王 瑞

(重庆赛迪工程咨询有限公司，重庆 400013)



旋挖成孔灌注桩施工工艺要点控制

王 瑞

(重庆赛迪工程咨询有限公司，重庆 400013)

介绍了旋挖成孔灌注桩施工中工程材料与旋挖钻机选配的质控措施，着重从孔口护筒设置、泥浆稳定液制备、混凝土浇筑等方面，阐述了旋挖工法的施工控制要点，提高了成桩质量的合格率。

旋挖成孔灌注桩，旋挖钻机，钢护筒，混凝土

0 引言

旋挖成孔灌注桩技术以其工作效率高、污染少的特点，被誉为“绿色施工工艺”。近年来，旋挖成孔灌注桩施工已成为一种新型桩孔施工方法，在桩基施工特别是城市桩基施工中具有非常广阔的应用前景。但当地质条件相对复杂情况下，桩基施工中往往容易出现塌孔、缩孔等影响成桩质量的异常情况。如何解决这一难题，本文以下着重从工程材料质量、旋挖钻机选配、施工工艺流程、主要旋挖工法等要点控制方面作以论述解析。

1 工程材料质量控制

1)钢材及混凝土原材料应有出厂质量证明书或试验报告单，进场时应分批检验，并按现行国家有关标准的规定抽取试样进行复验，合格后方可使用。

2)混凝土的质量和技术性能应符合现行国家标准的规定和设计要求，并应符合下列规定：

a.混凝土的粗骨料宜选用5 mm～25 mm的碎石或级配良好的卵石，最大粒径不得大于钢筋笼主筋最小净距的1/3；

b.混凝土外加剂应有产品质量说明书和产品合格证，外加剂的质量和性能应符合现行国家标准的规定。

2 旋挖钻机选配控制

根据桩基设计图中的桩径、桩深，岩土工程勘察报告中的地层情况选用合适型号的旋挖钻机。

旋挖钻机由主机、钻杆和钻头组成。国内常用旋挖钻机的型号、规格及主要参数如表1所示。

表1 国内主要旋挖钻机参数配置

配以不同钻具，适应于短螺旋、回转斗及岩层的成孔作业。对干硬性粘土可不用泥浆稳定液护壁的干式旋挖工法，一般的覆盖层采用静态泥浆稳定液护壁的湿式旋挖工法。

旋挖钻头种类很多，常见有螺旋钻头、旋挖钻斗、筒式钻头等。

对于一般粘性土层可选用单层底旋挖钻斗、短螺旋钻头、分体式钻斗，对于杂填土、软土、粉土、砂土、松散卵砾石层可选用双层底旋挖钻斗，对于硬粘土层可选用单层底旋挖钻斗或斗齿螺旋钻头，对于胶结的卵砾石和强风化岩层可选用锥形螺旋钻头或双层底斗齿旋挖钻斗，对于中风化岩层可选用截齿或牙轮筒式钻头、锥形斗齿螺旋钻头、双层底斗齿旋挖钻斗。

3 施工工艺流程控制

旋挖成孔灌注桩施工工艺流程如图1所示。

4 主要旋挖工法控制

4.1 旋挖工法选取

常见旋挖工法有干作业旋挖成孔施工方法(简称“干式旋挖工法”)、湿作业旋挖成孔施工方法(简称“湿式旋挖工法”)、全钢护筒护壁旋挖成孔施工方法(简称“全钢护筒旋挖工法”)三种。

干式旋挖工法为旋挖钻具成孔时不使用稳定液护壁，宜用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩等岩土层。

湿式旋挖工法为旋挖钻具成孔时使用稳定液护壁，宜用于地下水位以下的填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩等岩土层。

全钢护筒旋挖工法为旋挖钻具成孔时使用钢护筒跟进护壁，宜用于松填土地质、砂卵石地质、厚度较大的淤泥(质)地质等软弱地质、喀斯特岩溶地质、地下水位较高、有承压水的砂层等岩土层。

4.2 孔口护筒设置

1)制作。

可做成钢或混凝土。钢护筒板厚不小于10 mm，内径大于钻头直径200 mm，长度按埋深定。混凝土护筒厚度不小于150 mm，强度等级不小于C25，竖筋直径不小于8 mm，间距不大于200 mm，箍筋间距不大于200 mm。在其顶端设置锁口环。锁口环宽度不小于500 mm，厚度不小于300 mm。

2)埋设。

顶端高出地面不小于0.3 m；钻孔内有承压水时，顶端高出稳定后的承压水位1.5 m。埋深根据地质和地下水位等情况确定，不宜小于2 m。护筒中心与桩位中心偏差不大于50 mm，护筒倾斜度不大于1%。就位后在其四周对称、均匀回填粘土并压实。先用稍大口径钻头钻至预定位置，再将钢护筒压入到预定深度。水面上作业时护筒顶端高出水面不小于1.5 m，埋深考虑水流冲刷，就位后用吊挂或焊接将其与作业平台连接牢固。

4.3 全钢护筒设置

1)制作。

用Q235或Q345、厚度不小于10 mm钢板，护筒内径误差不大于10 mm，制成多节可装拆式，每节护筒长1.5 m～3 m。内径比桩径大150 mm～200 mm，长度据地质情况定。

2)埋设。

护筒与桩中心线偏差不大于50 mm，就位时从互相垂直的两个方向复测桩位和垂直度，其高度高出地面0.3 m。控制下护筒速度，全程检查其垂直度偏差不大于1%，护筒入稳定岩土层不小于2 m。

