旋挖钻机成孔施⼯⽅法及桩基检验3
旋挖桩施⼯⽅法简介及桩基检验监督要点1、概述
旋挖桩——采⽤旋挖钻机成孔的混凝⼟灌注桩
旋挖钻机——是由动⼒驱动伸缩钻杆使带有切⼟⼑⽚的圆形回转⽃（简称钻⽃）切消⼟壤钻孔成桩的⼀种钻孔机。
旋挖钻进借助旋挖钻机在⼟层钻孔的⼀种先进有效的成孔⽅法。这种钻进⽅法在钻杆柱下端连接⼀个底部带耙齿的桶状钻具(⼜叫钻⽃)，借钻具⾃重和钻机加压⼒，耙齿切⼈⼟层，在回转⼒矩作⽤下钻⽃同时回转，切削钻掘前⾯的⼟层，并将切削下的⼟块纳⼊⽃内。待⽃内⼟装到相当数量后被钻机提到孔外，打开钻⽃，卸去钻渣。其后再将钻⽃下⼈孔内，重复以上操作。⼀次次钻挖和提⽃卸渣，钻孔不断加深，最终成孔。图15．1—l为旋挖钻机结构⽰意图。
图15.1-1 旋挖钻机结构⽰意图
⽬前旋挖钻机在建筑⼯程、市政⼯程、交通⼯程应⽤⼴泛，如国家体育场鸟巢桩基础、青藏铁路桥梁桩基础、京津快速铁路桥梁桩基础、天津交通枢纽以及正在施⼯的京沪⾼速铁路。其最⼤钻孑L深度超过80m，最⼤直径超过2m。2、旋挖成孔灌注桩施⼯⼯艺1）⼯艺流程
测量放线定桩位 钻机安装就位 栓桩对正孔位 钻⽃或短螺旋钻头、开孔 埋设孔⼝护筒 下⼊长套管 验护筒 注⼊泥浆 钻⾄设计标⾼ 清孔 验孔 下钢筋笼 下导管 测沉渣厚度 灌注混凝⼟ 控制桩顶标⾼桩头养护
边灌注边起拨套管 ⼆次清孔 钻渣清理 钢筋笼的检验 跟管旋挖钻进 孔位不正确 旋挖钻进 孔位正确 若地层不稳定注⼊稳定液 导管检验旋转成孔灌注桩施⼯⼯艺流程图3．⼯艺及监督要点
1）在正式施⼯前，宜进⾏试成孔。
2）旋挖钻成孔灌注桩应根据不同的地层情况及地下⽔埋深，采⽤⼲作业成孔或泥浆护壁成孔和套管护壁成孔⼯艺。⼲作业成孔泥浆护壁成孔套管护壁成孔
3)钻机安装就位：旋挖钻机的⾃重⼤，所以要求地耐⼒不⼩于100kPa，且履盘坐落的位置应平整，坡度（因为第⼀，仅靠油缸调节垂直度有限度；应不⼤于30。
第⼆易产⽣功率损失和回转过程中倾⾓更⼤，重⼼⾼易发⽣安全事故；第三，防⽌倾斜位移。）必要时可在场地铺设能保证其安全⾏⾛和操作的钢板或垫层（路基板）
4）栓桩：桩点须按预检结果，⾃检合格，甲⽅或监理验线后才能⽤两根相互垂直的直线相交于桩点，并定出⼗字控制点，做好标识。5)对准孔位：⾸先调整旋挖钻机的桅杆，使之处于铅垂状态，让螺旋钻头中⼼或钻⽃中⼼对正孔位，开孔。6）每根桩均应安设钢护筒，护筒应满⾜相关规范的规定。护筒的作⽤：（1）固定桩位，并作钻孔导向（2）保护孔⼝，防⽌孔⼝⼟层坍塌。
（3）隔离地表⽔，并保持孔内⽔位⾼出施⼯⽔位以稳定孔壁。
护筒的埋设：定出⼗字控制桩后，进⾏护筒埋设⼯作，测量孔深，⽤⽔准仪将⾼程引到护筒顶部，并做好记录。应符合JGJ94-2008〈建筑桩基技术规范〉6.3.4条规定。
7)验护筒：根据设有⼗字控制点验护筒的偏斜程度，若超过范围应重新埋设。（1）护筒中⼼与桩位中⼼的偏差不得⼤于50mm，（2）护筒可⽤4—8mm厚钢板制作，其内径应⼤于钻头直径100mm，上部宜开设1-2个溢浆孔。8)泥浆的配制同其他泥浆护壁钻孔灌注桩。（湿作业成孔时）
