旋挖桩在土建工程施工中的质量控制分析--以开平固废处理中心一期一阶段PPP项目为例

旋挖桩在土建工程施工中的质量控制分析--以开平固废处理中心一期一阶段PPP项目为例

劳健荣

       广东耀南建设集团有限公司

摘要：目前土建工程基础施工技术应用有很多种，旋挖桩施工技术适应场景较多得到工程业界的青睐，它的质量控制对工程施工整体质量有密切的关联度。本文以工程项目现场实际应用旋挖灌注桩主要技术应用细节工艺以及质量控制要点进行分析，以达到预设的质量目标。

关键词：土建工程；旋挖灌注桩；施工技术；质量控制；要点

一、引言

土建工程近年来得到社会各界大力投资建设得到快速发展，基础工程很多重要施工技术应用越来越多，其中旋挖灌注桩施工工艺具备效率高、影响环境少、成桩时间短、施工场地使用范围广的等优点得到参建单位高度关注，特别是工期比较紧张、文明施工要求严格的桩基础工程应用效果比较好，而在实际具体施工操作过程中由于种种原因依然会出现孔壁塌陷、夹泥、孔底沉淤、缩颈等质量问题，由于这些都属于隐蔽工程，当质量问题出现后一旦处理不当隐患存在基础内部，对工程主体质量也会产生较大的直接影响。因此，施工单位强化对旋挖桩工程施工工艺应用实施全流程质量控制十分必要。

二、旋挖灌注桩施工技术应用主要要点

1、工程概况

 开平固废处理中心一期一阶段 PPP 项目主要包括本项目工程共有主厂房（主厂房内含有：垃圾坑、渣坑、烟气处理室等共三部份）、办公楼、宿舍楼及配套设施，总建筑面积37323.55 平方米，基础形式为：办公楼（5层）及宿舍楼（3层）基础为机械旋挖桩，其余均为天然基础。垃圾坑及渣坑垃圾坑、灰渣坑底板内设有抗浮锚杆。综合分析施工现场土体勘探资料，回填土层厚为2.7～3.5m，通达钻孔揭露，场地之地基土由第四系残坡积土层和白垩系泥质粉砂岩、粉砂岩组成。

2、施工准备

从本工程所包含的项目配套设施达到20个以上，内容比较多，仅凭建设单位提供的测量控制网无法直接作为一级控制网使用，根据工程实际情况划分为不同区域，建立各施工区域和单体建立单体测量平面控制网，可以作为二级控制网出现破坏后提供的有效基准。按照旋挖桩工艺流程要求，根据桩基旋挖灌注桩的施工特点选定以下机械设备（表1）：

表1  旋挖桩机械设备配置情况表

3、埋设钢护筒

旋挖灌注桩的钢护筒要有良好的防渗抗漏功能，钢板厚度10mm，桩护筒内直径超过桩体直径20cm，护筒的上下口外围焊接加强环以保证护筒的坚固性，护筒的长度按照施工具体需要进行制造。现场施工中测量员进行放样，保证控制桩的位置准确无误，钢护筒吊入前要标记好钻孔部位，根据钢护筒圆心部位进行调整其中心部位与钻孔中心达到重合，使用垂球对其中心进行检查是否在重合中心点处。钢护筒进入孔底后在其四周均匀填入达到含水量最合适的黏土，回填的土入坑后要用机械将每一层黏土均衡压平填实，保证钢护筒的始终保持良好的垂直度也减少泥浆流出来的可能性。要注意的是钢护筒的底部发现不是黏性土，要继续向下挖深或者更换泥土，直接在孔内底部填入至少0.3-0.5m的黏土后再对钢护筒进行安装，防止出现护筒底部出现渗漏后导致发生倾斜现象，钢护筒放入后在上部端口处绑好方条吊稳，防止往下掉落。

4、钻孔施工时垂直度的控制

在钻孔过程中要实现精确控制其垂直度，人工测量垂直度危险性大、控制精确性难度大，本工程选择进口旋挖钻机，自身配套先进的机载式高性能电脑显示系统，能准确直观地观察到现场挖掘情况，利用钻机桅杆进行X 轴、Y轴偏移，在作业过程中利用控制手柄、倾角传感器收集的信号进行自动计算，机器内部把X、Y轴偏差值调节到±0.00位置以确保钻孔垂直度。当桩成孔后，桩机桅杆配有专门垂直度控制机器进行手工或自动式调整，相对零位±5°范围内可进行自动式调节垂直度，超过范围外则需要通过电气手柄进行手动调节，无论是自动式还是手动式调节都要保证垂直度不超过1%误差范围以内。

5、钻机就位

旋挖桩的钻机在就位前要派专业机械操作员检查是否符合正常使用功能，对钻机的位置要通过准确的测量定位桩来保证，钻机的钻杆的竖直状态要利用桩机的自动控制系统来反复调节。

6、钻进成孔

   （1）、旋挖钻机的设置与调整

   旋挖钻机使用专用钥匙开启电源后通过显示器进入工作状态。通过电气手柄将钻杆上下移动，在显示器中反映在杆件钻进由运输转向起立、调节垂直度时的状态，工作画面能随时观测到钻杆在X、Y轴方向移动状态，控制器收集到限位开关的信号，保证钻杆左右方向倾斜角度。

