浅谈旋挖桩施工技术

浅谈旋挖桩施工技术

马建国

中铁十八局集团建筑安装工程有限公司天津300308

摘要:介绍了南昌临空临港工业园项目（二期）勘察、设计、施工一体化工程旋挖桩施工工艺。通过一系列的技术处理和质量控制措施，保证工程施工质量，对类似工程具有施工参考价值。

关键词:旋挖桩、钢护筒埋设、成孔

1.工程简介

本工程位于南昌市新建区樵舍镇七里岗，港隆路以北，港兴路以南，龙头港二路以东，金水大道以西。本工程占地面积：166519平方米，总面积为：375116.17平方米；栋数、层数：围合型厂房4栋4层；一字型厂房7栋，其中6栋5层、一栋4层；宿舍4栋11层；食堂1栋三层结构类型：钢筋混凝土框架结构。

本工程采用机械旋挖灌注桩为摩擦端承桩，共约4380根，具有800mm及1000mm两种桩径。桩身混凝土强度等级为C30，桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度为50mm。

根据地质资料、孔径及桩的数量，机械选型采用SR205型和SR280型两种旋挖钻机，包括10台PC200型勾机，8台SCC500C型吊机。该钻机扭矩大，转速高，成孔效率高，适合在中风化层中钻进，数量根据施工进度逐步增加。

2.施工方法

施工顺序布置：根据目前的土方开挖顺序及进度，3台旋挖钻从19-3#厂房进场后可以立即展开工作，5台再从19-1#、19-2#、13-3#推进施工，最后从17#、18#厂房由北向南逐步撤出，施工过程随时根据现场土方开挖和设计出图的实际情况而相应调整。

2.1放样定位

工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

2.2旋挖机就位

桩基定位后，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩，以四个控制桩为基准埋设钢护筒，为了保护孔口防止坍塌，形成孔内水头和定位导向，护筒的埋设是旋挖作业中的关键。护筒选用5㎜~10mm厚钢板卷制而成，护筒内径为设计桩径+20～+40cm，高度2.0m，护筒埋设时顶端高出地面0.3m。上部开设2个溢浆孔，护筒埋设时，由人工、机械配合完成，主要利用钻机旋挖斗将其静力压入土中，其顶端应高出地面20cm，并保持水平，埋设深度1.8m，护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面位置允许偏差为10cm，倾斜度的偏差不大于1%。

2.3埋设护筒

在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。旋挖钻机就位后，利用自动控制系统调整其垂直度，钻机安放定位时，要机座平整，机塔垂直，转盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正，注入稳定液后，进行钻孔。

图3-1钢护筒埋设图3-2旋挖机成孔图

2.4旋挖机成孔

成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，并应清除钻斗上的渣土。施工过程对钻头磨损超标的及时更换；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。旋挖钻机成孔应采用跳挖方式，钻斗倒出的土距桩孔口的最小距离应大于6m，并应及时清除。

成孔中，桩基成孔钻进入持力层后，每钻进100~500mm，应取样一次，非桩端持力层段高为300~500mm，桩端持持力层段高为100~300mm，分析取样准备终孔验收。按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率。

同时应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。

钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。为准确控制孔深，应备有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。

孔底沉淤控制。旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。成孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。应尽快进行钻机移位。从清孔停止至混凝土开始浇灌，应控制在1.5-3h，一般不得超过4h，否则应重新清孔。若不能及时灌注，必须在孔口设安全防护。

2.5清孔

钻到预定的深度后，必须在孔底处进行空转清土，然后停止转动；提钻杆，不得曲转钻杆。孔底的虚土厚度超过质量标准时，要分析原因，采取措施进行处理。进钻过程中散落在地面上的土，必须随时清除运走。

2.6钢筋笼制作与安放

2.6.1钢筋笼制作

钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合下表规定。

制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。

钢筋笼制作允许偏差表

项次项目允许偏差（mm）

1主筋间距±10

2箍筋间距±20

3钢筋笼直径±10

4钢筋笼长度±50

2.7下导管

采用丝扣连接的导管，其内径φ250～φ280，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。导管在孔口连接处应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。

2.8混凝土浇筑

采用混凝土坍落度控制在18～22cm，用混凝土搅拌车直接到孔口倒入料斗内。按设计要求必须高出桩顶标高1米。

2.9起拔护筒

混凝土浇筑结束后，即起拔护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。

2.10回填桩孔

桩孔混凝土浇筑完成后，应将上部未灌混凝土部分利用场地内护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填，回填满后，用混凝土重新将孔口封住，变成整块硬地坪场地。

2.11检测

按照设计要求进行100%超声波、10%钻心取样和1%静载检测。

3.质量通病控制手段

3.1桩位偏差

桩孔定位必须严格遵照下列程序：计算→复核→测量，在钻机开钻之前，由测量负责使用RTK进行测量复核检查，测量护筒偏差必须小于20mm。

3.2偏孔事故

利用翼片较多的扫孔钻头慢转，从偏斜处上方往下反复多次扫孔，或者直接使用筒状钻头加以修正，向孔内回填黏土，捣实后重新缓慢钻进。

3.3堵管事故

提升导管2m左右，在孔口板上上下振动，让混凝土在其自重力作用下压出导管，或使用高频振动器安置在导管顶部，开启振动器可以使管内混凝土因振动液化原理而压出导管。

3.4浮笼或掉笼事故

3.4.1浮笼原因：导管埋深过大是浮笼的重要原因，故在底管接近笼底时，应尽量减少埋管，泥浆比重过大或泥浆中含砂率过大也会导致浮笼，由于导管接头法兰外突，故在提管过程也会造成浮笼，此时应顺时针旋转导管，让钢筋笼自动脱离法兰。

3.4.2掉笼原因：一种原因是孔口吊筋固定不牢固；另一种由于在浇捣混凝土过程中，由于下插导管时碰到笼壁，使钢筋笼下掉，再有一种是由于地坪标高或吊筋长度计算错误而造成掉笼，掉笼是可以预防的。

3.5断桩、夹泥、夹心事故

浇筑混凝土应及时连续，中途停顿时不宜超过30min。二次清孔时孔内沉渣须清理干净。质量不合格的混凝土不允许浇入孔内，应退回重新搅拌。在浇筑结束后，应注意假灌现象，严禁距混凝土面4～6m处混凝土与浮浆混合，有条件应尽量使用振动棒或利用导管自身反复捣插。

4.结束语

本工程施工过程中存在较多的质量隐患，高度重视且分析各类隐患可能产生的后果，根据工程的施工特点，合理选择科学的保证措施，将质量隐患降到最低，在保证安全的前提下，完成桩基工程的施工。为以后类似项目的施工积累了经验。

参考文献:

【1】《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；

【2】《建筑基桩检测技术规程》（JGJ106-2014）；

【3】《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）。