旋挖钻孔灌注桩成孔及质量控制简述

旋挖钻孔灌注桩成孔及质量控制要点简述

一、施工工艺流程

二、施工操作工艺

1、测量放线及定桩位

依据设计资料，复核桩位轴线控制网和高程基准点。确定桩位中心，以中心为圆心、以大于桩身半径在四周设立十字护桩，做好标记并固定好。

2、配置泥浆

钻孔前应拌制足够护壁泥浆，本工程采用优质泥粉为主、少量的粘土为辅的泥浆制备材料，新拌制的泥浆应放置24小时以上或加分散剂，使膨润土充分水化后方可使用。造孔用的泥浆材料必须经过现场检测合格后，方可使用。泥浆质量控制主要指标为比重 1.1～1.25，粘度18～25s，含砂率≤5％，必要时，加适量的添加剂；泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理，泥浆制作场地以利于施工方便为原则。钻孔过程中要经常测定泥浆技术指标，根据工程钻进需要，随时调整泥浆比重，保持各项指标符合要求，不因泥浆过浓影响进度，过稀导致塌孔等。

表一：注入孔口泥浆性能技术指标

表二：排出孔口泥浆性能技术指标

表三：清孔后泥浆性能技术指标

3、埋设钢护筒

护筒直径至少比桩径大200-300mm，以便钻头在孔内自由升降，护筒的制作及埋设的原则：

3.1、护筒采用钢护筒，用5mm的钢板制作，其内径大于钻头直径200mm。护筒顶部应开1~2个溢浆口。为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧用Φ28钢筋各焊一道加劲肋。

3.2、护筒埋设时要保证护筒中心线与桩中心线重合，且要保证护筒壁上下垂直。

3.3、所有钢护筒埋设后，顶部应高出地面0.2～0.5m，四周用粘土夯实，以防护筒渗漏泥浆。

3.4、护筒埋设时，在护筒顶面挂好十字线，将十字线中心与已标定好的桩中心线垂直对中，保证护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm，埋设中保证护筒斜度不大于1%。护筒埋深不小于2m，当表层土松软时，宜将护筒埋置到较坚硬密实的土层至少0.5m，护筒四周回填黏土并分层夯实。护筒埋设采用挖埋法；埋设应准确、稳定。

3.5、护筒内存储泥浆使其高出地下水位和保护桩孔顶部土层不致因钻头（钻杆）反复上下升降、机身振动而导致坍孔。

4、钻机就位及钻进

钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移。根据测量所放桩孔中心，将钻机中心对准桩孔中心，并保证钻杆中心同桩孔中心在同一铅垂线上。为准确控制钻孔深度，要在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。钻机就位误差：水平高差不超过3mm；中心偏差不大于15mm。

5、钻孔

成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工

过程对钻头磨损超标的及时更换；根据土层情况正确选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；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。

成孔中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。记录必须认真、及时、准确、清晰。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率；砂层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度。同时应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。因故停机时间较长时，应将套管口保险钩挂牢。

钻机就位时，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。为准确控制孔深，应备有校核后百米钢丝测绳，并观测自动深度记录仪，以便在施工中进行观测、记录。钻进过程中经常检查钻杆垂度，确保孔壁垂直。钻进过程中必须控制钻头在孔内的升降速度，防止因浆液对孔壁的冲刷及负压而导致孔壁塌方。钻进成孔过程中，根据地层、孔深变化，合理选择钻进参数，及时调制泥浆，保证成孔质量。在进入沙层和卵石层时，应适当减慢进尺速度，提高泥浆的稠度，减小每个钻进回次的进尺量，保证孔壁稳定。钻进施工时，利用正铲及时将钻渣清运，保证场地干净整洁，利于下一步施工。钻进达到要求孔深停钻后，注

意保持孔内泥浆的浆面高程，确保孔壁的稳定。

孔底沉淤控制：旋挖钻斗的切削、提升上屑的机理与常见回转钻进的正、反循环成孔的切削、提升形式完全不同。前者是通过钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提升出土，后者是通过钻头把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓，钻至设计标高对土的扰动很小，没有聚淤漏斗，所以要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止快速沉淀，还要控制终孔前两钻斗的旋挖量。成孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。应尽快进行钻机移位。从清孔停止至混凝土开始浇灌，应控制在 1.5-3h，一般不得超过4h，否则应重新清孔。若不能及时灌注，必须在孔口设安全防护。

6、成孔检查

钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。

6.1孔径和孔形检测

孔径检测是在桩孔成孔后，下入钢筋笼前，制作笼式井径器入孔检测，笼式井径器用φ10和φ20的光圆钢筋制作，其直径为0.8m，长度5m。检测时，将井径器吊起，孔的中心与起吊钢绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径。

6.2孔深和孔底沉渣检测

孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤一般采用锥形锤，锤底

直径13cm～15cm，高20～22cm，质量4kg～6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。

检测标准：孔深、孔径不小于设计规定；钻孔垂直度偏差不大于5‰，沉淀厚度符合设计要求，纵向+20mm；横向0~+50mm。用测深绳(锤)或手提灯测量孔深及沉渣厚度等于钻孔深的差值，沉渣厚度不超过7.5cm，（支护桩20cm）。

