旋挖钻孔灌注桩施工过程技术控制要点
时间：2023-02-22 23:30:05 来源：千叶帆 本文已影响人
罗芳真
（厦门中建东北工程管理有限公司，福建 厦门 361000）
工程建设中，桩基施工是十分重要的基础性工作。成熟的成桩方法有很多，各有优势。旋挖钻孔灌注桩是其中之一，其成桩过程涉及桩位测量放样、护壁泥浆、钢护筒、 灌注桩成孔、钢筋笼制作安装、清孔、灌注混凝土等重要环节，适用于粉土、砂土、风化岩层等多种地层，因其施工质量好、效率高、机械自动化程度高、且对附近建构筑物和四周的环境影响小、噪声小、污染小等特点，广泛应用于大型建筑的工程桩施工。
为了更好地用好旋挖钻孔灌注桩施工技术，本文对其施工过程中各个环节的技术控制要点进行分析。
旋挖钻孔灌注桩是通过旋挖钻机底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，如此不断循环，直至钻至设计标高成孔，下放钢筋笼并进行二次清孔，最后灌注混凝土成桩。
在粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻送工艺，无需泥浆护壁。但对于松散易坍塌、有地下水分布、孔壁不稳定的土层，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行行护壁。
2.1 桩位测量放样技术控制要点
（1）检查、监督施工单位和建设单位桩位的移交过程，审查桩位资料和移交记录，要求施工单位建立测量复核制度，并监督其实施。复核施工单位桩位测量成果。
（2）监督测量员按“以大定小、以长定短、以精定粗、先整体后局部”的原则进行桩位的测放。测放前，应先对基准点进行复测。
（3）测量仪器的精度应符合要求，并在检定周期之内。监督施工单位做好控制桩的保护工作，并经常校准。
（4）桩位中心点测量复核后，督促施工单位按要求设好护桩，护桩的位置应不影响机械的运作，标高应高出护筒顶面方便复核桩位。
（5）监督施工单位做好桩位的编号、标记、保护工作，并做好书面测量记录，测量记录允许划改，但严禁擦改、涂改。
（6）测量放样时应进行旁站监理，当碰到不符合要求的测量条件时，应要求测量员停止测量放样。桩位测放的允许偏差应控制在设计规范的规定范围内。
2.2 护壁泥浆的技术控制要点
（1）检查护壁泥浆制作的材料、配合比是否符合要求，制备的护壁泥浆要大于施工时泥浆实际的需求量，确保每一台钻机所储备的泥浆量不少于单桩体积。开始灌入泥浆时，应监督施工单位从桩孔中心垂直灌入泥浆，以防止泥浆从侧壁冲刷护筒底部致使其底部松软而发生沉降、倾斜。
（2）采用目测、比重计、黏度计、PH试纸等对护壁泥浆的相对密度、黏度、含砂率、胶体率pH 值等性能指标进行检验。
（3）监督施工单位控制护壁泥浆面保持在地下水位1m以上，如果地下水位不稳定，应超过最高水位1.5m以上，施工时泥浆的相对密度为1.1-1.5g/cm3，一般控制在1.2-1.3g/cm3。在自稳性差、易坍塌的地层中应将泥浆的相对密度调整为1.3-1.5g/cm3左右，黏度调整为20-30Pa·s、含砂率控制不大于6%。灌注混凝土前，按设计要求检查孔底的500mm以内的泥浆性能，控制泥浆相对密度≤1.2g/cm3，含砂率≤8%，黏度≤28Pa·s。
（4）在桩基施工监督控制过程中，在清孔前期检查孔口处的泥浆时，如果找不到粗粒砂，泥浆的含砂量太低，或当后期把护壁泥浆密度降低后，经检测发现孔底沉渣的厚度增幅较大，说明最开始清孔时护壁泥浆的黏度和稠度不符合要求，导致砂粒悬浮在护壁泥浆里清除不出去，应要求施工单位立即改进护壁泥浆性能，提高清孔效率[1]。
2.3 钢护筒技术控制要点
（1）钢护筒埋设前应使用卷尺、游标卡尺等工具对其厚度、规格尺寸、焊接质量、椭圆度等进行检查，确保其符合要求。
（2）钢护筒入土的深度应符合设计和相关规范的要求，对钢护筒的标高进行复查、记录：护筒顶面宜比地下水位或者施工水位高2m以上，并宜高出施工地面0.3m。
（3）钢护筒埋设回填时应监督施工单位按对称、分层、均匀的回填和夯实，回填土质量的应符合要求并达到最佳含水率。回填夯实时监督施工单位采取相应措施保证钢护筒垂直。
（4）复验钢护筒的平面位置和垂直度偏差，钢护筒位置偏差应≤5cm，垂直度应≤1%，否则应进行调整。
