福建信息职业技术学院建筑工程学院 福建福州 350003
摘要： 论文讨论了旋挖钻孔桩灌注桩在工程中的应用，施工技术要求，工艺流程。环保特点突出，施工现场干净，成孔所用泥浆基本上等于孔的体积，且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。旋挖钻机的地层适应能力强，旋挖钻机可以适应于淤泥质土，粘土，砂土，卵石层等地层。在孔壁上形成较明显的螺旋线，有助于提高桩的摩阻力。为旋挖钻孔桩灌注桩施工方案提供参考。
关键词： 旋挖钻孔桩灌注桩 摩阻力 反循环 长螺旋钻
1．前言
旋挖钻对地层适应较广，既适应粘性土，沙性土，也适应高度不强的风化岩，并且不需要多大的空间可投入施工。可在水位较高，卵石较大等用正，反循环及长螺旋钻无法施工的地层中施工，自动化程度高，成孔速度快，质量高。最重要的是，工程的质量和进度得到了充分的保证。
2．旋挖钻孔桩的施工特点[1]
可在水位较高、卵石较大等用正、反循环及长螺旋钻无法施工的地层中施工。自动化程度高、成孔速度快、质量高。钻机为全液压驱动，电脑控制，能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度，最大限度地保证钻孔质量。其工效是循环钻机的20倍，最重要的是，工程的质量和进度得到了充分的保证。伸缩钻杆不仅向钻头传递回转力矩和轴向压力，而且利用本身的伸缩性实现钻头的快速升降，快速卸土，以缩短钻孔辅助作业的时间，提高钻进效率。
环保特点突出，施工现场干净。这是由于旋挖钻机通过钻头旋挖取土，再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出孔内再卸土。旋挖钻机使用泥浆仅仅用来护壁，而不用于排碴，成孔所用泥浆基本上等于孔的体积，且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。目前很多城市在施工中的排污费用明显提高，使用旋挖钻机可以有效降低排污费用，并提高文明施工的水平。
履带底盘承载，接地压力小，适合于各种工况，在施工场地内行走移位方便，机机动灵活，对桩孔的定位非常准确、方便。
旋挖钻机的地层适应能力强旋挖钻机可以适用于淤泥质土、粘土、砂土、卵石层等地层。在孔壁上形成较明显的螺旋线。有助于提高桩的的摩阻力。吊放钢筋笼、灌注砼等施工场地较其他工艺容易布置。自带柴油动力，缓解施工现场电力不足的矛盾，并排除了动力电缆造成的安全隐患
3．旋挖钻施工工艺
3.1放样定位测量控制
工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地内建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。开孔前，桩位应定位准确。桩位轴线采取在地面设十字控制网和基准点。钻机就位时，确保垂直度偏差不大于1%。
3.2旋挖机就位
在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,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。旋挖钻机就位后，在测量和施工人员的指导下，钻尖对准桩位中心，钻机旋挖至一定深度取出土后下放护筒。一般护筒埋深1-2m，根据现场情况护筒应高出地面30cm左右为宜。钻机就位必须稳固、周正、水平，定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。
3.3旋挖机成孔
除干孔作业外钻机在就位时应重新测量、定位，在成孔过程中采用泥浆护壁。利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆，根据实际需要可对泥浆的比重进行调节，在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2～1.3 之间，泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用，防止孔壁坍塌。通过成孔施工，泥浆护壁效果比较好，完全可以满足施工的需要。可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重，根据实际施工需要，泥浆比重一般控制在1.3 以上，这样有利于钻进和孔壁的稳定。
3.4清孔（干孔作业可参照）
当钻进至设计桩底标高时，应及时停止钻进，提出钻头，并让成孔桩静止0.5h。此地层在0.5h之内，悬浮在泥浆中的砂砾沉淀接近80％，此时用钻具贴近桩底进行第一次清孔，孔底沉渣不得大于设计要求，泥浆密度比较稳定，方可进行下一道工序，直至第二次清孔。清孔是孔桩施工、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。
