旋挖桩的施工工艺设计过程及质量要求及检查.docx

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旋挖桩的施工工艺设计过程及质量要求及检查

旋挖桩的施工工艺过程及质量要求与检查

1．旋挖桩工艺流程

（一）放样定位

工程开工前，根据轴线及桩位布置情况，在场地建立测量控制网，然后依据控制网测放各桩位中心点。

（二）旋挖机就位

钻机就位必须稳固、正、水平，定位，钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。

（三）埋设护筒

护筒直径应比桩直径大200mm，长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m的要求，护筒顶端高出地面0.3m，护筒埋设的倾斜度控制在1%以，护筒埋设偏差不超过30mm，护筒四用黏土回填，分层夯实。

（四）旋挖机成

结合以往施工经验，我采用现代工具旋挖机进行成：

在护筒埋设并定位后，使用SR-250型转挖机钻进，该钻机扭矩大，转速高，成效率高，适合在中风化层中钻进。

钻机在就位时应重新测量、定位，在成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壁表面形成泥皮，它和泥浆的自重对壁起到保护作用，防止壁坍塌。

通过成施工，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加清水的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，这样有利于钻进和壁的稳定。

（五）清（如有扩大头才需清）

在钻机钻至设计深后，将钻头降至底，慢转，重点是清出扩大头扩出的余泥。

（六）钢筋笼制作与安放

1．钢筋笼制作

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，还应符合规定。

制作好的钢筋笼，即进行逐节验收，合格后挂牌存放。

2．钢筋笼安放

钢筋笼长（超过16m）在口焊接，单面焊10d，焊缝高度≥0.3d，焊缝宽度≥0.7d。

两段笼子应保持顺直，同截面接头不得超过配筋的50%，间距错开，不少于35d。

钢筋焊接完好后，应缓慢下放入，禁砸笼。

（七）下导管

1．导管的选择

采用丝扣连接的导管，其径φ250～φ280，底管长度为4m，中间每节长度一般为2.5m。

在导管使用前，必须对导管进行外观检查、对接检查。

（1）外观检查：

检查导管有无变形、坑凹、弯曲，以及有无破损或裂缝等，并应检查其壁是否平滑，对于新导管应检查其壁是否光滑及有无焊渣，对于旧导管应检查其壁是否有混凝土粘附固结。

（2）对接检查：

导管接头丝扣应保持良好。

连接后应平直，同心度要好。

经以上检验合格后可投入使用，对于不合格导管禁使用。

导管长度应根据深进行配备，满足清及水下混凝土浇筑的需要，即清时能下至底；水下浇筑时，导管底端距底0.5m左右，混凝土应能顺利从导管灌至底。

2．导管下放

导管在口连接处应牢固，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壁。

（八）混凝土浇筑

1．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口倒入料斗。

2．水下混凝土浇筑：

浇筑前，对不同直径、深度的桩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。

3．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。

（九）起拔护筒

混凝土浇筑结束后，即起拔护筒，并将浇筑设备机具清洗干净，堆放整齐。

（十）回填桩

桩混凝土浇筑完成后，应将上部未灌混凝土部分利用场地护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填，回填满后，用混凝土重新将口封住，变成整块硬地坪场地。

成容

1．成前：

需对钻具参数进行标定，包括钻头高度、直径、主杆长度、加杆长度、口及平台标高、底标高。

2．在钻进过程中应记录以下参数：

泥浆比重、黏度、钻进速度、转速及进尺速度，各地层钻进异常情况描述。

3．终深及时记录，调节泥浆比重与时间记录，测量深记录，提钻时间记录。

2钻阶段质量控制

1）桩位放样在进行场地整平后组织有资格的测量放样人员，将所有桩位

放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案。

2）埋设护筒用拉线法做桩位偏差检查，桩位偏差应满足规要求。

3）成成采用正循环回转钻进施工技术，用钻头钻进，根据不同层次的

土质结构，选择不同的转盘转速和进尺进行控制。

在砂层钻进和进入强风化花岗

岩层后，因土层太硬会引起钻锥跳动及钻锥偏斜、加大钻杆摆动，因此选择低档

慢速，优质泥浆大泵量法钻进。

转盘转速参数取值13~40v/min,成深度按设

计要求进行控制，设计要求为桩进入强风化花岗岩层5m.

