大直径超长桩基施工工艺及质量保证措施

大直径超长桩基施工工艺及质量保证措施

戴森淼

中铁上海工程局集团第一工程有限公司 

摘要：目前根据建设需要，大直径超长桩基施工工艺随之得到快速的发展，由于桩机检测工作在整个桩机工程中具有重要的作用，所以声测管实现正常安装以及桩机检测质量得到保证就变得尤为重要，基于此，本文将对大直径超长桩基施工工艺及质量保证措施展开论述，以供参考借鉴。

关键词：旋挖钻机；干法成孔；灌注桩；混凝土；声波透射法；声测管

旋挖钻孔灌注桩，简称为旋挖桩，用于各类土层及砂类土、碎（卵）石土及中硬度下的桥墩桩基施工。旋转钻机钻孔速率最高可达1米/分。与常规钻孔方法比较，具有明显的优越性，能有效地保障工程的进度、节约工期。在施工过程中无噪声，无振动，不产生隆起，不引起侧向位移，对周围环境的影响极小；具有很好的适应性。钻孔灌注桩是一项隐蔽的工程，仅凭外表是不能检测其质量的。为保证其质量应采用声波透射法进行测试，其检测可以有效保证工程质量。

1.干式钻孔法的施工技术

（1） 建造前的准备工作。主要工作是将施工场地平整，保证钻机的安全就位。在正式开始施工之前，应先将现场的垃圾清理干净。为了避免钻机出现沉降等问题，必须对场地进行正压处理，以保证其强度能够有效地保障钻机的安全。对场地布置进行合理的布置，使道路畅通，有利于钻渣运输及钻机转移，保证快速地泵送混凝土。旋挖钻机及其他机械必须按时到达现场，每台设备都安全到位后，检查钻机的钻芯与桩芯是否相符，误差不超过2 em。

（2） 钢护筒埋入法。为了避免钻孔过程中表层地层发生大范围塌陷，在桩基位置采取人工开挖的方法埋设护筒。护套的选用要合理，所选用的护筒内径大于钻头直径100毫米，其他性能指标要满足设计要求。护筒埋好后，要用粘土将护筒与坑壁的间隙填平、夯实，其顶部高度要高于地表20—30厘米。同时，对护壁倾斜度进行了校核，其误差不超过1%。为了有效地保证钻机钻孔时的垂直度，对护壁埋设深度进行控制。在粘性地层中，保护套管深度不宜超过4米。在砂土层中，基坑支护深度不宜超过8米。

（3）井眼。待钻机定位无误后，方可进行钻孔，初钻时应采用低速下钻，斗应平稳，起吊时要缓慢，以保证孔内不出现偏差。当钻入护简3米时，就可以进行高速钻井。孔口段（通常为5米至8米）钻孔时，要对钻孔垂直度进行实时监测，发现有偏差要立即纠正。制定钻井进度定期检查系统，并按照有关规定做好钻井记录。

（4）孔隙的清除。为了使孔底虚土尽可能地填满漏斗，钻头必须在原地转动几次才能完成。在清底时，通常采用沉渣处理钻机来清除沉渣，在浇筑混凝土之前，可以迅速降下装满混凝土的大体积漏斗，通过重力作用对底部沉渣进行挤压，以达到降低桩底沉渣的目的。

（5）钢筋笼的制造与安装；钢筋笼安装在钢筋加工平台上，焊接后的钢笼必须满足设计要求。在设计时，必须考虑到钢笼吊装、移动引起的变形。存放钢筋笼的场地必须清理干净，并保证牢固、平整。采用吊车将整个钢笼吊装至钻孔。下放时，要对准孔位，钢笼要平稳、缓慢地下降，不能用蛮力。避免发生倾斜、弯曲或撞击孔壁的现象。当出现难以下放时，要找出原因，解决后再进行下放。

（6）声测管安装。在生产钢笼的时候，按照设计规定的数量，对钢管进行声测，然后利用加劲肋将其与钢筋笼的内部对称焊接。为了防止在灌注过程中掺入水泥砂浆，分段接头应用胶带密封。安装完毕后，用灌水器试验确认无误，两头密封。

（7） 导管连接。为避免出现渗漏，在管道接头上应用橡皮密封。在注浆之前，要用空气泵对管道进行水密承压测试，以确定无渗漏。管道的底脚应该与井底保持一段距离，通常为30厘米。

（8）二次清孔；将排气管插入管道中，管道的底部应该与管道的底部保持一定的距离，通常为2米。由排气管底向外喷射压缩空气，经几次循环后，便可将钻孔中的泥浆排出。该方法适用于井深小于10米的情况。