2.4 灌注桩成孔技术控制要点
(1)开钻前，监督施工单位认真对施工人员进行安全、技术交底，并按要求留存影像、书面记录备查。检查旋挖机操作人员特种作业操作证的有效性，并确保人证合一。每根桩开钻前监理工程师应对桩号、设计桩径、桩长、桩机钻头的规格及位置、标高、钻杆垂直度等进行核对，并记录钻孔开始时间。
（2）每次提出钻斗时和钻斗成孔前，应督促施工单位对钻斗、钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况进行检查，把钻斗上的渣土清除干净，更换磨损的钻头，加强机械、设备的维修保养，确保旋挖钻机运行良好不因机械故障而停工。
（3）对施工单位开孔的顺序进行监督，应符合设计、规范及审核合格的施工方案的要求，并采取跳蛙的方式。
（4）开钻前应熟悉每根桩下的地质、水文条件，并结合钻进的深度、出土的土质等现场实际情况，监督施工单位选用相应的钻头，及时调整护壁泥浆的性能参数及旋挖钻机的钻压、钻速、进尺、钻斗升降速度等。
（5）禁止在孔口6m内进行卸土、堆放材料及设备，并督促施工单位尽快将土清运走。施工过程中不定时对桩的垂直度进行检测，发现问题后应要求施工单位立即停止钻进，查明原因，采取相应措施。
（6）施工单位认为达到设计持力层时，应请地勘单位岩土工程师进行现场鉴定，鉴定合格后按要求留置岩样，并进行签字确认。如鉴定不合格还应继续钻进，直至地勘单位确认钻进到持力层为止。持力层的确定可以地质勘查资料为基础，辅以超前钻，结合孔口捞样和钻机受力、主动钻杆抖动等来综合判定。
（7）待地勘单位对持力层进行确认后，监理对此时的孔底标高进行测量、记录，施工单位自检合格上报终孔后，再次对此时的孔底标高进行测量、记录。通过对前后两次孔底标高差值的计算，确保桩端满足进入持力层≥1m的设计要求。
（8）施工单位自检合格上报终孔后，监理会同地勘、施工等参建单位一同检查验收。并对桩位、孔深、桩径、垂直度等进行复验。对选定原位取芯的桩孔还应执行见证取样、送检。
2.5 钢筋笼制作、安装技术控制要点
（1）检查现场焊工是否持证上岗，特种操作证是否有效。钢筋加工、焊接机械设备是否运转良好、维修保养到位。
（2）对进场的钢筋、焊材、直螺纹套筒、混凝土保护层垫块、后注浆管、声测管等材料进行验收，检查其产品合格证、质量保证书、检测报告等资料是否完整、有效。对进场材料随机抽取相应的数量进行规格尺寸等项目的检测，并按要求见证取样、送检。送检钢筋力学性能和工艺性能的检验结果应符合设计要求。监督施工单位做好材料和成品、半成品构件的分类存放保管工作，防止因存放不当影响材料性能。
（3）钢筋焊接接头、直螺纹套筒连接接头按要求进行见证取样、送检。当对钢筋笼焊接接头的焊接质量进行检查验收时，其焊缝长度应符合设计规范要求：单面焊缝长度≥10d，双面焊缝长度≥5d，表面焊渣应清除干净，焊缝要饱满，外观严禁存在裂纹、烧穿、气孔、咬边、未焊透等焊接质量缺陷。验收不合格应要求整改，但同个接头的返修次数严禁超过2次，否则应重新制作。相邻两个纵向焊接接头的间距应满足错开≥35d且≥500mm的要求。监理检验时要注意在制作抗拔桩的钢筋笼时，其主筋的纵向连接应按设计要求采用直螺纹套筒连接且接头等级应达到一级标准，严禁使用焊接连接。接头范围内的箍筋应按设计要求加密[2]。
（4）监理按设计、规范要求做好模具和首件钢筋笼的检查、验收工作，如发现错误及时指正，防止后续大规模整改、返工。
（5)监督施工单位按设计规范要求加工、制作钢筋笼，有条件的宜采用自动化的机械设备制作钢筋笼，以保证钢筋笼的质量；
对混凝土保护层垫块、后注浆管、声测管的制作、安装进行检查，确保其数量、位置、连接等符合设计、规范要求，且固定牢靠、不堵塞；
并且注意施工单位在后注浆管底是否漏装具有止回功能的注浆阀。
（6）督促施工单位对制作好的钢筋笼进行编号、挂牌，按审核好的方案做好钢筋笼的存放、运输保护工作。防止因管理不善，发生吊接错误、变形、生锈等影响钢筋笼质量的情况发生。
（7）吊装前复核钢筋笼的编号，确保不用错。吊机操作员和信号指挥工应人证合一，持证上岗。监督施工单位按严格审核完成的施工方案吊装钢筋笼，防止其发生变形及碰撞孔壁。两节钢筋笼接长时应确保垂直，对位良好，并对对接质量、接头处箍筋的设置、注浆管和声测管的固定等进行检查，验收合格且采用焊接的所有对接接头应自然冷后才能继续下放。钢筋笼吊装的过程中应时刻对孔内泥浆面高度进行检查，如发生变化应检查是否塌孔并进行处理。