4）泥浆护壁在钻进过程中根据地层不同情况保持一定的静水水头压力，

按平衡钻进原理指导泥浆管理工作，尽量利用地层粘土自然造浆。

泥浆稠度不能

满足要求时应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆，以提高泥浆稠度，确

保钻进过程不塌、不缩。

桩施工采用一次性全面不间断作业，施工中根据

出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时适当增大泥

浆相对密度和粘度，保持水头高度，尽量减轻冲液对壁的影响，同时降低

转速和钻压以满足施工质量控制要求。

工程泥浆性能指标如下表。

指标地层一般地层松散易塌地层

相对密度1.05~1.151.12~1.16

粘度（Pa.s）18~2524~28

5）事故预防措施①选择有经验、责任心强的施工队伍，保证操作人

员的素质；②加强钻具检查，对加工不良的钻具禁使用；③对水头高度，

泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测，发现问题及时解决，尤其在钻排渣、

提锥除土或因故停钻时应保持具有规定的水位和要求的泥浆性能指标，以防

坍；④钻作业应分班连续进行，经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样，

判明土层，然后跟地质剖面图核对，根据土层情况采取相应措施，保证施工质量；

⑤升降钻锥须平稳，钻锥提出井口应防止碰撞护筒、壁，防止钩挂护筒底部，拆装钻杆时力求迅速。

6）清清是桩施工、保证成桩质量的重要一环，通过清确保桩

的质量指标、底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和壁泥垢等符合桩质量要求。

本次采用正循环回转钻进技术，其清法：

桩终后将钻具提高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

底沉渣且使壁泥质、泥浆含砂量小于4%为止。

工程桩因有较厚的松散易

坍土层，清后不能立即终，而在下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二

次清作业，以使砼灌注前底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。

旋挖钻机成过程常见不良现象

3.1护筒冒水

护筒外壁冒水，重的会引起地基下沉、护筒倾斜和位移，造成桩偏斜，甚至无法施工。

病因分析埋设护筒时围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。

防治措施埋护筒时坑底与四要选用最佳含水量的粘土分层夯实；在护筒适当高度开，使护筒保持有1~1.5m的水头高度；起落钻头时防止碰撞护筒；初发现护筒冒水时可用粘土在四填实加固，如护筒重下沉或位移则应返工重埋。

3.2钻进极慢或不进尺

在硬可塑粘土层中钻进极慢，一般为8~10h,占单桩钻进进间的60%~70%.

病因分析钻头选型不当，合金刀具安装角度欠妥，刀具切土过浅，钻头配重过轻，钻头被粘土糊满。

防治措施更换或改造钻头，重新安排刀具角度、形状、排列向，加大配重、加强排渣、降低泥浆比重或改用钻进式，采取反循环钻进式。

3.3桩壁坍塌

成中或成后，壁不同程度塌落。

成中排出的泥浆不断出现气泡，有时护筒的水位突然下降，均为塌的兆头。

病因分析主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；护筒埋设不好，筒水位不高；提住钻头钻进；钻头钻速过快或空转时间太长都易引起钻下部坍塌；成后待灌时间和灌注时间过长。

防治措施在松散易坍土层中适当深埋护筒，密实回填土，使用优质泥浆，提高泥浆比重和粘度，升高护筒，终后补给泥浆，保持要求的水头高度，保证钢筋笼制作质量，防止变形；吊设时要对准位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞壁；成后待灌时间一般不超过3h,并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间；在钢筋笼未下的情况下，浆砂、粘土混合物回填至坍塌深以上1~2m,或全回填并密实后再用原钻头和优质泥浆扫；在钢筋笼碰壁而引起轻微坍塌的情况下，用直径小于钢筋笼径的钻头以优质泥浆扫或用导管清。

3.4桩局部缩颈

局部缩颈是指局部径小于设计径。

病因分析泥浆性能欠佳，失水量大。

引起塑性，土层吸水膨胀，或形成疏松，蜂窝状厚层泥皮；邻桩施工间距不当，土层中应力尚未消散，新壁软土流变；钻头直径磨损过大。

防治措施采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度，降低失水量；当设计桩距<4D时应跳隔1~2根桩施工；新桩尽可能在邻桩成桩36h后开钻；选用双导正环保径的笼状钻头；用泥浆和足尺寸钻头扫；扫通清后尽快灌注砼。

3.5桩偏移倾斜

成后桩出现较大垂直偏差或弯曲。

病因分析钻机安装不平或钻台下有虚土产生不均匀沉陷；桩架不稳，钻杆导架垂直，钻机磨损，部件松动；护筒埋设偏斜，钻杆弯曲，主动钻杆倾斜；遇旧基础或大等地下障碍物，土层软硬不均或基岩倾斜。

