旋挖钻孔灌注桩施工工法

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1、旋挖钻孔灌注桩施工工法河北建设集团有限公司王煦 程晓利 张鹏 王小春1、前言旋挖钻孔灌注桩又称正反循环成孔灌筑桩，是用钻机在聚合物泥浆护壁条件下，慢速钻 进，钻孔出土由筒型钻具带出，旋挖成孔的混凝土灌筑桩。最近几年，旋挖钻孔灌注桩在我 国逐渐被认识和应用，并开始引领桩孔施工领域。本工法通过对大量工程施工经验进行总结 应用，实践证明取得了良好的效果。2、特点2.1 使用本工法具有施工速度快，钻孔垂直度精度高，自动化程度高，不使用电力；2.2 使用本工法成孔泥皮薄效果好，质量可靠；2.3 本工法泥浆用量少，钻孔出土主要以渣土形式存放，便于清除运输，与其它钻孔工 艺比较可以节约大量的泥浆运费，有利于

2、环境保护和雨季施工。3、适用范围本工法一般适用与粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的 地层的桩基施工。4、工艺原理主要是其成孔工艺与其它桩基不同，旋挖钻机的钻进工艺旋挖钻机采用静态泥浆护壁钻 斗取土的工艺（当然也有干土直接取土工艺，视工地现场地层条件而定），是一种无冲洗介质 循环的钻进方法，但钻进时为保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。旋挖钻机工作 时能原地作整体回转运动。旋挖钻机钻孔取土时，依靠钻杆和钻头自重切入土层，斜向斗齿 在钻斗回转时切下土块向斗内推进而完成钻取土；遇硬土时，自重力不足以使斗齿切入土层， 此时可通过加压油缸对钻杆加压，强行将斗齿切入土中，

3、完成钻孔取土。钻斗内装满土后， 由起重机提升钻杆及钻斗至地面，拉动钻斗上的开关即打开底门，钻斗内的土依靠自重作用 自动排出。钻杆向下放关好斗门，再回转到孔内进行下一斗的挖掘。旋挖钻机行走机动、灵 活，终孔后能快速的移位或至下一桩位施工。旋挖式钻孔工艺是在螺旋钻孔、回转斗钻孔、大锅锥钻孔工艺的基础上，综合吸收各种成孔工艺优势发展起来的一种新型成孔工艺。由于采用泥浆护壁，它使旋挖式钻孔工艺从单 纯在地下水位以上土层中使用，发展到地下水位以下土层中使用。 旋挖式成孔工艺是非水介 质取土成孔，钻孔出土由钻头直接带出，不依靠泥浆输送。5. 施工工艺流程及操作要点钻孔灌注桩（后压浆桩）施工流程图5.2 操

4、作要点：5.2.1 施工准备：1 根据建设单位提供的测量基线、水准点、坐标对施工场地的坐标点进行复核。2 依据地勘报告，熟悉场地的地质条件及各岩土层的分布、埋藏特征，根据设计图纸说 明了解进入持力层的部位，岩样的颜色、硬度等。3 施工场地由机械及人工推平并压实，搭设钢筋加工平台，做好三通一平工作。钻机、 吊车等设备进场组装并调试好。泥浆清理设备、挖掘机、铲车等就位；所有钢筋材料进场。4 施工前要求业主提供施工场地地下管线详图，包括雨污水管道，上下水管道，煤气管 道，电信管道，场地内是否有人防，旧楼房基础，发现不明管线后向现场工程师汇报，请到 现场了解情况，得到允许后才能处理。暂时不能处理的障碍

5、物，请设计和甲方驻地工程师协 调。5.2.2 桩位放样： 桩的定位是最基础也是最关键的一步，若桩位出现偏差，补救或返工，这对整个工程在 质量，工期，经济等方面都将造成不可估量的损失。1 从业主处获取施工场地的桩位控制点坐标资料及高程点资料，办理书面交接手续。2 根据试桩设计平面图，使用全站仪测定桩位。场地平整后放线定桩位，定位后要在每 个桩位中心点打入一条（P 16X800mm的钢筋做桩位标记，并用混凝土固定好，并加以保护。3 测量结果经自检、复检后，报请甲方驻工地代表或监理复核，复核无误并签字认证后 方可施工。4 在施工作业面以外布置控制桩，以便对桩位进行复核。从业主处获取施工场地的桩位控制