（8）现场按孔顶的标高对施工单位吊筋的设置进行计算、复核，确保钢筋笼的长度、标高、平面位置符合要求。钢筋笼不应直接固定在钢护筒上，督促施工单位采取措相应防止钢筋笼下沉及上浮，并在附近预备一定数量的配重备用。
2.6 清孔技术控制要点
（1）监督施工单位分别在终孔和钢筋笼吊装验收合格后进行清孔，孔底的沉渣厚度应符合设计要求≤50mm。严禁偷工减料只进行一次清孔、未进行清孔，或者采用加深孔深代替清孔。
（2）终孔验收合格后应督促施工单位及时进行清孔，防止间隔时间过程沉渣过厚而造成清孔困难或者塌孔。
（3）清孔过程中应确保护壁泥浆液面高度，防止塌孔。
（4）监督施工单位在浇筑混凝土前对护壁泥浆的性能参数进行检测，若不符合设计、规范要求应督促其及时整改。
（5）二次清孔和护壁泥浆验收合格后，应督促施工单位及时浇筑混凝土，如间隔时间过长应重新清孔、验收。
2.7 灌注混凝土技术控制要点
（1）施工前，先对导管、隔水球（栓）、料斗等进行检查、验收；
导管壁厚≥3mm，导管内壁应光滑圆顺，严禁存在孔洞、裂缝等问题，直径宜为20～30cm，导管连接处的外径应小于钢筋笼的内径10cm 以上，导管的轴线偏差要控制在孔深的0.5%以内且≤10cm，如采用法兰盘接头应检查有无加设锥形活套，采用螺旋丝扣型接头应有防松脱装置，接头处均应安装有O 型橡胶密封圈；
隔水球（栓）的大小应和导管相匹配，满足施工时不堵管的要求，且隔水性能良好；
料斗的内壁要清洗干净，且容量要满足初灌量的要求。
（2）使用导管之前，应监督施工单位进行试拼、强度（严禁使用气压）和接头抗拉试验，试验压力应满足设计、规范要求。经试拼、试压、抗拉试验合格后方可允许使用。
（3）对混凝土的初灌量进行计算、复核，确保导管首次埋入混凝土灌注面1m以下。
式中：V——初灌量，m³；
D——钻孔直径，m；
d——导管内径，m；
H1——导管底端距孔底距离，0.3-0.5m；
H2——导管埋入混凝土深度，≥1m；
H——钻孔深度，）；
K——充盈系数，按设计要求取1.10；
r1——泥浆比重；
r2——混凝土比重。
（4）督促施工单位加强和混凝土搅拌站的沟通协调，提前规划好搅拌车行车路线，提前对可能影响混凝土供应的因素进行评估，并做好相关预案，确保混凝土在施工过程中持续供应。
（5）对进场的混凝土质量进行现场检查、验收：现场对塌落度（180-220mm）、骨料粒径等进行实测，检查施工单位随车进场的开盘鉴定，开盘鉴定的资料应齐全、有效，各项参数应符合设计、规范要求。验收合格后签发混凝土浇捣令。按设计、规范要求现场监督施工单位制作混凝土试块，每浇筑50m3留置1 组试块，小于50m3的桩至少留置1 组试块，并按要求进行养护、送检[3]。
（6）混凝土灌注时对钢筋笼有上返携带力F：F=C×RC×S×V2/2G。通过对公式的分析可知，现场灌注时混凝土的上返速度和凝结时间对钢筋笼的携带力影响较大，故施工过程中应监督施工单位严格控制好灌注速度和时间。
（7）导管安装固定后，旁站监理应对导管和桩底间距进行复核，确保其在0.3-0.5m 范围内，否则应要求施工单位对导管进行调整。后续施工时随时抽测以监控混凝土顶面标高和导管进入混凝土的深度，应控制埋入在2-6m范围内。
（8）监理桩基施工旁站时，应监督施工单位连续、分层的灌注桩身混凝土。若发现施工过程中导管有形成气堵的前兆时，应要求施工单位采取相应措施排气。
（9）监督施工单位混凝土灌注到设计标高后还应继续超灌0.8～1m，充盈系数经现场实际核算应≧1.1。
旋挖钻孔灌注桩成桩质量受各因素的影响多，质量控制存在一定的困难，但一旦出现桩基质量问题或者质量事故，将对工程的质量、投资、安全、工期等都产生较大的影响。因此，我们应重视桩基施工技术管理，重视其旋挖钻孔灌注桩成桩过程涉及的桩位测量放样、护壁泥浆、钢护筒、 灌注桩成孔、钢筋笼制作安装、清孔、灌注混凝土等重要环节，不断提高桩基质量管理人员的专业技能和综合素质，增强责任感，认真做好监理质量监控工作，确保旋挖钻孔灌注桩的施工质量达到设计要求。
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