防治措施钻机安装正、水平、稳固、无束前缘切点，转盘中心和护筒中心三点面一线；护筒不偏斜，钻杆不弯曲，主动钻杆保持垂直，增添导向架，控制提引水龙头，尽可能采用钻挺加压；清除地下障碍物；除软硬互层采用轻压慢转技术参数外，从软塑粘土层，尤其流塑粘土层和砂层进入硬塑粘土层或从粘土层进入基岩时，笼装钻下端的锥形导向小钻头需改用平底导向小钻头，或者直接用不带导向小钻头的平底钻头钻进；采用沉井、控桩等式清除地下障碍物；在硬塑料粘土层发生偏斜时，用砂、料土混合物回填偏斜以上1~2m,待密实后用平度合金钻头轻压慢转倾斜；在基岩面发生偏斜时，可投入20~40mm粒径碎，略高于偏斜处，冲击密实后用平底合金钻头、牙轮滚刀钻或平底钢粒钻头纠斜。

3.6底沉渣过多

底沉淤，残留泥砂过厚或壁泥土塌落在底。

病因分析清未净，清泥浆比重过小或清水置换；钢筋笼吊放未垂直对中，碰刮壁泥土坍落底；清后待灌时间过长，泥浆沉淀；沉渣厚度测量的底标高不统一。

防治措施终后钻头提高底10~20cm,保持慢速空转，维持循环清时间不少于30min;清采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度不要直接用清水置换，钢筋笼垂直缓放入；用平底钻头时沉渣厚度从钻头底部所达到的底平面算起；用底部带圆锤的笼头钻头时沉渣厚度从钻头底部所达到的底平面算起；或采用导管二次清水，冲时间以导管测量的底沉渣厚度达到规要求为准；提高砼初灌时对底的冲击力，导管底端距底控制在30~40cm,初灌砼量须满足导管底端能埋入砼中1.0m以上的要求，利用隔水塞和砼冲刷残留沉渣。

4旋挖钻机成桩过程常见不良现象

4.1导管堵塞

灌注过程中，砼在导管中不能下落，影响灌注工作顺利进行。

病因分析初灌时隔水塞堵管；粗骨粒径过大；砼坍落度不合要求，和易性、流动性差，拌合不均匀产生离析；导管连接部位和焊缝不密时，发生漏水，管形成水塞；当管砼不满而含有空气时，砼整斗倾入导管，导致管形成高压气塞，或气塞挤破管节间密封垫继而导致导管漏水；机械发生故障，导管砼已初凝，增大下落阻力。

防治措施隔水塞直径应与导管径匹配，能从管顺利排出，隔水胶垫应安装在隔水塞的顶面，先储灌0.2~0.3m3水泥砂浆，后灌注砼，防止骨粒长阻水塞，选用粒径小于25mm的粗骨料，其最大粒径不大于导管径和钢筋笼主筋最小净距的1/4;格砼配合比，坍落度控制在16~22cm,坍落度降低至15cm的时间一般不宜小于1h;砼拌合均匀，搅拌机拌合时间大于90s;确保导管连接部位和焊缝的密封性，导管应在大于0.5~0.7MPa下试压，时间大于15min而不泄漏，以免在导管形成水塞；浇灌过程中砼宜倒入漏斗的导管，避免在导管形成高压气塞；为确保机械运转正常必须有备用搅拌机，必要时可在砼中掺加缓凝剂；采用长杆冲捣，强力抖动导管，或在导管上端安装震动器等法迫使隔水塞或砼下落，如上述法处理无效，应立即提出导管进行清理，视砼情况重新浇灌或接桩处理；当隔水塞堵塞导管时可将提管时散落在底的砼拌合物清除，重新下隔水塞浇灌；当砼尚未初凝时尽快清理导管，重新下至砼面，开泵冲冼浮浆后重新下隔水塞浇灌，隔水塞冲出后尽可能将导管向下插入原先浇灌的砼，原位上下穿插导管，使砼混合密实，再继续浇灌；砼初凝后可用较钢筋笼直径稍小的钻头钻进至原先导管的底端埋置深度重新清，最好增加一节较小直径的钢筋笼埋入新，按正常程序浇灌砼。

4.2钢筋笼上浮或下沉

系指钢筋笼的位置高于或低于设计位置的现象。

上浮较大时降低了桩体抗水

平剪切能力；下沉过多给土建施工带来麻烦和损失。

病因分析钢筋笼放置初始位置过高或过低，砼流动性过小，导管在砼中埋置深度过大（6m以上），钢筋笼被砼顶托上浮；导管掩埋过长，提升时易摇晃难以对准笼的中心，易发生挂笼现象；导管提升过程砼下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮；钢筋笼制作质量不佳或吊装不当而变形；或桩倾斜，钢筋笼随之而变形，增加了砼上升力；笼底钢筋向弯折钩挂导管；钢筋笼与口固定不变，在自重及受压时将铁丝拉长而沉；或钢筋笼自重太轻，被砼顶起。

