旋挖钻成桩施工工艺及质量通病控制

　　摘要：旋挖钻在公路工程桥梁桩基施工中，目前是一个较新的施工工艺，有比较多的优点，其中最主要的是比较安全、高效。 　　贵惠高速公路惠水特大桥，全长2418.04m，30m×18箱梁＋30m×62先简支后连续箱梁，全桥桩基础368根，地质条件主要为冲洪积砂、砾石、粘土夹砂碎石、紫红色厚层含泥质粉砂岩、含砾砂质泥岩夹透镜状角砾石工期紧，任务重，采用传统的成孔方法成桩速度慢，安全风险大；现贵州桥梁集团引进国内较为先进的宝峨BG 25型旋挖钻机，广泛推广于本项目钻孔灌注桩工程。旋挖钻机作为一项新兴产业, 具有高效、节能、低噪音、无污染、适应地层较广泛等这些无可比拟的优点，深得越来越多的施工单位的青睐。 　　钻孔完成后成桩施工工艺监理 　　1、钢筋笼制作与安放 　　a)钢筋笼制作必须按设计图纸要求精心加工。 　　b）钢筋的品种，钢号及尺寸规格应符合设计要求，其制作偏差符合下列规定： 　　主筋间距：±10mm；箍筋间距：±20mm；钢筋笼直径：±10mm 　　钢筋笼长度：±50mm；主筋弯曲度：≤1%；钢筋笼弯曲度：≤1% 　　c)钢筋笼焊接要求： 　　分段制作的钢筋笼，钢筋接长采用单面搭接焊，焊缝长10d，封闭箍和加强环采用单侧搭接焊，焊缝长10d，主筋焊接时接头应错开，在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的50%，螺族箍筋应大部分与主筋点焊，增加钢筋笼的强度。 　　d)扎口焊接时，上下主筋位置对正，保持钢筋笼上下轴线一致。 　　e)钢筋笼保护层要求： 　　1)钢筋笼入孔时应对准孔位轻放慢慢入孔，钢筋笼入孔后应徐徐下放，不得左右转动，严禁高起猛落强行下放。 　　2)焊接部位表面污垢应先行清除。 　　3)钢筋笼下放孔内符合要求后，可将主筋点焊于孔口护筒上或用铁丝牢固绑扎于孔口，以使钢筋笼定位和防止窜动。 　　2、下导管 　　(水下砼灌注必须加导管，防止砼离析)。下导管时要注意丝扣间的密封圈是否完好，如有破损马上更换。 　　3、下灌注导管后，二次清孔，确保孔底沉渣厚度符合规范要求。 　　清孔(清除孔底沉渣)；端承桩孔底沉渣不得大于10cm；摩擦桩孔底沉渣不得大于30cm；该循环方式为正循环清孔，适用于小口径孔(一般小于1000mm)；大口径桩清孔多采用泵吸反循环和气举反循环。 　　4、灌注砼混凝土至桩顶标高 　　1)对灌注导管要检查其圆满度，垂直度及其连接密封性按期对导管进行水封试验。 　　2)下入孔内导管的底部距孔底300-500mm，并做好记录。 　　3)隔水塞用和导管口径相符的皮球。保证足够的初灌量，保证埋深0.8～1.5m，连贯灌注时埋深2-6m，灌注应连续进行。 　　4) 派专人测量导管的埋入深度，并作好记录。灌注混凝土过程中，要经常探测混凝土面上升高度，检查埋管深度。混凝土上升到骨架底口 4m 以上时，再提升导管，使导管底口高于钢筋笼骨架底部 2m 以上，可以恢复灌注速度，保持正常的埋管深度，灌注接近桩顶时，要保持足够的导管高度，采用接入短导管等措施，水下混凝土灌注面高出桩顶设计高程 1.0～1.5m（此高度是根据该地层裂隙发育等情况暂定，具体由设计、监理及业主方确定），以便清除浮浆，确保混凝土桩身质量。拆除导管之前测量混凝土面高程，以保证灌注混凝土达到设计高程。 　　5)导管提升应保持居中，防止挂碰钢筋笼，拆下的导管要及时冲清干净。 　　6)灌注砼时充盈系数控制在1.1。根据试桩砼充盈系数为1.3，但此地层灌注砼时充盈系数可能会大于1.1，超出部分的砼应由甲方及监理签证认可。 　　7)接近桩顶时，由于导管内砼高度减少，压力降底，管外泥浆稠度比重增加，出现灌注困难，应提高漏斗高度。 　　8)砼灌注完成时，适时拨出护筒，并做好孔口防护，防止发生意外事故。 　　9)浇筑混凝土时，按设计及规范要求数量留置混凝土试件，测定 28d 强度。 　　5、桩的检测 　　利用超声波检测桩身的完整性。桩身完整性经检测达到设计要求即为合格。 　　