6、点坐标资料及高程点资料，办理书面交接手续。根据 试桩设计平面图，使用全站仪测定桩位。在桩位点打30cm深的木桩或钢筋桩，桩上钉小钉定 桩位中心，并采用“十字栓桩法”做好栓桩标记，并加以保护。测量结果经自检、复检后， 报请甲方驻工地代表或监理复核，复核无误并签字认证后，方可施工。5.2.3 桩机就位、安放护筒：1 以桩位中心为基准，埋设十字定位桩。2 将护筒放到坑内，拉十字线，调整护筒位置，使护筒中心与十字线交点大致重合，再 在护筒四周填粘土夯实。护筒直径等于设计桩径+20cm,根据地质报告及现场情况护筒埋设确 定深度，埋设护筒后再回填，但回填后必须重新测位置。按桩的中心点找正中心线，其中心 线

7、与桩位中心点允许偏差不大于20mm，并应保证护筒垂直，将护筒的位置和垂直度调整好， 将护筒周围用粘土夯实，以防地面水流造成护筒下移塌孔。3 复核桩位，插上钢筋。4 移动钻机，使钻头中心与桩位中心重合，再找平垫实，使机座周正水平。桩位偏差 50mm,竖向偏差vl%。（1）施工顺序5、为防止桩之间施工时窜孔，桩基施工时采取间隔施工顺序。相邻两钻孔施工时距离不 小于四倍桩径,或最少时间间隔不小于 24 小时。5.2.4 护壁泥浆：1 浆池设置 :根据工程需要，合理设置造浆池、沉淀池，容积不小于15m3，轮换使用，沉淀池上口应 高出造浆池0.5m，浆池四周高于自然地面0.5m，并标记明确。2 泥浆材料

8、的选定：水：取用自来水； 膨润土：钠膨润土； 纯碱：火碱（工业碱）3 泥浆性能指标：序项目性能指标1比重1.1 1.20cm32粘度1825秒3含砂率V5%根据现场成孔情况，相应的调节泥浆的比重，以保证成孔质量。4本工法护壁材料除了传统的泥浆外，还有一种高科技护壁材料，奈普顿（Neptune）旋 挖钻机专用高效聚合物泥浆，主要作用在于保护桩孔壁稳定和絮凝钻进过程中产生的土、砂 子以及其它杂质。与传统泥浆相比，具有以下优劣点：1）使用简单。采用“清水+碱+聚合物泥浆”或“清水+碱+聚合物泥浆+进口比重添加物”， 便于现场配置。（具体配比视工程地质情况而定）2）施工中孔径控制更加精确，减少旋挖出土

9、量及混凝土浇筑量，节约材料及机械台班费 用。3）成孔速度快，比膨润土省工、溶解速度快，钻杆、钻头没有泥浆和砂子，增加钻杆和 钻头的使用寿命，一定程度上减小机械设备折旧。4）能加速钻屑砂子絮凝沉淀，可以自行清洁，含沙率低，与混凝土自行分离，成孔后一 般不需要二次成孔，减少清孔时间，节省人工并能保证沉渣厚度。5）能提高桩基摩檫承载力，提高桩基质量，增加桩的承载力。6）易于降解处理，回用率高，用量少，不产生废泥浆，有利于文明施工，减少场地使用 面积。7）高科技材料护壁性能还没有形成成熟的检测手段，配比需要根据现场成孔质量灵活掌 握，势必造成部分塌孔现象；传统材料的护壁性能可以通过泥浆比重计检测，可以

10、控制。5.2.5 钻机钻孔：（是否增加对钻头直径的检查）1 钻机就位，将钻头对准桩位，复核无误后调整钻机垂直度。2 开钻前，用水准仪测量孔口护筒顶标高，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。钻进开始时，控制钻进速度，调整不同地层的钻速。3 钻进过程中，采用设备自带仪表随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度；边钻进边补 充泥浆护壁。现场人员及时对钻出土质进行判断，并记录好每一层的钻进时间，土质情况。5.2.6 成孔检验：钻孔完毕后，下放钢筋笼之前，请项目质检人员和专业监理检查成孔深度、沉渣厚度及 泥浆情况，做好钻进施工记录。钻孔桩成孔质量允许偏差表编号项目允许偏差附

11、注1孔的中心位置群桩：W 10cm，单排桩：W5cm全站仪检查2孔径不小于设计检孔器检查3垂直度 1%测套管4孔深不小于设计用测绳测5孔底沉渣厚度嵌岩桩：不大于100mm。5.2.7 钢筋笼的制作：钢筋笼加工工艺流程图1 钢筋场加工钢筋内接头采用直螺纹连接，分段连接采用帮条焊接。螺旋筋与主筋，加 劲筋与主筋采用点焊。2 按规范要求进行自检、隐检和交接检，内容包括钢筋外观、品种、型号、规格，焊缝 的长度、宽度、厚度、咬口、表面平整等，钢筋笼的主筋间距（土 10mm）、加劲筋间距（土 20mm）、钢筋笼直径（ 10mm）和长度（土 100mm）等，并做好记录。结合钢筋焊接、直 螺纹连接取样试验和钢

