾斜度采用特制的检孔器。本工程采用换浆法正循环进行清孔；在终孔后稍提钻锥离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度1.03～1.10的较纯泥浆压入，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。使清孔后泥浆的含砂率降到2%以下，粘度为17s～20s，相对密度为1.03～1.10，且孔底沉淀土厚度不大于设计规定的量值时，即可终止清孔。
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3.4钢筋骨架的制作和起吊
3.4.1钢筋笼制作
①钢筋焊接前，必须首先做钢筋焊接试验，合格后方可正式施焊，焊工必须持上岗施工。
②设置钢筋笼加工制作的工作平台，加工场地和制作平台必须平整。制作一圆形的加强筋作业盘，统一制作钢筋笼的加强箍筋，保证钢筋笼圆形一致。
③钢筋笼骨架根据设计长度分两节制作，为了保证钢筋笼顺直，制作前先将主筋矫直并按照施工规范要求进行搭接焊，在加强箍筋上统一标定主筋间距，保证主筋顺直。 主筋焊接采用闪光对焊，钢筋笼分节制作。节与节之间采用单面焊，在35d主筋直径长度范围内主筋搭接数量不大于50％。要求焊接饱满，无夹渣，焊缝长度、宽度、厚度满足规范要求。
④在操作平台上加工钢筋，主筋上画出螺旋筋的位置，以确保施工时的准确性，在钢筋作业平台将要搭接焊的钢筋端部预先折向一侧，保证焊接的钢筋轴线一致。螺旋筋必须与主筋紧贴，不得悬空，并与主筋采用50％点焊连接。
⑤钢筋骨架的保护层，采用与保护层等厚度的预制垫块，与钢筋笼一同绑扎，每2m设一道，每道4个。
⑥加工成型的钢筋笼分别摆放，分别挂编号标示，下面平垫方木并在钢筋笼两侧加木楔，以防钢筋笼滚落及变形。
3.4.2钢筋笼检查
钢筋笼加工成型后，由质检部门牵头，组织有关技术人员进行检查验收，经检查合格后报监理工程师检查验收。不合格时进行返工，直至达到设计和规范要求为止。
3.4.3钢筋笼运输
用平板车水平运输钢筋笼，并把钢筋笼固定牢固。吊车垂直运输，吊点设三个，在吊装过程中轻吊轻放。
3.4.4钢筋笼吊装就位
①吊放之前再次检查钢筋笼的制作是否符合设计和施工规范要求。
②钢筋笼主筋采用搭接焊，全长加工分两段，用吊车分段吊起入孔。
③钢筋笼慢慢吊起移至孔口，在操作人员的扶持下将正位后的钢筋笼骨架慢慢吊入孔内。在骨架入孔时，应清除骨架上的泥土和杂物，修复变形或移动的箍筋，重焊或绑扎已开焊的焊点。钢筋笼焊接时上下两节钢筋笼必须保证在同一竖直线上，主筋搭接采用单面焊（焊缝长度10d），按规范要求。在焊接前，用钢筋扳手绞紧，点焊使两主筋密贴，并焊立缝。吊放钢筋笼时，现场设置三台焊机同时进行焊接，以缩短吊放钢筋笼时间。最上端设四根钢筋笼定位筋，由测定的孔口标高来计算定位筋长度，核对无误后再焊接定位。在钢筋笼的顶吊圈下插两根平行的槽钢，将整个笼体支托于护筒顶端两侧的枕木上，槽钢横放在枕木上，这样可防止钢筋受碰撞变位和落于孔中，也可以防止钢筋笼上浮。
4.灌注水下混凝土注意事项
①灌筑水下砼时，认真计算首批混凝土用量以保证初次埋深的要求，首批砼的数量必须保证导管初次埋深≧1m和填充导管底部的需要。导管上的漏斗（或储料斗）一定装足砼数量（初储量），一旦放下时，应保证首批砼压出管内存水并将导管埋入砼的深度不小于1.0m。
②灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止砼拌和物从漏斗处掉入孔中，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中应注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
③随灌筑随提升导管，注意提管速度不得过快或过慢。过快容易引起漏水，过慢容易引起导管埋入砼内过多，使提升导管困难，易造成断桩。在任何时候，导管埋入砼深度一般控制在2～4m内。在灌注过程中，当导管内砼不满含有空气时，后续砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，导致导管漏水。
④在灌注初期为防止钢筋笼被砼顶起上升，孔内砼面接近钢筋笼时，应保持较深的埋管，放慢灌注速度，当砼面上升入钢筋笼1～2m时，应减少导管埋入深度。此时可用钢管压着钢筋笼顶部加劲箍筋，防止钢筋笼上升。
⑤在灌筑过程中，要用测绳吊着重铊进行水下砼面的位置测量。砼灌筑标高要高出桩顶设计标高0.8m，以便清除浮浆和消除测量误差，以保证桩顶设计标高。
⑥水下砼的坍落度应为18～22cm，并有一定的流动度，保持坍落度降低至15cm的时间应在1.0h以上。砼拌合时间应比一般砼延长1.5倍。一经开始灌筑，应连续进行直至完成。灌注过程中严禁停工，中途原因中断灌筑注皆不得超过30min，否则采取补救措施或重钻。
⑦为保证桩顶质量，除超灌0.5～1.0m外，还应在拔出最后一节长导管时控制为慢速进行，以防止泥浆挤入导管形成缩颈、泥心等不良现象。整个灌注过程中，有专人负责记录灌注时间、导管埋深、导管拆除、灌注方量以及发生的异常情况等。灌注过程中，一旦发现钢筋笼有上浮倾向，立即采取上提导管减小埋深以及减慢灌注速度的措施，防止其继续发展。
结论
通过本项目的钻孔桩施工，总结了一套采用旋挖钻机进行钻孔桩施工的施工工艺及施工方法，并对工程中常见的施工问题提出了防治措施及处理方法，有效地节约了施工成本, 缩短工期,提高文明施工水平, 保证了工程的施工质量。
参考文献
[1]洪毓康，陈强华.钻孔灌注桩的荷载传递特性[J].岩土工程学报，2012
[2]黄强.桩侧摩阻力计算的简单数学模型[J].岩土工程学报，2013
[3]曹汉志.桩的轴向荷载传递及荷载一沉降曲线的数值计算方法[[J].岩土工程学报，2011,8(6): 37-48
论文作者:冯建国
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/25
标签：钢筋论文; 泥浆论文; 导管论文; 钻孔论文; 钻机论文; 过程中论文; 钻头论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;