防治措施钢筋笼旋转初始位置准确无误并与口固定牢固。

为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力，可采用吊装加套管等法顶住钢筋笼上口；加快灌注速度，缩短浇灌时间或添加缓凝剂，防止砼顶层进入钢筋笼时流动性变小，砼接近笼底时控制导管埋深在1.5~2m,尽量减少穿插导管，改用转动导管密实砼；每浇灌一斗砼，检查一次埋深，勤测深，勤拆管，直到钢筋笼埋牢后恢复正常埋置深度，一般控制在2~4m,最大不超过6m,便于转动移位；钢筋笼上升时停止浇灌砼，检查埋管深度，拆除部分导管，保持埋管1.5~2m,导管钩挂筋笼时要下降导管，转动移位脱钩后上提。

4.3断桩

砼凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土充填的间断桩，影响了桩本

身的整体性，降低了桩体强度和承载力，以至不满足设计要求。

病因分析坍落度损失大的配和浇灌过程不连续是造成断桩的重要原因，灌注过程中发生埋管、卡管以及其他一些情况都将造成断桩：

①埋管：

导管在砼中掩埋过长，钢筋笼变形，灌注时间过长，砼已初凝，阻力成倍增长，导管被卡死在砼；法兰盘顶住钢筋笼下端，由于斜大，笼与壁摩擦阻力过大，加上笼已有一定高的砼使导管无法提升；②卡管：

骨料级配不合理，含有大粒径的卵、漂砾；砼出拌和机时间或运输路程过长，已产生离析局部初凝现象而直接用于灌注，导管密封不良，局部漏水。

防治措施按有关规要求，通过计算机和试配确定砼配合比，砼应具良好的和易和流动度，坍落度损失应满足灌注要求，初凝时间应为正常灌注时间的2倍，要求灌注过程连续、快速，防止出现上述埋管、卡管及其它情况。

5旋挖钻机不良现象的处理

5.1坍

在灌注过程中如发现井护筒浆泥浆位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒

出气泡，应怀疑是坍征象，可用测深锤探测。

如测深锤原系停挂在砼表面未取

出的现被埋不能上提，或测深锤探测砼面时达不到原来深度，相差很多，均可证

实确为坍。

坍原因可能是护筒底脚围漏水，水位降低或在潮汐河流中，当涨潮

时水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒围堆放重物或机器

振动等均可引起坍。

发生坍后应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、

排除振动等，防止继续坍，然后用吸泥机吸出坍入中的泥土，如不继续坍

可恢复正常灌注。

坍不重时可回填至坍位置以上，并采取改善泥浆性能、

加高水头、埋深护筒等措施，继续钻进。

坍重时应立即将钻全部用砂或小

砾夹粘土回填，暂停一段时间后查明坍原因，采取相应措施重钻。

坍部位

不深时可采取深埋护筒法，将护筒围土夯实重新钻。

5.2身偏斜

遇有身偏斜、弯曲时应分析原因，进行处理。

一般可在偏斜处吊住钻锥反

复扫，使钻正直；偏斜重时应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进。

5.3扩、缩

遇有扩、缩时应采取防止坍和防止钻锥摆动过大的措施。

缩是钻锥

磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应

注意及时焊补钻锥，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。

已发生缩时宜在该

处用钻锥上下反复扫以扩大径。

5.4糊钻、埋钻

糊钻、埋钻常出现于正循环（含潜水钻机）回转钻进和冲击钻进中。

遇此

应对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆径大小、排渣设备进行检查计算，并控制适

当的进尺；若已重糊钻，应停钻提出钻锥，清除钻渣。

5.5卡钻

卡钻常发生在冲击钻。

卡钻后不宜强提只宜轻提，轻提不动时可用小冲击

钻锥冲击或用冲、吸的法将钻锥围的钻渣松动后再提出。

5.6掉钻落物

掉钻落物时宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥沙埋住，

应按前述各条，先清除泥砂，使打捞工具接触落体后再打捞。

在任情况下，禁施工人员进入没有护筒或其它防护设施的钻中处理故

障。

当必须下护筒或其它防护设施的钻时，应检查无有害气体，并备齐防

毒、防溺、防坍埋等安全设施后可行动。