9)旋挖钻进：根据地层特点选择钻⽃底部切削齿的形状和规格，钻杆类型、钢丝绳长度等。说明⼏点：
(1)、旋挖钻机施⼯时，应保证机械稳定、安全作业，必要时可在场地铺设能保证其安全⾏⾛和操作的钢板或垫层（路基板）。(2)、成孔前和每次提出钻⽃时，应检查钻⽃和钻杆连接销⼦、钻⽃门连接销⼦以及钢丝绳的状况，并应清除钻⽃上的渣⼟。
(3)、旋挖钻机成孔应采⽤跳挖⽅式，钻⽃倒出的⼟距桩孔⼝的最⼩距离应⼤于6m，并应及时清除。应根据钻进速度同步补充泥浆，保持所需的泥浆⾯⾼度不
变。
(4)、为保证孔壁稳定，应视表⼟松散层厚度，孔⼝下⼊长度适当的护筒，并保证泥浆液⾯⾼度，随泥浆损耗及孔深增加，应及时向孔内补充泥浆，以维持孔内压⼒平衡。
(5)、钻遇软层，特别是粘性⼟层，应选⽤较长⽃齿及齿间距较⼤的钻⽃以免糊钻，提钻后应经常检查底部切削齿，及时清理齿间黏泥，更换已磨钝的⽃齿。钻遇硬⼟层，如发现每回次钻进深度太⼩，钻⽃内碎渣量太少。可换⼀个较⼩直径钻⽃，先钻⼀⼩孔，然后再⽤直径适宜钻⽃扩孔。
(6)、钻砂卵砾⽯层，为加固孔壁和便于取出砂卵砾⽯，可事先向孔内投⼊适量黏⼟球，采⽤双层底板捞砂钻⽃，以防提钻过程中砂卵砾⽯从底部漏掉。(7)、提升钻头过快，易产⽣负压，造成孔壁坍塌，⼀般钻⽃提升速度可按表3-23推荐值使⽤。钻⽃升降速度推荐值表3-23桩径（m）装满渣⼟钻⽃提升（m/s)空钻⽃升降（m/s)桩径（m）装满渣⼟钻⽃提升（m/s)空钻⽃升降（m/s)
700 0.937 1.210 1300 0.628 0.830 1200 0.748 0.830 1500 0.575 0.830 (8)、在桩端持⼒层钻进时，可能会由于钻⽃的提升引起持⼒层的松弛，因此在接近孔底标⾼时应注意钻⽃的提升速度。
10)不稳定性地层对孔壁极度不稳定地层采⽤全套管钻进。
11) 清孔和验孔：钻孔达到设计深度时，应采⽤清孔钻头进⾏清孔或其它可靠的⽅法清孔。并根据建筑桩基规范要求，检查孔位、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度。
12)钢筋笼的检验：与其他灌注桩施⼯⼯法相同。
13)下钢筋笼：场内运输、吊装就位，下⼊孔内等过程，应保证钢筋笼不产⽣永久变形。。14）导管检验：导管使⽤前应试装、试压、最⼩压⼒为0.6-1.0MPa。
15)下导管：导管连接应密封、顺直，导管下⼝离孔底约300～500mm，直径⼩的桩可加⼤，导管平台应平整，夹板牢固可靠。
16)测沉渣(⼆次清孔)：沉渣应不超过《建筑桩基技术规范》中的要求：端承桩≤50mm，摩擦桩≤100 mm *17)⽔下浇注混凝⼟应符合下列规定：
(1)开始浇注混凝⼟时，根据孔深配备合适的导管长度保证导管底部⾄孔底的距离宜为300—500mm，以使隔⽔栓能顺利排出。桩直径⼩于600mm时可适当加⼤导管底部⾄孔底距离。
(2)导管下⼈孔内过程中检查导管每⼀节连接处的密封情况，以防泄漏。