12、筋原材料复试结果，有关内容报请监理建筑工程师检查，合格后方可 吊装。5.2.8 钢筋笼的运输与吊装：钢筋笼的制作应遵循就近的原则，在桩基施工场地附近加工制作。钢筋笼就近在桩基施 工场地附近加工，人工运到施工现场，以保证施工的连续性。运输过程中应保证钢筋笼的整 体性，不弯扭、不沾泥，并保证注浆设备完好。钢筋笼吊装采用吊车起吊，吊点加强焊接， 确保吊装稳固。吊放时，吊直、扶稳，保证不弯曲、不扭转。对准孔位后，缓慢下沉下放， 避免碰撞孔壁。5.2.9 水下混凝土灌注施工：（是否应加入导管安装）1 清孔后立即接好储料斗，将隔水塞下到导管内水面处，固定之。2 混凝土装入储料斗、剪塞，混凝土由隔水塞前导流

13、入孔内，埋住导管底部。初灌混凝 土的量，通过料斗的体积和每次初灌时灌满料斗后再提起塞子来控制，混凝土初灌量应灌至 导管下口 2m以上。（是否应重点写一下初灌重要性）3混凝土灌注时，导管下口埋入混凝土的深度不小于2m,不大于6m,设专人及时测定, 以便掌握导管提升高度。每次拆卸导管，必须经过测量计算导管埋深，然后确定卸管长度，使混凝土处于流动状态，并做好浇注施工记录。混凝土灌注必须连续进行，中间不得间断。 拆除后的导管放入架子中并及时清洗干净。5.2.10 后压浆工艺：1 原理：本工程为桩端后压浆，采用外置式后压浆阀，成桩后实施无损注浆，其作用原理是：在 桩体形成 2 天后，由桩端的预埋管阀压入

14、水泥浆，通过浆液的渗透、劈裂、压密等方式，加 固桩底沉渣的固有缺陷，改善桩土界面，并使桩周一定范围内的土体得到加固，土体强度增 加，增大桩端承力，从而大幅度地提高单桩极限承载力和减小沉降量。粗粒土中的桩承载力增幅可达80%120%,细粒土中的桩承载力增幅为40%80%（软 土中的增幅最小）。（这一句话是不是冒出的有点突兀）2 压浆装置设置：桩端后压浆管阀必须设置于桩底，并伸出钢筋笼底端1020cm,压浆管附在桩身钢筋笼 上，端部安装注浆单向阀，压浆管为38mm焊接钢管。其功能有三：其一：为连接单向注 浆阀,伸出钢筋笼底端,插入土中 1020cm 以实施无损注浆；其二：如果需要可在注浆前 利用其

15、进行桩身完整性超声波测试；其三：为注浆后可替代截面钢筋。注浆管须伸出地面 0.2m 左右,上端预先封堵。若桩顶标高低于地面,可用钢管接长伸出地面,待注浆后卸下。根据本工程的具体条件，后注浆装置的具体设计为：设2根38mm焊接钢管固定于钢 筋笼上,底端各安一单向注浆阀,伸出钢筋笼底端 2025cm。3 后压浆工艺参数的确定：根据工程设计及场地的地质情况,拟采用以下压浆参数：1）注浆材料：水泥浆液,水灰比为 0.60,水泥 PO（C） 42.5；2）注浆量：桩端注浆量每根桩为预计水泥1.502.00吨；3）注浆压力：注浆终止压力控制在3.0MPa左右。根据注浆压力的变化和注浆量，实施间歇注浆或终止注浆;4）注浆施工时间及顺序：一般注浆起始时间可在成桩后 25（前后是否不太一致）天内进行,间歇时间约为 4 小时以上。5）注浆控制条件：注浆控制采用注浆量和注浆压力双控法。以水泥压入量控制为主,压力控制为辅。当注浆量难以满足要求时,一般桩底注浆终止压力不小于3.0Mpa。（是否加入施工人员在压浆时的记录）4 工艺流程：制作钢筋笼f设置压浆管f检查压浆管质量f吊装钢筋笼、安装压浆阀f检查压浆阀质 量f灌注混凝土f配置水泥浆f桩底压浆。