4.4 泥浆稳定液制备

泥浆稳定液用粘土或膨润土及其他材料加水调制，其性能指标如表2所示。

表2 泥浆稳定液性能表

现场配备搅拌机和测试仪器。测试仪器有粘度计、比重计、含砂量杯、量筒等。现场设稳定液池容积不小于成孔体积的1.5倍～2倍。

稳定液制备规定：用膨润土，当用粘土替代膨润土时，含砂率不大于4%；造浆率不小于5 m3/t，塑性指数不小于25；据施工具体情况可加入适量分散剂、增粘剂、堵漏剂或增重剂等处理剂；用水的pH值为中性，钙离子浓度小于100 ppm。

常用处理剂类型如表3所示。

表3 常用处理剂类型

4.5 钢筋笼制安

1)制作。

长度超过25 m时分段制作。钢筋接头用焊接或机械连接。同一连接区段内主筋接头数量不大于50%；双面搭接焊缝长度不小于5d，单面搭接焊缝长度不小于10d。主筋设置保护层间隔件。当桩径不小于1 000 mm时，加劲箍筋内支撑筋用井字形或三角形，直径同加劲箍筋直径。桩径小于800 mm时，加劲箍筋设在主筋外侧。制安允许偏差如表4所示。

表4 钢筋笼制安允许偏差

2)安装。

安装时用吊车对准孔中缓慢垂直自由下放，避免碰壁变形。分段制作在孔口对接时，从两个垂直方向校正其垂直度。钢筋笼与声测管同步安装，就位后立即固定。

4.6 混凝土浇筑

灌注导管规定：导管接头用双螺纹方扣快速接头，其外径小于钢筋笼内径100 mm；桩直径大于800 mm，导管壁厚不小于3 mm，导管直径不小于300 mm，底管长度不小于4 m；使用前整套做0.6 MPa～1.0 MPa水压试验；导管居中下放，连接处安密封橡胶圈；每次灌注后对导管内外清洗，检查导管凹凸变形并在接头处涂抹黄油养护。

施工检查规定：现场留置试块，每50 m3留置一组，且每桩不少于一组；坍落度符合要求；灌注中防止钢筋笼上浮，并检查轴线位置。

1)干作业成孔。

灌注导管下口距孔底距离不大于2 m。灌注桩顶以下5 m范围内混凝土，用插入式振捣器振实，每次灌注高度不大于1.5 m。桩顶超灌0.5 m以上。

2)湿作业成孔。

湿作业成孔水下灌注混凝土规定：配合比满足设计强度、水陆强度比、水下抗分散性、水下自密性及施工和易性要求，坍落度为180 mm～220 mm。其配制强度比设计强度标准值提高40%以上，胶凝材料用量不小于360 kg/m3,当掺入粉煤灰时，水泥用量不小于300 kg/m3；含砂率为40%～50%，并用中粗砂。粗骨料用碎石或卵石，粗骨料最大粒径小于40 mm，且不大于钢筋最小间距的1/3；掺缓凝剂、减水剂等外加剂；空气中成型的混凝土标准养护试件抗压强度检测评定结果须满足混凝土设计强度等级的1.2倍。

桩径不小于800 mm灌注时保证连续浇筑，并用滑阀式灌注混凝土。灌注水下混凝土质量控制规定：开始灌注时导管下口至孔底距离为300 mm～500 mm；保证混凝土初灌量，导管下口一次埋入灌注面800 mm以下深度；导管埋入2 m～6 m深度，控制导管提拔速度，专人测量导管埋深及导管内外混凝土灌注面高差；隔水栓有良好隔水性能，保证顺利排出，隔水栓宜采用球胆；连续灌注速度为0.6 m3/min～1.0 m3/min。每根桩灌注时间按初盘混凝土初凝时间控制；控制最后一次灌注量，超灌高度为0.8 m～1.0 m，凿除浮浆后保证暴露桩顶混凝土设计强度。

3)全钢护筒护壁成孔。

灌注和起拔护筒速度一致。拔护筒规定：随灌随拔，用测绳测浇筑高度；超过4 m灌注深度时提升护筒，且使护筒底面处于已灌注面2 m以下；护筒拔出时保证导管内及导管下口2 m范围内桩身混凝土具有良好和易性；护筒拔出中用振动锤配合提升，并随时监测护筒内混凝土面下降数值。

5 结语

实际桩基施工中，不管地质条件有多复杂，运用上述旋挖工法要点控制，规范旋挖成孔灌注桩施工，保证旋挖成孔灌注桩施工质量。经检测，成桩质量合格率达100%，其中Ⅰ类桩占比达90%以上，满足了设计文件和标准规范对质量的相关要求。

[1] 《建筑施工手册》编委会.建筑施工手册1[M].第5版.北京：中国建筑工业出版社，2011：1014-1015.

[2] 《建筑施工手册》编委会.建筑施工手册2[M].北京：中国建筑工业出版社，2011：561-563.

[3] DB J50—156—2012，旋挖成孔灌注桩工程技术规程[S].

[4] 张 驰，李永文.高水位深基坑条件下旋挖成孔灌注桩施工技术[J].广东土木与建筑，2014(5)：14-16.

[5] 赵 斌.混凝土回灌法旋挖成孔灌注桩施工技术[J].建筑工程技术与设计，2015(7)：201-202.

Control of rotary bored pile construction technology points

Wang Rui

(ChongqingSaidiEngineeringConsultingCo.,Ltd,Chongqing400013,China)

The paper introduces engineering material and rotary drill selecting quality control measures in rotary bored pile construction, mainly describes construction control points of rotary bored pile method from aspects of hole entrance steel casing setting, slurry stabilized liquid prefabrication and concrete casting, and finally improves pile-forming quality standards.

rotary bored pile, auger drill, steel casing, concrete

1009-6825(2016)18-0089-03

2016-04-16

王 瑞(1991- )，男，助理工程师

TU473.14

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