旋挖钻机桩施工质量控制难点

编制人：旋挖钻机培训

日期：2016/6/6

旋挖桩施工质量控制难点

目前,C1-2项目即将进入旋挖桩施工，为让我项目部管理人员能较容易掌握旋挖桩施工重点难点，故编此文件。

一.旋挖桩施工的特点

首先我们必须熟悉旋挖桩具有哪些特点：

1．成孔速度快  一般情况下，旋挖钻机的钻孔与成孔速度可以达到1-1.5m/min，与国内桩基础工程中传统的循环钻机相比，其优势极为明显。由于旋挖钻机的成孔速度快，在保证整体施工进度的基础上，有效减少了施工的人力、物力投入。

2．适应性广泛  由于传统的循环钻机自身重量有限，在进行硬土地层的钻孔时，难以保证钻头施加足够的压力，从而影响了                                                                                成孔的速率和质量。而旋挖钻机钻头则增加了先进的动力头装置，在进行钻孔操作时，在钻杆重量与动力头给进力的作用下，保证了钻进的强度。据国内机械技术部门研究：旋挖钻机的成孔速度是循环钻机的5-10倍之间。

3．环保性能突出国内传统的循环钻机普遍采用连接钻杆与掏渣桶掏渣的泥浆循环方式，在施工现场必须设置一定容积的泥浆池，从而难以保证文明施工。而现阶段使用的旋挖钻机则是采取动力头的循环形式，其基本工作原理为：使用螺旋钻头与旋挖斗，通过强大的扭矩将土、砂砾等钻进中产生的钻渣直接进行旋转挖掘，并快速提指至孔外。由此可见，旋挖桩在施工中无需设置泥浆支护结构，实现了较为环保的干法施工，必然使施工作业过程的污染源明显减少，有利于改善施工现场的作业环境。

二．旋挖桩施工工艺流程  

施工前必须全面掌握旋挖桩的施工工艺。

其主要施工工艺流程为：场地平整→孔位测定→埋设护筒→钻机就位→开钻成孔→提钻清孔→检孔→安放钢筋笼→下导管→水下混凝土灌注→提拔导管→成桩→拔出护筒→检测。

三．旋挖桩施工阶段质量控制难点

1.钻孔  

1．1每根桩在钻孔前均应安设钢护筒。根据地质情况和地下水位情况以及孔内泥浆高度的需求确定钢护筒的安设深度，钢护筒的最小长度不宜小于4.0m；钢护筒应采用4mm～8mm厚钢板制作，其内径应大于钻头直径100mm，上部应对称设两个溢浆孔口；钢护筒起吊时应采用钢扁担，埋设应准确稳固，护筒周围应用粘土填封紧密。护筒中心和桩位中心偏差应小于50mm，护筒安设垂直度偏差应不大于0.5%。护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2米，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5m。

1．2旋挖钻机重量大、机架高、设备昂贵，施工时应保证作业安全，必要时应在地面先垫设能保证其安全的钢板或路基板，防止塌陷、倾覆。旋挖钻机成孔前和每次提出钻斗时，应检查钻斗和钻杆链接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并清除钻斗内的土渣。当桩距小于3.5倍桩径时应跳打施工，这是基于混凝土初凝时间考虑的，也就是说对于桩距过小，不满足相关要求，在混凝土初凝前如若不采取跳打施工，很容易造成相邻桩混凝土初凝前内部扰动，影响混凝土正常凝结，降低强度，影响工程质量。

2．清孔  

当钻孔达到设计桩长以及进入持力层规定深度后，直接利用钻具进行换浆清孔工作，利用钻头叶片的搅动作用和泥浆对沉渣的浮力，将孔底沉渣排出孔外。清孔时应另行输入比重在1.1g/cm3以下的经沉淀除渣后较洁净的泥浆，逐步置换出孔内较粘稠、含较多泥砂的泥浆，而不能直接输入清水，以防止发生孔壁坍塌。清孔后孔底500mm以内泥浆比重应小于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，第一次清孔的冲力大，清孔能力强，可以把绝大部分沉渣和较大的泥块都清除孔外，而第二次清孔是利用导管来进行的，冲力要小得多，不能让它来承担主要的清孔任务。如果第一次清孔能达到规定的沉渣厚度要求，第二次清孔作为储备，要保险很多。沉渣厚度（第一次清孔孔深—混凝土灌注前实测孔深）必须满足：端承型桩，不应大于50mm；摩擦型桩，不应大于100mm；抗拔、抗水平桩，不应大于200mm。