施工过程常见质量通病及防治 　　1、塌孔 　　在钻进过程中塌孔：如果是轻微塌孔，不影响正常钻进可以不处理；如果塌孔严重不能再继续钻进，则需要回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。 　　在灌注过程中塌孔：在保证孔内水头的同时，应采用吸泥机吸出踏入孔中的泥土，如不再继续塌孔，可恢复灌注，如仍塌孔不停止，则需要拔出导管钢筋笼，回填土待自然沉实时机成熟后再钻进。 　　措施：当旋挖钻在易塌孔地区作业时，首先要保证配制的泥浆各项指标均符合要求，再次在钻进过程中，尽量做到慢进尺，尽量避免钻进过程中钻头对孔壁的碰撞，破环护壁泥皮，同时应减少钻头内钻渣掉入孔内破坏泥浆的配比。 　　2、导管进水 　　由于首盘混凝土封底失败或者灌注过程中导管接头不密封导致导管进水，或者灌注过程中将导管拔脱进水。当封底失败时，应及时将导管、钢筋笼拔出，用旋挖钻将孔底混凝土掏出，重新安装钢筋笼、导管，清孔合格后重新灌注。导管接头不密封需要换合格导管灌注，换导管和导管拔脱都需要在继续灌注之前，用捞浆桶或者泥浆泵等将二次安装的导管内的泥浆清除干净，注意精确计算好导管埋深，确保再灌注的顺利。 　　措施：灌注前应检查好导管的密封性，安装导管时要检查密封圈是否垫好，确保导管密封性良好。严格计算好首盘封底的混凝土方量，确保有足够的混凝土封底，灌注过程中准确测量导管埋深，避免导管拔脱。 　　3、浮笼 　　在灌注过程中发现钢筋笼上浮时，应立即减缓灌注速度，在保证导管有足够埋深的情况下，快速提升导管，待钢筋笼回到设计标高位置，再拆除导管。如导管埋深不够不能拆除导管时，则将导管快速提升（注意不要将导管拔脱），然后再缓慢放下导管，如此反复多次，直至钢筋笼回到设计标高位置。 　　措施：为防止钢筋笼上浮，在钢筋笼安装好后将其固定在钢护筒上；其次在灌注过程中应准确测量好混凝土顶面高程，当混凝土快进入钢筋笼时，应减缓灌注速度，并严格控制导管埋深。 　　4、卡管 　　在混凝土灌注过程中，混凝土在导管中下不去，首先应借用吊车的吊绳抖动导管，或者安装附着式振捣器使导管中混凝土下落。以上方法均不起作用时，则应该将导管拔出，清理导管内堵塞的混凝土后重新安装导管，清理干净导管内的泥浆后重新灌注。 　　措施： 灌注过程中要求严格控制好混凝土的和易性、坍落度来避免卡管。 　　5、偏孔 　　偏孔现象的类型 　　1)、急剧偏孔：一般情况是由地质造成，由于岩层风化程度，岩石分布不均匀等，下放钻斗到孔内某一位置是钻斗突然被卡住，或钻杆突然偏向一侧，说明孔内某一位置突然偏差。 　　2)、缓慢偏差：下放钻斗时随着孔深的延长，第一节钻杆靠向护筒一侧而偏离中心，说明孔内是朝着一个方向缓慢偏差，靠的越近孔偏的越多。 　　3)、无规律偏差：随着钻杆下放，第一节钻杆左右摇晃，或在干孔钻进时可直视孔内无规则螺旋式偏差现象，这种偏差现象多数是由全、强风化岩层，由于钻斗钻进时受力不均匀而导致纵向偏差。 　　偏孔现象的预防 　　1)、了解地质：考察工程时通过地质报告、岩芯取样、地理环境等，详细了解地质情况。旋挖钻机所处位置地面要平整，由于受地形限制的，应将履带用木块垫平；钻机回旋清零，深度清零。把钻斗对准桩的中心，把变幅切换到加压即可开钻。 　　2)、钻斗：通过试挖实践验证，确定钻机操作程序和工艺，钻进易偏位的底层时可使用后浮动。螺旋钻斗就比双底捞沙斗能更好地预防偏差，原因是螺旋钻斗的钻进阻力小，在加上先导钻进方式可有效预防偏孔。 　　3)、优化钻斗：尽可能地优化钻斗，让其钻斗降低钻进阻力，特别是中心先导尖具有定位作用，可有效预防偏孔。 　　4)、导向钻斗：可在螺旋钻斗或双底钻斗钻体上方焊接与孔径相符的2米长的护筒，通过加长钻斗导向钻机，此方法可有效预防偏孔。 　　5)、操作：控制浮动、保持钻斗每一次入孔精准和钻杆垂直，控制加压、钻速、放缓钻机速度可有效降低偏差。 　　6)、钻进方式：通过振动和负载判断当前地质情况，而改变钻进方式：比如切削钻机、破碎式钻机、拨动式钻进和碾磨式钻进，通过改变钻进方式也可有效预防偏孔。