浅析现代建筑中旋挖机钻孔灌注桩施工工艺及质量控制
摘要：桩基施工具有极强的隐蔽性，受到施工中各道环节与各种因素的影响，施工质量波动较大。本文结合工作实际对旋挖桩的施工工艺及质量控制进行探讨研究。
一、旋挖桩的概念
旋挖桩施工是利用钻杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加液压作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔，是一种新型的桩基础施工工艺。
土木工程、建筑、水利工程
二、旋挖桩施工工艺
1.场地布置
根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。在进行场地整平后，组织有资格的测量放样人员，按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案。规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离；以免影响孔壁稳定。
2.护筒的埋设
护筒的埋设偏差应符合施工规范的相关规定，桩基定位后，依据桩位拉十字线钉设四个控制桩，以四个控制桩为基准埋设钢护筒，为了防止孔口坍塌，所以护筒的埋设是旋挖桩作业中的关键。护筒选用5毫米~10毫米厚钢板卷制而成，护筒埋设时顶端高出地面不少于20cm。上部开设2个溢浆孔，护筒埋设时，主要利用钻机旋挖斗将其静力压入土中，并保持水平，护筒中心竖直线应与桩中心线应重合，水平位置允许偏差为10cm，倾斜度偏差不大于1%。
3.旋挖钻机就位
在桩位复核正确，护筒埋设符合规范要求，护筒、地坪标高已测定完成的情况下，钻机方能就位；旋挖钻机定位要准确、垂直、稳固、水平,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上。旋挖钻机就位后，钻机钻杆具有自动导向功能，为保证桩孔垂直度、孔位准确，现场采取钻机自动导向，人工指挥、监测方式进行控制。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，旋挖钻机对地基承载力要求较高，现场场地如能满足桩机工作的承载力，可不做场地硬化处理。如地基承载力较低，需对场地进行处理。
4.泥浆制作
钻孔泥浆在泥浆池内制备，一般100 L的水需加8 kg的膨润土,对于黏性土层,膨润土可降低到3～4kg。由于情况各异,稳定液的性能指标和配合比,必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途而有所变化。
控制泥浆比重和粘度非常重要，是防止塌孔的方法，对软粘土采用原土自然造浆护壁，对砂土采用红粘土泥浆护壁，泥浆比重应根据土质、钻进深度做适当调整。
一般地质泥浆比重1.1～1.3，粘度16～22（S）。
松散地质泥浆比重1.3～1.6，粘度19～26（S）。
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5.成孔
成孔前必须检查钻头直径、保径装置、钻头磨损等情况；依据土层情况选择钻斗底部切削齿的规格、角度和形状；根据护筒的标高、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。
成孔时按试桩施工确定的参数进行施工，现场设专职记录员。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：当软地层变为硬地层时，要减速慢进；由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；在容易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，以防止缩径。同时应时刻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。
6.清孔
清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。清孔应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行，第二次清孔是在下放钢筋笼和浇注混凝土的导管安装完毕后进行，此时孔底沉渣厚度应小于50mm。从停止清孔到开始浇注混凝土的时间应控制在1.5h~3h，一般不超过4h，否则需重新清孔。清孔可采用正循环清孔或泵吸、气举反循环清孔。严禁用超钻的方法代替清孔，因为这将会极大地降低桩端承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5m~2.0m防止塌孔。
7.钢筋笼制作与安装
钢筋笼一般在现场就地制作，采用木枋作为工作平台，平台面要水平，主筋间距、箍筋间距、钢筋笼直径及长度严格按设计图纸及施工规范制作，主筋搭接必须错开1m或以上，钢筋笼必须设保护垫块，制作好的钢筋笼要在水平场地上用木枋架空堆放，用吊机起吊安装，各段钢筋笼的接口应对准，上下节钢筋笼保持垂直，接口按设计要求进行驳接。监理工程师根据设计要求和验收规范、施工规范和施工合同文件的规定，检查钢筋笼的制作质量，包括钢筋规格、数量、间距、除锈、接头及骨架尺寸、加劲箍、定位筋安装等项目，要求主筋与加强筋、定位筋全部焊接。
8.水下浇筑混凝土
水下浇筑混凝土是旋挖桩最后一道关键性工序，施工质量将严重影响旋挖桩的质量，所以在施工中应特别注意。水下混凝土封底，必须有隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。导管埋深：保持在2m-6m为宜，严禁导管提出砼面。开始灌注时，借助砼重量排除导管内的泥浆，首次浇灌时，初灌筑导管底端能一次埋入0.8～1.2m，并且导管内存留的混凝土高度足以抵制钻孔内的泥浆侵入。在实际浇灌混凝土过程中，经常检查导管埋置深度。要连续浇灌混凝土，不得中断，导管埋置深度最小不得小于1.5m，最大不得大于8m，超过8m容易造成钢筋笼上浮，堵管、埋管、挂钢筋笼等现象发生，造成质量事故；拨管时，应先测量混凝土面高度，根据导管埋深，确定拨管节数；要勤检查，确保均匀拨管，保持埋深在2～6m。浇注混凝土完毕，立即拆除导管，清洗管内残留混凝土及四周泥沙等，并做好检修及保养。
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三、旋挖桩施工质量控制
1.施工质量技术保证措施
①严格按设计图纸要求及工程基线、轴线进行桩的测量定位，经复核无误后才能进行桩的施工。护筒埋设应符合设计及施工要求，护筒顶平面偏差不大于5cm；
②成孔过程中应严格控制孔内的泥浆指标，泥浆顶的标高应始终高于地下水位；
③旋挖期间应经常检查桩的平面位置及倾斜度，确保桩位准确及桩孔垂直；
④在距离浇筑混凝土的旋挖桩中心距离5m范围内，24小时后才能进行桩的旋挖。另外旋挖应连续作业，无故不得中途停止；
⑤清孔后在灌注水下砼之前泥浆指标及沉渣厚度应符合设计要求；
⑥钢筋笼制作应符合设计尺寸，笼体应完整牢固，并采用垫块保证钢筋笼有适当的保护层；
⑦安放钢筋笼时，笼顶平面偏差及标高必须准确，并采取措施稳固在护筒上，在浇灌桩芯混凝土时须经常检查钢筋笼有无变位，在提升导管或拔钢护筒时，必须防止钢筋笼被提升；
⑧水下混凝土灌注应严格按操作规程的要求进行施工，应尽量缩短浇注时间，坚持连续作业，确保开塞时砼的初存量，并应控制好埋管深度，埋管深度在2～6m；
⑨钢筋、混凝土等原材料进场计划、准备情况、质量证明和检验结果应符合施工合同、规范和标准的要求，监理按规定进行独立抽检；
⑩现场施工人员应坚守岗位，各负其责，加强安全防范。某一环节衔接不到位就易造成工程质量事故，因此施工中的每一个步骤都要加强安全防范工作。
2.灌注混凝土中途出现问题的处理措施
①灌注开始不久或者中途堵塞时，可用长杆冲捣并用振动器振动导管；
②在混凝土处于井孔水面以下不很深的情况下导管进水时，可采用底塞隔水的方法，并外加一定的压力，重新插入导管，恢复灌注；
③水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制，灌入时间较长时，可通过试验在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延迟其凝结时间。
四、结语
建筑旋挖桩施工的过程中，管理人员一定要做好协调与统筹，对于施工中遇到问题需要及时给以妥善处理。技术人员一定要熟悉施工工艺流程，加强各工序衔接与控制，保证工程质量。