(3)应有⾜够的混凝⼟储备量，在采⽤现场搅拌时，储料⽃容积应满⾜要求，在采⽤商品混凝⼟时，⾸罐混凝⼟应连续不断均匀加⼊使导管⼀次埋⼈混凝⼟⾯以下不少于0.8m。
(4)导管埋深宜为2～6m，严禁导管提出混凝⼟⾯，应有专⼈测量导管埋深及管内外混凝⼟⾯的⾼差，填写⽔下混凝⼟浇注记录。(5)⽔下混凝⼟必须连续施⼯，每根桩浇注时间按初盘混凝⼟的初凝时间控制，对浇注过程中的⼀切故障均应记录备案。(6)控制最后⼀次灌注量，桩顶不得偏低，应凿除的泛浆⾼度必须保证暴露的桩顶混凝⼟达到强度设计值。18）对于⼲作业成孔，灌注混凝⼟前应再次检查孔
底，确保孔底⼲净⽆虚⼟等杂物。灌注混凝⼟应采⽤串筒或导管，串筒或导管下⼝距孔底不宜⼤于2⽶；扩底桩灌注混凝⼟时，第⼀次应灌到扩底部位的顶⾯，随即振捣密实；灌注桩顶以下5⽶范围内混凝⼟时，应随灌注随利⽤插⼊式振动器捣密实，每次灌注⾼度不得⼤于1.5⽶。桩顶宜超灌0.3⽶以上，确保桩顶质量。
4、旋挖钻机施⼯的优越性及适⽤范围旋挖钻机施⼯的优越性
旋挖钻机成孔法其主要优点如下：
1、旋挖成孔施⼯具有低噪声、低振动、⼤扭矩、成孔速度快等优点。
2、⽤旋挖钻进⼯艺，能适合各种复杂地层，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，极⼤地提⾼⼯作效率和施⼯质量。3、履带底盘承载，接地压⼒⼩，适合于各种施⼯⼯况，在施⼯场区内⾏⾛⾃如，机动灵活，对孔位⽅便、快捷。
4、伸缩钻杆不仅向钻头传递回转⼒矩和轴向压⼒，⽽且利⽤其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时间，提⾼钻进率。5、⾃动化程度⾼、成孔质量好、效率⾼；该钻机为全液压驱动，电脑控制，能精确定位钻孔、⾃动校正钻孔垂直和⾃动测量钻孔深度，最⼤限度地保证钻孔质量。该钻机能在各种地层条件下进⾏⾼效钻进，施⼯Φ800～1200深度20m的桩孔仅需1⼩时，是⼀般反循环机效率的8～10倍。6、采⽤旋挖钻进的⼲孔或泥浆不循环静态护璧的新型成孔⼯艺，减少泥浆污染，实现⽂明施⼯。7、旋挖钻机采⽤钻⽃不循环⼯艺钻进，通过钻⽃
挖出的岩屑，⽐正、反循环钻进⼯艺能更直接地了解施⼯地层的变化情况，加之其电脑控制的精确定位系统，能使⽀盘挤扩桩精确地定位于设计确定的位置，并对其进⾏有效的验证，确保⽀盘挤扩桩位于设计的持⼒层，有效地保证⽀盘挤扩桩的施⼯质量。
8、采⽤捞砂⽃清理孔底沉渣，可使孔底⽐普通正反循环钻进⼯艺更为⼲净，能更充分有效地利⽤持⼒层，减少基础沉降，节约⼯程成本。9、⾃带柴油动⼒，缓解施⼯现场电⼒不⾜的⽭盾，以及动⼒电缆造成的安全隐患可以排除。5、适⽤范围
1、适⽤黏⼟、粉⼟、砂、砾⽯、卵⽯、强风化基岩及回填⼟、杂填⼟等地层。2、成孔直径范围⼤Φ600～3000mm，成孔深度可达80m，甚⾄更深。3、多⽤于多种构建筑物基础桩、抗浮桩及⽤于基坑⽀护的护坡桩等。4、旋挖钻机成孔还可⽤于⼤⼝径降⽔井的施⼯。6、质量检验要求
混凝⼟灌注桩钢筋笼质量检验标准（mm）项⽬序
号检查项⽬允许偏差或允许值检查⽅法主控项⽬1
主筋间距±10⽤钢尺量2长度⼟100⽤钢尺量⼀般项⽬1钢筋材质检验
