建筑工程旋挖钻孔灌注桩施工技术及质量控制

2018-11-06李凌锟

太原城市职业技术学院学报 2018年9期

李凌锟

(中铁十八局集团房地产开发有限公司，天津300000)

在我国建筑工程建设持续进行的过程中，旋挖钻孔灌注桩施工技术的应用也越来越广，但是这种技术具有不可预测性和隐蔽性，所以相应的质量控制比较难，具体施工方法也比较复杂。如果某个环节出现了突出问题，就会直接影响到整体公司的质量水平，进而造成较大的经济损失。对于旋挖钻机来说，比较适合弱风化泥质岩层、亚砂土层、亚黏土层、素填土层等等。同时，对于包含卵石的砂砾地质土层，最大的粒径不会超出25mm，可以使用旋挖机成孔，但是在施工中需要合理控制进尺速度，这是为了提升泥浆比重。在实际施工中，必须加强对旋挖钻孔灌注桩施工工艺的控制，这是确保深基坑整体安全性和实用性的关键。

一、工艺特点分析

第一，旋挖钻孔灌注桩施工工艺的成孔率比较高，适合使用的范围比较广。因为旋挖钻机的整体操作需要使用负荷传感、液压先导控制，具有操作舒适和轻便的特点，具备垂直度自动检测和调节功能，也附带孔深数码显示，这样就显著地提升了施工整体的自动化程度。60m～90m的最大孔深以及1.5m～4.0m的成孔直径能够满足当前大多数的桩基施工的实际要求。第二，施工过程接受较大的环保性。在旋挖钻机施工过程中，会出现大量的泥浆和泥渣，这些泥浆可以当作护壁，所以可以有效地解决泥浆排放出现环境污染的问题，这样符合当前的主流绿色施工要求。第三，地层适应能力比较强。旋挖钻机可以应用在砂性土、粘性黏土和淤泥质黏土层，实际的应用范围比较广泛，所以在不同强度的胶结砂岩层也有着比较好的应用效果。

二、旋挖钻孔灌注桩施工工艺分析

（一）钢护筒埋设

根据护筒埋设的相关要求和方法，如果在陆地上进行钻孔，需要使用挖坑法。旋挖钻机施工的开端是钢护筒埋设施工，在进行埋设之前需要做好测量放样的工作，这样可以保证钢护筒顶面的位置不会出现较大偏差。如图1所示，在钢护筒埋设中，需要使用十字护桩进行放样，首先在孔底标记钻机位置，而后把钢护筒放到孔中，明确钢护筒的圆心位置，使用十字线放到钢护筒的底部或者顶部，确保钻机钻空中心和钢护筒的中心是符合的。可以使用水平尺等工具进行检查，确保钢护筒的竖直，而后需要分层夯实黏土，通过均匀回填确保黏土含水率符合标准，这样可以达到最好的密实度，有利于工程施工的开展，避免出现泥浆位移和流失的问题。如果护筒的底部不是黏性土，需要换土或者挖深，而后放置护筒。钢护筒的埋设和制作原则如下：对于长度四米以内的钢护筒，需要使用厚度6毫米的钢板制作，如果高于4米，则需要使用8毫米钢板制作。如果实际的钢护筒埋深较深，需要使用多节钢护筒进行连接，可以采用焊接的形式进行连接，接头必须圆顺，这样可以满足相应的防漏、强度以及刚度要求。钢护筒的实际内经需要高于钻头的直径，一般多出20cm到40cm，实际的尺寸需要根据实际设计需求选择。对于钢护筒的埋设深度来说，需要符合相关的规范要求。如果桩孔是设置在河流中，则需要把钢护筒埋设在比较坚硬而且密实的土层中。钢护筒顶端需要高出地下水位或者施工水位1.5到2m之间，同时需要高于周边施工地面0.3m。

