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摘要：本文研究旋挖成孔灌注桩的设计及施工，先简单对比了旋挖成孔灌注桩与其他灌注桩在设计与施工中的区别，再针对灌注桩的成孔方法，比较了旋挖成孔灌注桩与其他灌注桩在成孔方法上的差异，然后再对实际工程中采用旋挖成孔灌注桩的应用过程加以探讨，再阐述在施工过程与环节中应注意的要点，以及其施工工效。采用旋挖成孔施工方法的灌注桩，能够大大的提高施工工效，而且针对漏浆、孔壁坍塌以及孔底沉渣等一系列问题，能有效的加以解决，是未来很长一段时间值得去推广的方法。
关键词：旋挖成孔灌注桩；设计；施工；应用
1 旋挖成孔灌注桩设计方法的研究
1.1传统桩的设计理论
传统桩设计的目的应该是为了使建筑物达到安全、经济和合理的要求，同时还应该达到足够的强度、刚度以及耐久性，拥有足够的承载力，且在大荷载的作用下不至于产生过量的变形，不超过其上部结构安全与使用所容许的范围。
1.2桩端持力层与桩长的确定
桩长的确定，主要在于对桩端持力层的选择。桩端的持力层，不仅制约着桩端阻力，而且还影响着桩侧阻力的发挥。故选择合适的土层来作为桩端的持力层尤为重要。所选择的持力层必须同时满足沉降量和承载力大小的要求。岩层或者较为坚实的土层，宜作为桩端的持力层。若选择的持力层的范围内存有高压缩性的土层时，还应当验算其沉降。在不是很厚的松软土层中，可以选择基岩作为桩端的理想持力层，该桩支承于岩层，并同时依据实际要求及施工技术水平来确定桩长及其嵌岩深度。在基岩的埋藏深度可以达到 300m 以上的沿海地区时，桩则只能在各层沉积土中来选择合理的、能满足承载力要求的且能满足沉降要求的土层来作为桩端的持力层。在绝大多数情况下，同一个基础为了获得相对较均匀的沉降，通常都是选择使用相同的桩端持力层。但也有例外，比如，一栋是多层的高层建筑，其裙房仅 有三层，二者的荷载相距甚大，倘若采用相同的持力层和桩长的话，必定会加大结构的内力，进而加速不均匀的沉降。此时，如对裙房的桩进行改造，采用短桩，又或者减少其桩的数量，又或者选择使用直径较小的桩，使得裙房的沉降量与主建筑的相近，不仅底板的内力会大大减少，而且造价也将会大幅度的降低，一举两得。故桩端的持力层的选择很重要，进而才能确定桩的长度。
2施工技术
2.1 机械就位、护筒埋设
由于钻机设备较重，施工场地必须平整、宽敞，并有一定硬度，保证旋挖钻机底座场地应平整、夯实，避免钻机发生沉陷造成孔位偏差和垂直度不符合要求。
2.2 泥浆调制
由于地层土中夹有粉砂层，地面水位较高的特点，须采用湿作业法施工，旋挖桩施工时采用静态泥浆护壁，泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、平衡土压等作用，为此控制泥浆各项性能指标尤为重要，调制出良好泥浆的是保证顺利施工的保障。
2.3 钻孔施工
旋挖钻机钻头选用双底捞砂斗截齿钻头配合截齿取芯筒钻。双底捞砂斗截齿钻头的优势是在一般土层可以快速削切，进尺快，倒土方便，在入中风化岩层时采用截齿取芯筒钻进行入岩施工，可以有效的取出岩芯。在旋挖钻机对好桩位，埋设好护筒时后，调整钻杆垂直度，开始进行钻孔施工，孔施工至接近钢护筒底部时开始注入调制好的泥浆。施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性当钻头下降到预定深度后，旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，根据旋挖桩机进行情况及压力表数据判断钻筒内土满时，反转钻杆，双底捞砂斗底板关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。当施工至中风化岩面时，通知地质部门、监理单位进行对岩样的判定，确认岩面后， 改用截齿取芯筒钻进行入岩施工，直至桩孔的深度符合设计及规范要求。
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2.4 灌注水下混凝土