设计要求抽样送检2
箍筋间距±20⽤钢尺量3直径±10⽤钢尺量
（2）混凝⼟灌注桩的质量检验标准应符合的规定。混凝⼟灌注桩质量检验标准(mm)项⽬序号检查项⽬
允许偏差或允许值检查⽅法单位数值项⽬1桩位1～3根，单排
桩基垂直于中⼼线⽅．向和群桩基础的边桩(mm) 条形桩基沿中⼼70
基坑开挖前量护筒．
开挖后量桩中⼼条形桩基沿中⼼线⽅向和群桩基础的中间桩（mm）1502孔深mm +30
只深不浅．⽤重锤测，或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进⼊设计要求的嵌岩深度3桩体质量检验
按基桩检测技术规范。如钻芯取样，⼤直径嵌岩桩应钻⾄桩尖下500mm按基桩检测技术规范4混凝⼟强度设计要求试件报告或钻芯取样送检
5 承载⼒按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范6垂直度 <1％
测套管或钻杆，或⽤超声波探测，⼲施⼯时吊垂球7桩径mm⼀20
井径仪或超声波检测，于施⼯时⽤钢尺量8度(黏⼟或砂性⼟
中)
1．15⼀1．20⽤⽐重计测，清孔后在距孔底500mm处取样9(⾼于地下⽔位)m0．5～1．0⽬测10沉渣厚度：端承桩摩擦桩mm≤50≤100
⽤沉渣仪或重锤测量ll 钢筋笼安装深度mm⼟100⽤钢尺量12混凝⼟充盈系数>l
检查每根桩的实际灌注量13桩顶标⾼mm+30，—50
⽔准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体⼏个关键环节
⼀、承载⼒和桩⾝完整性检查——桩基检测有关规定
1、⼯程桩应进⾏单桩承载⼒和桩⾝完整性抽样检测（国标——强条）2、单桩承载⼒和桩⾝完整性验收抽样检测的受检桩选择宜符合下列规定：1）施⼯质量有疑问的桩；2）设计⽅认为重要的桩；3）局部地质条件出现异常的桩；4）施⼯⼯艺不同的桩；5）完整性检测中判定的Ⅲ类桩；
6）除上述规定外，同类型桩宜均匀随机分布。3、承载⼒检测要求
1）对建筑物安全等级为⼀级且直径不⼤于600mm的钻孔灌注桩，应采⽤现场静载荷试验⽅法。对其它情况的钻孔灌注桩和各种情况的⼈⼯挖孔灌注桩可根据终孔时持⼒层检验情况和桩⾝质量检验情况核验。（地标）
*2）下列情形的灌注桩承载⼒应采⽤静载荷试验⽅法检测：（地标）a.施⼯质量有疑问的桩；
b.位于较厚填⼟和淤泥等复杂地层中的机械成孔灌注桩；c.采⽤其它⽅式检测时检测结论为Ⅲ类的桩；d.⽤新⼯艺、新⽅法、新材料施⼯的桩
*3）对于端承型⼤直径灌注桩，当受设备或现场条件⽆法检测单桩竖向抗压承载⼒时，可采⽤钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持⼒层岩⼟芯样检验持⼒层。抽检数量不应少于总桩数的10%，且不应少于10根。（国标）
（钻芯法——⽤钻机钻取芯样以检测桩长、桩⾝缺陷、桩底沉渣厚度以及桩⾝混凝⼟的强度、密实性和连续性，判定桩端岩⼟性状的⽅法。）3、完整性检测要求