（9） 灌注混凝土进行成桩。待孔底沉渣达到设计要求后，再用导管灌注混凝土。灌封工作应持续进行，不能随意中断。为了保证桩顶处的混凝土强度满足设计要求，桩顶处的标高要高于设计标高，此标高相差一般为30—100厘米。施工期间，由专人对混凝土表面的抬升进行实时观察，并做好注浆记录。当混凝土表面升起时，应该一节一节地拆除导管。为保证桩基质量，在桩基工程中，宜采取隔桩灌注桩，并将其混凝土强度控制在70%以上。

2.施工质量保证措施

（1）坍方处理。如果在钻孔过程中出现了塌方，就应该立即寻找原因，并对其进行有效地处理。对于塌方程度较轻的，一般采用就地回填夯实，或在增加护筒深度后再进行钻进。在坍孔严重的情况下，应对原来的钻孔进行回填和夯实，然后再继续钻孔。也可以在出现塌方桩的周围等距离对称地钻孔，用水泥砂浆压灌后再继续钻进，这种方法一般用于疏松的填土层或者是含有大量岩石的土层。

（2）收缩及弯曲处理。对于钻孔时出现的弯曲收缩现象，采用扫孔技术可以有效地解决，甚至可以用钻头在弯曲（收缩）孔部位进行多次重复的扫孔，以增大孔径保证钻孔的垂直度。针对因探头石等障碍物而使钻头向一边挤压而造成严重弯曲的情况，可采用小片石或小石子与黏土混合均匀后，回填至偏孔，使其自然沉降密实后再继续钻孔。

（3）埋钻和卡钻处置。在采用干式成孔工艺时，如果一次钻进过多，尤其易发生埋孔。在钻井施工中，如果钻头的底盖闭合不好，它的自动开启极易造成卡钻事故。另外，在砾石地层中，经常会发生岩屑脱落造成的卡钻。对于已经出现的钻头被卡住的情况，切勿强行启钻。在钻进过程中，由于钻进而产生的侧向阻力较大，若强行启动，极易造成钻具扭曲、动力头损伤等现象。首先要采取有效的措施维持钻孔压力，避免钻孔失稳，然后针对钻孔（卡）钻孔的成因，采用针对性的对策，循序渐进地消除钻孔周边的侧向阻力。

（4）浇筑混凝土；为了保证钻孔的质量，在灌注过程中不能有任何的停顿。在灌注时，采用振捣无法达到桩身密实，而是依靠混凝土自身的压实和流动性，因此，在保证桩身密实的前提下，对混合料的配合比、坍落度等指标进行控制，对保证桩身密实至关重要。

（5）发生流沙或淤泥时的处理方法。对于不太严重的流沙和淤泥，可以用稳定液护壁来增强孔壁的稳定，然后放慢钻进的速度，然后再继续工作。如果遇到流砂比较严重的情况，一般都是在砂区用钢管来稳定孔壁，等浇筑的混凝土上升到砂区为止，然后快速地拔出钢护管。采用此法，其缺点是工程费用会提高。

3.声测管施工质量控制措施

（1）检查钻孔桩基的孔深、孔径和垂直度，确保满足设计和验标的要求；

（2）检测声测管的材料和外表，对不满足设计和验收标准的，应立即进行替换。

（3）在安装钢筋笼时，应仔细检查声套管接头，发现有松动、未密封的情况，应立即进行处理。

（4）在每个钢筋笼安装完毕后，对声测管进行注水作业，其主要目的是尽可能地确保管路内部与外部的压力保持平衡，并检查连接处的紧密程度，就算有（少量）浆液进入管线，也能起到稀释作用。

（5）在钢筋笼的内部，应该每隔2米对钢筋笼的主筋进行一次缠绕，并在箍筋上再缠绕一次，要牢固，不能用点焊，这样才能更好地确保声测管的位置和强度。

（6）在灌注混凝土时，应将灌注导管置于中心位置，并缓慢下降，以防止导管撞击声测管，使其弯曲。

结束语

综上所述，旋挖桩作为一种桩基建造方法，具有成桩率高、成孔质量好。可应用于各种地质条件下，将地理因素对桩基建设的不利影响降低到最低程度。但是，旋转式钻机造价高昂，建设费用昂贵，成为制约其推广的重要原因。即便如此，旋挖桩在我国仍然有着广阔的应用和发展空间。声测管是声波透射法检测桩基质量的手段，若不能及时地对其进行检测，会对整个工程的建设进程产生不利影响。所以，在工程建设中，必须重视对声波导管的质量管理，使其能够更好地进行质量检测，确保工程质量。

参考文献：

[1]韦祯俊.旋挖机施工灌注桩施工工艺及质量保证措施探讨[J].建筑工程技术与设计, 2018(08):24-25.

[2]韦祯俊.旋挖机施工灌注桩施工工艺及质量保证措施探讨[J].建筑工程技术与设计, 2021(06):61-63.

[3]佟明文.灌注桩施工质量控制与事故预防[D].中国地质大学（北京）,2007.

[4]梁洪国,李明.声波透射法在桩基检测中的应用浅析[J].山西建筑, 2020(09):57-59.