7、清孔

旋挖钻机成孔由于渣土由钻头直接从底部取出，一般情况下均能保证孔底泥浆沉淀厚度小于规定值。若是泥浆相对密度过大，则可能出现泥浆沉淀过厚，此时应用钻机再抓一斗，且用钻头上下搅动，同时抽换孔内泥浆，保证泥浆含砂率小于2%。若是下钢筋笼后出现孔底沉淀厚度超标，则可以采用混凝土导管附着水管搅动孔底，同时注水换浆，以达到清孔的目的。

三、钻孔桩常见事故的预防及处理

常见的钻孔（包括清孔时）事故及处理方法分述如下：

5.1坍孔

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

5.1.1 主要原因

①、泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。

②、由于出渣后未及时补充泥浆，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

③、护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。

④、在松软砂层中钻进进尺太快。

⑤、提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。

⑥、水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

⑦、清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆，使孔内水位低于地下水位。

⑧、清孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。

⑨、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

5.1.2、坍孔的预防和处理

①发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

②、如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m～2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

③、清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5～1.6倍钻孔中水柱压力。

④、吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。

5.2钻孔偏斜

各种钻孔方法可能发生钻孔偏斜事故。

5.2.1、偏斜原因

①、在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进

②、扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

③、钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

④、钻杆弯曲，接头不正。

5.2.2、预防和处理

①、安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

②、由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。

③、钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

5.3掉钻落物

钻孔过程中可能发生掉钻落物事故。

5.3.1、掉钻落物原因

①、掉钻落物原因

卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。

②、钻杆接头不良或滑丝。

③、电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。

④、转向环、转向套等焊接处断开。

⑤、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

5.3.2、预防措施

①、开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。

②、经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

5.3.3、处理方法

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。

5.4糊钻和埋钻

糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。

预防和处理办法：对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。

5.5扩孔和缩孔

扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。

缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。

5.6钻孔漏浆

5.6.1、漏浆原因

①、护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。

②、护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。

③、水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。

5.6.2、处理办法

护筒漏浆，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。

四、质量控制标准

一、钻孔灌注桩的质量控制

本工法必须遵照执行下列标准、规范：

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；

《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)；

《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003)；

二、套筒的质量控制

一、套筒的性能参数检验

a、套筒检验：套筒装箱时应有保护端盖，套筒的直径和壁厚，螺纹牙型完整，表面不得有裂纹，出厂包装上标明产品名称、规格、型号、数量、制造日期、产品批号、生产厂家，包装内有产品合格证。同批次、同型式、同材料、同规格的每2000个套筒为一个批次，不

足2000个也按一批计，每一批次抽检2%，且不少于20个。

b、检验方法：内螺纹用专用螺纹塞通规检验，其塞通规应能顺利旋入，塞止规旋入长度不超过3P。

二、丝头检验

1）加工人员逐个目测检查丝头的外观质量，每工作班内生产的丝头作为一批，用环规抽检10%丝头，当抽检不合格时，应用环规逐个检查该批全部丝头，剔除其中不合格丝头，并调整设备至加工的丝头合格为止。

外观质量:丝头表面不得有影响接头性能的损坏及锈蚀。

外形质量:丝头有效螺纹数量不得少于设计规定;丝头有效螺纹中径的圆柱度(每个螺纹的中径)误差不得超过0.20mm;牙顶宽度大于0.3P的不完整螺纹累计长度不得超过两个螺纹周长;丝头有效螺纹长度应不小于1/2连接套筒长度，且允许误差为+2P。丝头尺寸用专用螺纹环规进行检测，环通规应能顺利旋入并达到3cm长，环止规旋入长度不得超过3P。

2）自检合格的丝头，由质检员随机抽样进行检验，以一个工作班内生产的钢筋丝头为一个验收批，随机抽检10%，按下表的方法进行钢筋丝头质量检验，已检验合格的丝头应戴上塑料帽或连接套和保护塞加以保护。

丝头检验标准（单位:mm）

注：括弧内数值为镦粗直螺纹丝头检验标准。

五、安全注意事项

1、地面条件。由于旋挖机的自重大，应平整场地，清除杂物，换除软土或铺垫钢板，钻机履带不宜直接置于不坚实填土上，以防不均匀沉降。

2、钻机施工现场的地上、地下管线，包括自来水、天然气管道、电力、电讯等部门的各种地下管线应及时弄清并排除。

3、钻机施工场地坡度不应大于2。地耐力不小于100kPa，若是地面松软，要平整压实或垫枕木、垫板，确保场地坚实，场地内要有较好的排水条件。钻机5m风无高压线，泥浆池、桩孔等作业区要有明显标志及护栏，夜间施工要有足够的照明。

4、卷扬机的钢丝绳应排列整齐，不得挤压，启动后应仔细检查液压系统、油管接头是否漏油，有无异常，当确认无误后方可正式作业

5、如遇大雨、雪、雾和六级以上大风等恶劣气候，应停止作业。风力超过七级或有强台风警报时，应将钻机顺风向停置，并将立柱下降至地面，动力头降至最底点，雷电天气，人员要远离钻机。

6、保持孔内水头压力，维持孔壁稳定，防止埋钻事故发生。