桩孔终孔后将钻具提高20~50cm,采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆并维持正循环30min以上，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥质、泥浆含砂量小于4%为止。工程桩孔因有较厚的松散易坍土层，清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。
3.5钢筋笼制作与安放[2]
钢筋笼在现场分节制作，主筋与加强筋全部焊接，螺旋筋与主筋采
用隔点焊加固，钢筋笼制作符合设计要求外，还应符合表2 规定。
制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。
钢筋笼制作允许偏差表
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钢筋笼长（超过16m）在孔口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d。两段笼子应保持顺直，间距错开，不少于35d。钢筋焊接完好后，应缓慢下放入孔内，严禁砸笼。
3.6下导管
采用丝扣连接的导管，其内径φ250～φ280，底管长度为4m，中间每节长度一般为3m。在导管使用前，必须对导管进行对接检查。
经以上检验合格后方可投入使用，对于不合格导管严禁使用。导管长度应根据孔深进行配备，满足清孔及水下混凝土浇筑的需要，即清孔时能下至孔底；水下浇筑时，导管底端距孔底0.5m 左右，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。
导管在孔口连接处应牢固，设置密封圈，吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳定沉放，避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。
3.7混凝土浇筑[3]
混凝土车搅拌运输:混凝土坍落度控制在18～22cm；用搅拌车混凝土直接到孔口倒入料斗内。
水下混凝土浇筑：浇筑前，对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。施工中要保证浇筑初灌.量。浇筑时导管埋深控制在2～6m，拆管前专人测量孔内混凝土面，并做记录，浇筑混凝土接近桩顶标高时，应控制最后一次浇筑量，确保桩顶标高符合设计要求。
试块制作：在浇桩过程中，随机抽取1～2 盘混凝土做试块，每支桩应做一组试块，制作好的试块在12h 后拆模，放置静水中养护。试块评定采用数理统计法评定。
3.8拆除护筒
混凝土浇筑结束后，即混凝土初凝后、终凝前拆除护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。
3.9工程验收[4]
工程桩施工完毕28天，强度达到设计要求后按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）要求进行桩大、小应变检测，每根桩要进行小应变检测，且抽取一定数量的桩进行大应变检测。桩基检测应由具备检测资格的单位进行，作大应变的桩由监理及设计院共同确定，既要具有代表性，又能反映出施工的真实情况。
桩基施工完毕后及时绘制竣工图，作好桩位平面复核，整理好竣工资料，并请质量监督部门及时搞好工程桩的竣工验收，及时交付上部结构施工。
4.施工注意事项[5]
旋挖钻机一般适用粘土、粉土、砂土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层，借钻具自重和钻机加压力，切入土层，在回转力矩的作用下钻斗同时回转配合不同钻具，适应于干式（短螺旋）、湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业。根据不同的地质条件选用不同的钻杆、钻头及合理的斗齿刃角。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可以适应微风化岩层的施工。目前，旋挖钻机的最大钻孔直径为3m，最大钻孔深度达120m，（主要集中在40m以内），最大钻孔扭矩620kNm。
5．结语
旋挖钻进施工前须核对地形，地貌研究地质水文资料，核查设计勘探地质与实际地质相符情况。逐孔根据各地层地质资料研究确定钻进方案。钻进过程中逐孔总结钻进经验，绘制成孔地质柱状图，与勘探设计资料进行对比分析和预测地质状况。井孔渗流不大时，建议用水泵将孔内渗水抽干后在行旋挖。在有限的施工场内准确掌握旋挖钻成孔时间，钢筋笼吊装时间和混凝土灌注时间，以便单孔形成连续均衡作业，桩形成有序流水作业，坚决避免成孔放置时间过长造成塌孔。
参考文献:
[1]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
[2]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
[4]《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）
[5]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002，J220-2002）