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上海市住宅建设机施有限公司 孙海进
摘要：在本文中，笔者结合多年的实际工作经验，以南京华侨城NO.2016G76二期M地块项目为工程案例，对旋挖钻孔灌注桩施工技术及质量控制进行综合分析。总结了旋挖钻孔灌注桩后灌浆施工技术的要点，并结合工程研究和实践，对混凝土的质量控制提出了个人看法。
关键词：旋挖钻孔灌注桩；桩后注浆；施工技术；质量控制
前言
自从1980年代末我国引进旋挖钻机以来，旋挖钻孔灌注桩已越来越多地用于桩基的建设。与其他钻孔灌注桩相比，旋挖钻孔灌注桩在孔的成型、应用和环境保护方面具有一定优势。但也存在一些限制，尤其在大石块的区域钻进困难，并且难以充分清洁桩底沉渣，限制了旋挖钻孔灌注桩的发展。在此背景下，通过土体加固技术与桩工技术相结合，旋挖钻孔灌注桩后注浆施工技术应运而生。通常分为三种类型：即桩端注浆后、桩侧注浆后和桩端桩侧复合注浆后。通过旋挖钻孔灌注桩后注浆施工技术的有效应用，可以极大的提高灌注桩的施工质量和效果，主要有以下几个方面的优势：（1）桩底部硬化和桩侧固化；（2）水泥浆渗透到粗土体中的胶结；(3)桩底和桩侧细土采用劈压水泥浆加固；（4）扩底单桩的底部的效果，即桩的末端形成扩大的头部，桩的表面形成固定在桩主体上的水泥结石。
1.工程概况
本工程为南京华侨城NO.2016G76二期M地块项目。建设用地面积为56110.25 m2，项目总建筑面积约为6.32万㎡，其中地上建筑面积约为4.34万㎡，地下建筑面积约为1.98万㎡。项目主要由8栋6～11F住宅楼组成，住宅楼均拟采用剪力墙结构，下设1层地下室，底板埋深5.6～5.75m。建筑总高度33.2m；结构体系：框架结构。本工程共8栋主楼，其中1#、6#、7#、8#采用天然地基，2#、3#、4#、5#楼桩基采用先张法预应力超高强管桩，桩型为：UHC-400(95)II-C105；地库采用预应力混凝土管桩PHA-500(125)AB、PHA-400(95)AB和囊式扩体承压型锚杆及旋挖钻孔灌注桩。本工程管桩13813m，锚杆共计196根，旋挖钻孔灌注桩135根。
2.旋挖钻孔灌注桩后注浆施工技术
2.1旋挖钻孔灌注桩及后注浆施工流程
在具体的施工中，利用高压通过预先埋入的注浆管将水泥浆压入到灌注桩侧面或者端部的操作即为桩端后注浆施工。具体施工流程如下：
场地平整→钻机就位→旋挖钻机钻进成孔→检测成孔→清孔→钢筋笼和注浆管吊放→导管安放→混凝土浇筑→清水劈裂（7~8小时）→注浆（7天后）。
2.2旋挖钻孔灌注桩及后注浆施工工艺
（1）场地平整，钻机就位：在钻机到位前对场地进行平整和夯实，桩机的位置必须精确、水平、垂直和稳定。在这个操作过程中最为需要注意的是保持三个中心线在一条直线上，即钻杆导向器中心线、旋盘中心线和桩位中心线。
（2）桩位放线，护筒埋入：结合设计布局确保旋挖机采用L形布局，以确保每台机器的安全可操纵性，确保护筒溢出口的下部至少30-50 cm高于设计桩顶部。
（3）钻进成孔：①在该施工过程中，进行钻进时要先对旋挖钻机进行调试，主要是钻杆起立及调垂。一般操作时先将旋挖钻机移动至钻进所需要的位置，然后利用数学运输并输出信号，对钻杆起立进行控制调节，实现钻杆平稳同步起立，然后再对对钻杆进行调垂。②在实施钻进之前，还需要先把钻头着地，并执行清零操作，进行记录然后再开始钻机成孔施工。钻进过程要保持平稳缓慢，控制好速度，避免过快。