钢筋笼检验合格后，对孔底沉渣进行检测，如不符合要求，要进行第二次清孔，符合要求后开始下放导管，漏斗并安装储料斗。导管底部离孔底距离约 0.3~0.5米，初灌混凝土量应满足导管在剪球后埋深不小于 1.0 米。为确保桩头质量，超灌量至少保证 0.5 米砼。
2.5旋挖成孔法的施工原理
旋挖成孔法是通过底部带有可开启与关闭的活门的筒式钻斗和旋挖钻机自配的钻杆，两者共同旋转，加之两者的重力来破碎岩体，并将土屑直接装入钻斗内，然后再利用旋挖钻机的提升装置和可伸缩的钻杆将已装满土屑的钻斗提升到孔外（距离孔不宜少于 2m）进行卸土，如此循环往复的进行旋转钻进、削土装土、提升和卸土，直至成孔深度达到设计要求的一种成孔施工方法。
2.6旋挖成孔法的施工顺序
（1）将旋挖钻机安装就位，其他准备工作也相应的完成。（2）对准设计桩位点，将钻斗缓缓放下，在钻杆的带动下进行旋转钻进，开孔。（3）时刻关注旋挖钻机电脑控制系统，将装满土屑的钻斗提升出孔外，利用旋转钻机的转动将土屑卸到翻斗车上运走。（4）将旋挖钻斗的活门关闭，并使其降落到钻进地点，同时关注地下水位的变化情况。（5）埋设具有一定长度的、比成孔桩径大 100-200mm 的导向护筒。（6）按照施工场地的土质情况，选定是否需要注入泥浆，如果需要使用泥浆，则应按照合适的比例，配制出适当比重的泥浆。（7）钻进开始。（8）钻孔完毕之后，对孔底沉渣进行第一次处理，同时测定其深度以及孔壁的参数。（9）将已经制作好的钢筋笼放入所成的孔内，注意尽量不要让钢筋笼触碰到孔壁。10）插入导管。（11）对孔底的沉渣进行第二次处理。（12）开始灌注混凝土，当混凝土全部灌注完毕之后，将导管拔出，再将导向护筒拔出，完成旋挖成孔灌注桩。
3旋挖成孔灌注桩施工质量控制方法的研究
3.1施工准备阶段的质量控制措施
针对施工准备阶段容易产生的质量问题，有必要就以下几个方面对施工技术人员进行交接：（1）组织施工图纸交底。让设计人员向施工技术人员讲述图纸，并让施工技术人员充分了解施工地层的土质情况与地质资料，确认地下障碍物的情况，同时还要让施工技术人员熟悉必要的施工和验收规范，按图施工。（2）制作的施工方案要与设计书内容相匹配，要让施工技术人员确认作业地层和作业性，并对施工方案进行交底。（3）对每一步都要有详细的施工记录，其中包括了钢筋笼的制作及吊装记录，混凝土的灌注记录等等。对于工程所需要使用的原材料、半成品或者成品构件等都应该有材质报告单以及出厂合格证，并根据有关标准和相应计划进行现场质量的验证，并做好相关的记录。质量验证包含材料的品种，材料的规格，材料的型号，材料的数量，材料的外观检查等。对于需要做进场复试检验的材料，应该由具有相关专业的取样人员在监理工程师或者建设单位的监督下取样，并且送往具有相应资质的试验检测单位进行检验，检验合格后的材料才能在工程上使用。工地在施工前，要根据不同的地层地质情况，预备好相应的材料，在特殊地层段施工时，比如砂层、粉砂层、粉质土、流沙层等，要采购好大量的膨润土，预先对泥浆进行试配调制，避免发生不必要的经济损失。
结束语
在熟悉旋挖成孔灌注桩施工的概念与原理的基础上，对项目的地质条件进行勘察，并做好场地处理，掌握湿作业旋挖成孔灌注桩施工流程，在实际施工中对常见的质量问题进行分析，最后采取有效质量控制措施，保证了灌注施工的顺利进行，并保障了工程施工质量。
参考文献：
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[4]邓光军.旋挖成孔灌注桩后压浆施工工艺[J].西部探矿工程，2017，29（05）：5-7.
论文作者:郭可
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第7期
论文发表时间:2018/10/24
标签：泥浆论文; 钻机论文; 土层论文; 钻杆论文; 地层论文; 导管论文; 沉渣论文; 《建筑细部》2018年第7期论文;