（2）、钻孔作业

使用机械钻入作业前（图1），钻斗着地，显示器清零后对钻头的初始位置进行记录，操作机械员观察钻机显示器的信息判断目前钻孔所处在工

图1 桩机钻孔作业   作位置、每次进尺位置以及孔深位置来实现钻孔施工的过程控制，操作员还能观察钻机液压系统的实时工作状态，其状态主要是虚拟仪表盘上进行全面反映。

     钻机进行钻入过程中的动力大小以自身重量通过加压实现，通过一次进尺短条形柱反映钻头进入土层的深度，长条形柱则会反映钻头进入土层的位置，钻机的钻斗内部挤满钻渣后利用操作手柄将其提升至平台上，挖掘机把钻渣倒入自动装载车上运走。完成这一系列操作后，操作员进行自动回位对正功能重新进行钻进作业，观察显示器回位图形判断是否达到正常状态。要保证钻进成孔质量，操作员必须持续观察成孔的垂直度是否在正常值范围内。进尺速度也是重要的控制参数。本工程土层主要有坡积土层和白垩系泥质粉砂岩、粉砂岩组成，对于软土层进入到硬地层时，进尺要控制速度由快档降为慢档，减缓进尺以控制速度。经过反复钻进清渣后运输到指定填埋场所弃置，废弃渣土避免污染自然环境。

   7、清孔及砌筑砖模

当钻机进入到预设的深度后要实施清孔作业，清孔过程中通过循环排出土渣的方式（图2），沉渣厚度控制在5.0m以内。清孔完毕后，桩孔口外部砌筑防止水土流失规格为240mm*300mm的挡土墙，孔口配置符合规格的木板覆盖，注意观察孔内是否有积水未排干，如有则要降低至水位以下再消除孔内淤泥。      图2 清孔作业

8、成孔、成孔检查

钻孔达到设计要求深度后，使用检孔钢筋（Φ22、长度1.4m）、检孔圆钢板（外径D为直径加200mm～300mm）、测量绳索对成孔的孔深、孔径、孔壁垂直度和沉淀厚度等进行检查，检孔圆板的测绳要采用钢丝绳，其中采用测绳分别绑在检孔圆板和检孔钢筋顶部，记录二者的差值来测定沉淀厚度是重要的成孔检查参数指标。

四、旋挖灌注桩施工质量控制要点

1、处理坍孔

钻孔过程中坍孔问题较常见，如发现出现坍孔情况可以采取增加钢护筒深度、掺入数量较多的干锯末来增加泥浆比重等不同的应对手段，严格控制钻头的钻进速度，直至钻头外部充满浆液后再缓慢进入孔底，提钻速度0.3～0.5m/s，如以上措施无法补救坍孔问题，则需要回填后再次进行钻孔。

2、解决缩孔

   钻头进入孔内出现弯孔、缩孔问题时，则需要把钻头上提至出现偏孔位置实施多次扫孔，一直扫至钻孔正直为止，当发现弯孔较大和探头石时，则需要填入小片石和黏土混合物至偏孔位置，观察回填材料下沉稳定后再实施纠偏。

3、处理埋钻和卡钻

   埋钻的原因主要是一次进尺深度过大、泥浆发生大量快速沉淀，而卡钻的原因通常是钻头的底盖无法完全合拢、钻入作业时自动打开、卵石掉落卡钻等情形，钻头一旦出现卡钻情况后在其周围会造成很大侧阻力，持续强行钻进的情况下会导致钻杆断裂、钻头破坏等严重质量问题，因此，消除钻头四周产生的侧阻力十分重要，出现卡钻质量问题后要灌入足够含量的泥浆，以确保孔内压力的平衡稳定性，避免发生孔壁坍塌。

4、灌注桩补强

   经过测定灌注桩无法满足强度要求的情况下，采取注入泥浆的办法进行处理，选择高强地质钻入出浆和进浆孔，钻孔位置应在补强位置以下1m，通过高压水泵清除孔内的杂土、混凝土渣后再进行灌注桩补强操作。

五、结语

近年来土建工程的质量问题越来越受到人们的关注，施工单位必须从现场的钢筋笼制作和吊装、钢护筒埋设、钻孔作业、清孔等重要环节实施标准规范化作业，对可能出现的质量问题做好有效应对措施，以达到旋挖灌注桩有效质量控制，提升基础工程应用水平。

参考文献：

[1]程毅文.建筑工程旋挖灌注桩基础施工质量与技术控制关键点[J].砖瓦,2023(08):79-81.

[2]郭飞翔; 梁晓东; 崔磊; 史彦. 建筑地基基础及桩基础施工处理技术研究[J]. 中国建筑装饰装修,2022(06):132-134.

[3]闫超菲.房建工程旋挖灌注桩基础施工技术要点探析[J]. 居业,2022(12):16-18.

[4]邹学琴; 李志辉; 袁志远. 深圳地区旋挖灌注桩质量检测及缺陷处理[J]. 江西建材,2021(10):24-29.

[5]韩书敏. 建筑领域钻孔灌注桩基础施工技术应用策略研究[J]. 价值工程,2022(08):152-154.