*1）基桩混凝⼟完整性可采⽤低应变物探、声波透射法或钻孔抽芯法进⾏检测。对柱下单桩和截⾯尺⼨⼤于800mm＊800mm或直径⼤于800mm的灌注桩，应采⽤声波透射法或钻孔抽芯法进⾏检测。
（底应变法——采⽤低能量瞬态或稳态激振⽅式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩⾝完整性进⾏判定的检测⽅法。优点：⽅便灵活，检测速度快，适宜⽤于预制桩，⼩直径灌注桩的检测。
声波透射法——在预埋声测管之间发射并接收声波，通过实测声波在混凝⼟介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化，对桩⾝完整性进⾏检测的⽅法。）
*2）采⽤低应变物探⽅法检测桩⾝质量时，单位⼯程同条件基桩检测数量不应少于该类型总数的30%且不应少于20根。采⽤声波透射或钻孔抽芯⽅法检测桩⾝质量时，单位⼯程同条件基桩检验数量不应少于该类桩总数的10%且不应少于10根，柱下单桩应全部检测。（柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根）*3）我市相⽂件关规定
a)采⽤旋挖成孔⼯艺施⼯的桩基应全数采⽤波透射法或钻孔抽芯法对成桩质量进⾏检测。b)⼤于15m深的桩采⽤波透射法或钻孔抽芯法对成桩质量进⾏检测。⼆、孔深检查
⽬的：⼀是防⽌桩端没有⽀承在设计的持⼒层上⾯⼆是保证嵌岩深度必须保证符合设计要求1、对于⼈⼯挖孔桩和孔深不⼤的⼲成孔旋挖桩，可通过直接下孔采⽤尺量和⾁眼观察的⽅法检查嵌岩深度。
*2、对于⽆法下孔检查的旋挖桩应按下列程序进⾏控制和检查
原因：地层分布不均匀。如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈⽽导致判断失误。1）⾸先应根据⼯程地质勘察报告和设计⽂件，认真分析钻孔资料，绘制出岩层分布等⾼线图，按等⾼线确定成孔深度，也即初步确定了每桩孔嵌岩段的起始⾼程和终孔⾼程。
2）开钻前应按规定选取试验桩进⾏钻孔试验，根据试验孔确定进⼊嵌岩段（⼀般设计均为中风化岩层）的钻进相关参数和观察岩屑状态。
3）旋挖机操作⼯在钻进过程中，当根据类⽐试验孔的钻进参数和岩屑状态并结合地质勘察报告的初判，在综合确定已钻到嵌岩段起始
⾼程位置时（即刚钻进中风化岩层时），施⼯单位应⽴即通知地勘、监理等有关单位进⾏现场核验，并填写有关记录。
4）经共同确认钻孔已进⼊嵌岩段岩层后，⽅可继续施⼯，直到钻进达到嵌岩段深度符合设计要求。
5）对应抽样检验岩芯强度的钻孔，岩芯取样点对嵌岩深度不⼩于1倍桩径的嵌岩桩应位于桩孔中嵌岩段的中部；对其它类型的桩应位于桩孔底部。并按规定做岩芯试验。三、岩芯抽样数量规定旋挖桩：不少于总桩数35%⼀般桩：不少于总桩数10%四、清孔和沉渣厚度检查
强调：在放下钢筋笼后，再次检查沉渣量，如沉渣量超规范要求，应进⾏⼆次清孔，⼤⼝径桩清孔多采⽤泵吸反循环和⽓举反循环。并应采⽤可靠⽅法检查沉渣厚度。
五、⽔下混凝⼟浇注严格执⾏操作程序