（4）清孔：一次清孔时，孔中的水位应高于地下水位约2 m，以防止孔塌陷。在清理完孔通过自我检查后，监理工程师将测量孔的深度，将其用作第二次清孔后测量沉渣的基础。二次清孔时检查进口和出口的泥浆指标，根据设计及规范要求指定的参数进行调整，并将其控制在可接受的范围内。
（5）钢筋笼和注浆管吊放：在进行钢筋笼和注浆管的吊放安装时，先要把装有注浆管的钢筋笼移动到相应的安装位置，并在其下方通过20 cm的圆木实现注浆管的固定。完成后，根据桩型放置成品的钢筋笼，质量检查符合要求后下放。通常，使用正反旋转的吊放方法，缓慢吊放。
（6）安放导管，灌注混凝土：导管主要是通过Ф250丝扣连接，需要注意的是在安放导管前首先要计算导管所需要的长度，然后计算每节导管的节长配置，总长度的的要求一般是底部距孔底0.5m，然后进行灌注混凝土。在灌注时，要先清洗导管的内外部，并加装密封圈，必须保证密封良好不透气。在灌注混凝土过程中要保持灌注的连续性，并确保中途不中断。在连续灌注的过程中要有相关人员进行测量并记录，保证导管的埋深在2到6米之间，并严禁拔出。
（7）清水劈裂、注浆：成桩后7-8小时，注浆加压进行清水劈裂，24小时完成二次清水劈裂；注浆作业的桩6倍桩径范围内尚有未注浆的桩，须在注浆作业完成后经行二次清水劈裂，以免注浆管被浆液堵赛。旋挖钻孔灌注桩后注浆施工一般在成桩后进行，需要注意的注浆作业点和成孔点的之间的距离保持在8-10米之间。
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2.3旋挖钻孔灌注桩后注浆施工技术
由于钻孔过程中固有的缺陷，单一工艺钻孔的桩可能会造成隐患，例如桩底沉渣和桩周围的泥膜。旋挖钻孔灌注桩后注浆施工主要是在桩成形期间在侧面或者底部预先埋入注浆管，然后当桩达到一定强度后利用利用高压通过预先埋入的注浆管将水泥浆压入到灌注桩侧面或者端部的操作，实现强化桩端和桩侧的目的。从而消除了传统的整体灌注桩施工过程中固有的缺陷，实施科学实用的现代技术手段增加了桩的承载能力，并减少了沉降。这项技术是在1980年代初期引入我国的，如今正在蓬勃发展，已开发出十多种配套的注浆装置，成为一种成熟的建筑施工技术。
（1）工作机理：旋挖钻孔灌注桩后注浆施工技术的主要目的是提高桩端和桩侧的抗力。挖钻孔灌注桩后注浆施工主要是在桩成形期间在侧面或者底部预先埋入注浆管，然后当桩达到一定强度后利用利用高压通过预先埋入的注浆管将水泥浆压入到灌注桩侧面或者端部的操作，实现强化桩端和桩侧的目的。尤其是强化桩底沉渣，提高桩体的承载力和降低沉降。
（2）主要机械和材料：主要机械设备有BW-150活塞式注浆泵，WKY-350型水泥浆搅拌机、1m3贮浆筒等。基础材料：水泥一般采用普通硅酸盐水泥PO42.5，一般采用注浆管径32、壁厚3.0。
（3）注浆管的安装：注浆管应固定在钢筋笼上，并与钢筋笼绑牢。装有注浆管的钢筋笼应先移动到相应的安装位置，考虑到该项目桩深较深，为提高注浆效果，要分别在其中安装上下侧注浆管。
（4）注浆管注浆试验：在下方前，要对其进行注水试验，如果发现水柱下降或消失，需检查注浆管中是否有沙孔，以及螺纹连接是否牢固。安装钢筋笼后，再次清孔。完成后应再次检查管道中的水面，如果没有异常，则应使用塞子封闭注浆管的顶部开口。