3．钢筋笼制作与安装  

钢筋笼比较容易出问题的是混凝土保护层厚度不够。为保证保护层厚度，钢筋笼上应设置保护垫块，设置数量一般是每节钢筋笼不少于2组，每组3～5块，且应均匀对称布置。本工程监理部中就明确要求每3m布置一组。为避免保护层垫块陷入孔壁泥层内，造成桩位偏移，应采用中心穿孔的圆形砂浆块，其半径即为保护层的厚度，钢筋笼制作时就穿挂在螺旋筋上，这样垫块与孔壁的接触面积大，效果好。钢筋笼下沉时应采用对称的两根吊环，确保钢筋笼下沉时的垂直度与下沉速度，避免钢筋笼碰撞孔壁和自由下落，就位后应立即固定钢筋笼。

4．导管安装

4．1确保导管质量良好，壁厚均匀（不宜小于3mm），内壁光滑、圆顺，内径一致，橡胶圈质量良好，螺旋丝扣用加力杆拧紧，接口严密。导管使用前应试拼装和试压，试水压力为0.6mpa～1.0mpa。                                                                                每次浇注完混凝土后应及时对导管内外进行清洗，使用前应检查是否有水泥浆块附着在导管内壁。  

4．2导管接头应采用丝扣或双螺纹方扣快速接头，不宜采用法兰接头，可设置三角形加劲板或设置锥形法兰护罩。导管应设在钢筋笼中间，导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100 mm以上。提升导管时，避免挂碰钢筋笼。导管应有多种可调节长度，除3米的标准节和4米的接头外，还应有2m、1.5、1m等短节，根据每根桩的成孔深度进行导管长度配置，将导管下端下放到距孔底渣面0.3～0.5m范围。

5 混凝土灌注  

5．1混凝土灌注质量控制的关键在于第一斗混凝土的灌注，而第一斗混凝土的控制最紧要的是初灌量的计算。要保证将导管内的泥浆一次性排出，里外隔绝。混凝土浇筑时应使用隔水栓，如预制混凝土隔水栓球、砂包、细石混凝土隔水栓外裹棉布等，本工程从施工的方便程度、可靠性和经济性，以及对桩身影响等方面综合考虑，采用在料斗卸料口处设置料闸，将料斗与导管接口堵住，待料斗灌满并大于初灌量后再打开料闸，这样才能保证后续灌入的混凝土不会混入泥浆造成夹桩。初灌后导管下口应被埋入混凝土1.2m以上。

5．2控制好导管提升高度，随时检查导管在混凝土中的埋置深度，导管埋深任何时候不得小于1m，一般宜为2m～6m，使桩内混凝土在灌注过程中自然密实。严禁将导管提出混凝土灌注面，并赢控制提拔导管速度，应设专人同步测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，埋深太浅容易出现断桩，埋深太深容易出现堵管等意外情况。并以此要求来计算确定导管每次提升的高度与拆除的节数。

5．3在灌注桩无钢筋段的混凝土时应尽量加快，当孔内混凝土面接近钢筋笼时，应保持较深的埋管，放慢灌注速度，控制在20m3/h以内，即每斗在2min内慢慢滑入导管内，以控制混凝土上返速度，减少其对钢筋笼的携带能力，防止钢筋笼上浮；当混凝土进入钢筋笼5m左右（h=5m）时，要把导管底端提升到笼底以上2m处，导管组配时应预先计算好，如不满足2m要求，则应继续浇灌混凝土，既能保证取管又能满足导管埋深要求。此时导管以下2m钢筋笼便被该段非流动混凝土压住，再继续灌注时，随着混凝土面的上升，该段钢筋笼受到的压持力也随之增加，有了这段安全距离，钢筋笼就不易上浮。  

5．4混凝土灌注到桩顶后必须进行翻浆超灌，将和泥浆混合在一起的混凝土浮浆翻出孔外，直至新鲜混凝土冒出桩顶，不让浮浆裹入桩内而影响桩身混凝土质量。超灌高度宜为0.8～1.0m，超灌部分最终作为浮浆层被凿除，从而保证桩顶混凝土强度达到设计等级。

四．总结  

在旋挖桩施工管理中，我监理部人员对于相关技术问题必须予以高度的重视，并且积极制定有效、科学的对策，这是保证旋挖桩施工进度和质量的重要条件。

编制人：旋挖钻机学校

日期：2016/6/6