图1 护筒埋设示意图

（二）钻机就位进行钻进

在钻机钻进的过程中，需要使用泥浆护壁进行钻进，如果土质条件比较好，而且孔深达到了十五米，则可以进行直接钻进。如果完成了护筒埋设，则需要使用护桩拉十字线，这样可以确保钻头对准相应的桩位中心。在操作钻机时，需要注意以下几个方面的问题：第一，钻机就位之后，要调整和检查相应的钻杆竖直度，在结束调整之后要锁住相应的钻杆，避免在钻进过程中出现不必要的变化。因为要使用旋挖钻机把空洞中的土壤挖出来，而且相应的钻进速度比较快，所以要合理调整泥浆的密度。在钻进过程中，需要安排专人进行检查和看守，及时调整外加剂和膨润土的实际数量。在钻进中，还要依据地质状况来调整钻机的实际钻进速度。对于黏土层，可以加快钻机的进尺，对于砂土层，则需要合理控制。

钻机的进尺，避免出现问题。在实际的钻进过程中，需要合理把控钻杆的实际速度。如果提升的速度过快，就会出现问题。具体包括：第一，钻头下方产生负压区，如果地下水位比较高，地下水就会渗入机器钻孔中，这样护壁会受到较大的压力。第二，钻头部位的泥浆会通过孔隙快速流动进而补充相应的空档部分，这也会对泥浆护壁产生较大的影响，可能会造成施工隐患。钻头的实际下降速度也不能过快，特别是刚入钻孔的时候，需要避免泥浆四溅情况的发生。

（三）检查成孔

在检查成孔的过程中，可以利用孔径来分析，如果钻孔是干孔，那么可以使用重锤来夯实孔内的虚土，而后使用相关设备进行检测。如果孔内包含一定量的地下水，则需要使用水下灌注混凝土施工措施进行测量工作；如果桩孔经过检查合格，则需要及时灌注混凝土。这些成孔到达设计标高之后，需要检查沉渣厚度、垂直度、孔壁、孔径和孔深，发现问题及时处理。使用测绳测量孔深，同时及时记录相应的数据内容。在这个过程中，施工人员需要加强对孔深的控制，避免使用超前钻来替代。如果完成了钻孔，则需要尽快检测孔径，如果相应的长度符合要求，则需要使用专业设备两次进行检查，确保符合标准。

（四）清孔

旋挖钻机成孔过程中，使用钻斗直接从底部取出渣土，一般来说，可以确保孔底泥浆的厚度低于规定值。如果泥浆的实际密度比较大，那么就会出现泥浆沉淀过厚的问题；如果这时候钻机抓取，可以避免出现问题，需要确保泥浆的实际含砂率低于2%。如果下钢筋笼之后，发现了孔底沉淀厚度超标的问题，那么需要使用混凝土导管配合水管搅动孔底，并且注水换浆，有效进行清孔。

（五）钢筋笼放置

需要在加工场地根据设计标准来加工钢筋笼，并且运输到施工现场，为了避免出现变形问题，需要设置钢筋加强筋。在钢筋笼的主筋上需要每隔两米设置一个的水泥砂浆垫块，这样可以保证钢筋保护层达到要求。对于直径比较大的钢筋笼，则需要使用吨位合理的吊车进行吊装，确保钻孔的中心和钢筋笼中心一致。如果钢筋笼到达了设计位置，需要及时进行固定。如果需要接长钢筋笼，则需要首先把钢筋笼设置在固定位置，而后把第二节钢筋笼吊起，使用套接或者焊接的方式进行固定。在焊接时，需要确保上下钢筋笼的实际位置符合，而且确保焊缝和长度质量符合规定。最后需要固定钢筋笼，可以从钢筋笼的最上层开始固定，避免在混凝土浇筑中移动钢筋笼。

（六）混凝土灌注

施工的最后，需要灌注混凝土，每次完成混凝土灌注需要检查混凝土导管的埋置深度以及上升高度，同时需要及时记录。导管的实际埋置深度控制在1-2m左右，如表1所示。而且需要控制提升导管的速度，避免封严全部的导管出口，这样才能顺利地排出下部和中部的气体，避免出现混凝土下落的问题。灌注过程中，必须关注坍落度，确保混凝土质量符合要求。