（6）清水劈裂：在正式注浆之前，必须进行清水劈裂，以检查管道和止回阀的畅通状态，并清除止回阀周围混凝土中的沉渣和污垢。如果桩的侧面或桩的末端扩大，塌陷或填充系数较高，则应事先特别注意清水劈裂，并应在浇筑混凝土后的5小时内进行压水试验，以确保冲开较厚混凝土覆盖层，试验期间，应由专人记录冲破压力值。
（7）注浆方法：注浆要缓慢并注意顺序：上侧管→下侧管；对同一区域进行注浆的顺序：周围的桩→中心桩。
（8）施工中需要注意的事项：注浆应为低速并缓慢压入。低速慢压可以有效地防止突然的压力增大和无法注浆，还可以防止浆液沿着桩身流动或从其他地方流出，从而使桩端或桩周围的土壤逐渐被覆盖注浆。如果注浆量不符合设计要求，则当浆液从地下出来时，应将其暂停，并用缓凝型的水泥浆代替管中的水泥浆，停止约1个小时，然后再次复压，依此反复，直到达到设计量；在现场进行注浆或注浆量充足但压力较低时，不能盲目停止注浆，应采用间隔回压、封闭注浆通道等技术，保证有效注浆量。
3.旋挖钻孔灌注桩施工质量控制
3.1混凝土方量施工质量控制
需要注意的是在旋挖钻孔灌注桩后注浆施工过程中，会有非常多的因素影响到混凝土的浇筑质量。比如存在一些空隙、松软层和混凝土质量问题等影响因素。这些因素会导致一些质量问题，增加相关的施工难度，对于以上问题要针对性的进行相关的施工质量控制，主要如下：（1）最为重要的是要控制好混凝土原材料的质量，确保不偷工减料，保证相关材料的指标符合应用要求，避免出现因原材料问题而导致质量事故。（2）在钻进过程中一定要控制好旋挖机的钻进速度，并控制好钻进的工作周期，避免钻进质量问题，同时在提升时要缓慢控制，避免因速度过快导致一些问题。（3）需要注意的在最后一次灌注时一定要控制好超灌高度，一般在80-100cm，保证灌注桩的强度并避免超方，控制成本。
3.2坍塌处理
钻孔完成后，由于一些振动或者其他因素比如泥浆冲刷的影响，会导致灌注桩周围和土体周围松动，造成孔壁坍塌。坍塌后应立即对沉渣进行打捞，并用粘土填充桩孔以重新钻孔。
3.3沉渣控制
沉渣控制是旋挖灌注桩施工过程中的技术难题，因此如何控制好沉渣尤为关键。可以通过以下几种方法结合应用，以控制沉渣的厚度，消除一些影响旋挖灌注桩承载力的问题。主要如下：（1）10 分钟以上使用平底提水钻斗清除沉积物，慢速清渣。排渣完毕后，不允许倒车。（2）钢筋笼下放时，必须对准桩孔并缓慢垂直地将其插入孔中，而不与孔壁碰撞，避免土体落到桩的底部。(3)使用导管二次清孔。(4)确定浇筑时间，并尽可能缩短施工时间。(5)采用后注浆技术对成桩后的泥沙进行固结。
4.结束语
桩后注浆施工是高压注浆注入桩的侧面和端部，以压实桩与桩底之间的土体。桩形成后，静载荷测试和桩体质量控制证实了其有效性。桩的端部与桩的侧面之间的摩擦阻力增加，并且结构的质量得到改善。随着技术应用领域逐渐扩展到工程桩基，并被广泛用于住宅建筑和市政基础设施中，该技术广泛应用已成为一种趋势。如何在此基础上充分实现其特性，集成其流程并推动技术创新将是未来的发展方向。
参考文献：
[1]谭秀军.桥梁钻孔灌注桩施工技术研究[J].工程技术研究. 2020(13)：73-74.
[2]马颖颖.钻孔灌注桩桩基检测的质量控制与方法分析[J].住宅与房地产.2019(28)：179.
[3]朱绍鑫.关于旋挖成孔灌注桩的施工技术和质量控制的要点[J].四川水泥. 2018(02)：183.
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