建筑工程中大直径旋挖桩施工技术研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 31 日 作者简介：李创璜（1984），汉族，广西桂平人，大学本科，中级工程师，就业于桂平市建筑工程质量安全监督站，从事建筑工程方向研究。-96-建筑工程中大直径旋挖桩施工技术研究 李创璜 桂平市建筑工程质量安全监督站，广西 贵港 537200 摘要：摘要：大直径旋挖桩施工技术作为建筑工程中的重要技术之一，广泛应用于各类大型建筑和基础设施项目。本文对大直径旋挖桩的施工原理进行了阐述，并深入探讨了其在施工前的准备工作、钻具选择、钻孔深度控制、地层应对、防止孔斜、注浆技术、钢筋笼吊装、导管下放、混凝土浇筑以及施工资料收集等方面的应用要点。同时，本文也分析了大直径旋挖桩施工标准技术应用中常见的坍孔、偏斜孔和断桩问题，并提出了相应的防治措施。通过对大直径旋挖桩施工技术的深入研究，旨在提高施工效率和质量，为类似工程提供参考和借鉴。关键词：关键词：建筑工程；大直径旋挖桩；施工技术 中图分类号：中图分类号：TU753.3 0 引言 随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断扩大，建筑工程对桩基施工技术的要求越来越高。大直径旋挖桩施工技术作为一种先进的桩基施工方法，在建筑工程中得到了广泛应用。本文将重点研究大直径旋挖桩施工技术，以期为相关工程提供有益的参考和借鉴。1 大直径旋挖桩施工原理 大直径旋挖桩施工是一种先进的桩基施工技术，其原理主要基于旋转钻进和液压提升相结合的方式。具体来说，通过钻机的旋转钻头对土层进行切削破碎，利用旋挖钻机的伸缩钻杆将切削的土屑提升至地面以上，并经过钻机内的自动输送装置排至场外。当钻孔达到设计深度后，放入预先制作好的钢筋笼，然后进行混凝土灌注。在混凝土达到一定强度后，旋挖钻机通过其强大的扭矩和压力将桩身与土层紧密结合，形成具有高承载力的桩基。在实际施工中，大直径旋挖桩的施工参数需要根据地质勘察报告、桩基设计要求以及现场实际情况进行设定。例如，对于硬质土层，需要选择具有较大切削齿和更高扭矩的钻头，并适当调整钻压和转速。在软土地区，需要控制钻进速度和进尺，以避免孔壁坍塌。大直径旋挖桩施工具有高效、环保、低成本等优点。与传统的冲击钻和回转钻相比，旋挖钻进速度快、成孔质量高，且对土层的扰动较小。同时，旋挖钻机的自动化程度较高，可以大大减少人工操作，提高施工效率。此外，旋挖桩施工技术能够适应各种复杂地质条件，如卵石层、岩层等，具有广泛的应用前景。在具体施工过程中，还需要注意一些细节问题。例如，要定期检查钻头磨损情况，及时更换磨损严重的钻头；在钻进过程中要保持孔内水位稳定，防止塌孔；在钢筋笼安装时要确保其垂直度和平整度；在混凝土灌注时要控制好导管埋深和混凝土面高度等。通过合理的施工工艺和严格的质量控制措施，可以确保大直径旋挖桩施工的质量和安全。2 大直径旋挖桩施工技术应用要点 2.1 施工前准备 在施工前准备阶段，平整、宽敞的场地是必不可少的。这是因为旋挖机设备的正常运行需要稳定的地面支撑，如果场地地面松软或存在凹陷，可能会导致设备沉陷，影响施工进度和安全性。此外，地面的硬度也是关键因素，足够的硬度能够确保旋挖机在钻孔过程中保持稳定，避免因地面变形而引起的钻孔偏差。为了达到这一要求，施工前需要对场地进行必要的处理。例如，对于低洼地带，可以采用填土、压实的方法提高地面平整度和硬度。对于软土区域，可以通过铺设碎石、钢板等材料增强地面的承载能力，防止设备沉陷。同时，为了确保场地的宽敞，需要合理规划施工区域，预留足够的空间供旋挖机操作和材料中国科技期刊数据库 工业 A-97-堆放。2.2 钻具检查 钻具的侧齿是影响钻孔质量和效率的关键部分，如果发现侧齿存在磨损现象，必须及时进行修复，避免因侧齿磨损导致的钻孔偏差和效率降低。同时，钻头的紧闭状态也需保持良好，以确保钻孔的垂直度和减少孔斜的发生。为了确保钻具的正常运行，建议在每次使用前进行详细检查，并定期进行维护保养。对于磨损严重的侧齿和钻头，应及时更换，确保其锋利度和紧密性。此外，对于长期存放的钻具，在使用前应进行检查和清洁，防止因长时间闲置导致的生锈和污垢积累。2.3 钻孔深度控制 在钻孔过程中，如果钻探深度过深，可能会导致桩孔颈缩现象，即孔壁在一定深度处出现缩颈或坍塌，影响成孔的质量和安全性。为了防止颈缩现象的发生，需要采取一系列措施来严格控制钻探深度。首先，在施工前应进行详细的勘察和测量，了解地质条件和地下障碍物分布情况，为钻孔深度的确定提供依据。其次，施工过程中应采用精确的测量仪器，如测深仪、测绳等，对钻孔深度进行实时监测。当钻孔深度接近设计深度时，应减缓钻进速度，避免因钻探过快导致孔壁不稳定。此外，为了确保钻孔深度的准确性，还应加强现场管理，建立完善的施工记录和验收制度。对于每个钻孔的深度、位置和地质情况等信息进行详细记录，并及时进行质量验收。一旦发现颈缩现象或钻孔深度不符合要求的情况，应及时采取补救措施，如回填、重新钻孔等。2.4 地层应对 针对不同地层，大直径旋挖桩施工技术需采取相应的应对措施。对于粒径小于 100 毫米的地层，通常采用传统的钻具进行土钻。在钻探过程中，选择合适的切削角和切角是关键，以确保牙轮能够顺利从孔壁上切割并取出。为了提高钻探效率，可先在硬土层中钻一个小孔，以降低钻进难度并加快钻速。此外，根据地层特点，可以采用不同的钻头和钻具组合。例如，对于松软土层，可以采用较为锋利的钻头，以便快速切削土层；而对于硬岩层或卵石层等较难钻进的地层，则需要采用更加强劲的钻具和合适的钻进参数，以避免钻头损坏或钻孔偏斜。为了确保钻孔的质量和安全性，在地层应对过程中还需加强现场监测。通过实时监测钻孔的孔径、孔深、孔斜等参数，及时调整钻进参数和钻具组合，以适应不同地层的钻孔要求。同时，在地层应对过程中还需注意防止钻孔坍塌、缩颈等问题，采取相应的技术措施加以预防和处理。2.5 防止孔斜 为了确保钻孔的垂直度和避免过挖，每次钻孔后都需要对孔位置进行测量。通过使用精确的测量仪器，如全站仪或测斜仪，可以准确地获取钻孔的倾角和方位角，及时发现并纠正孔斜现象。同时，现场文明施工也是防止孔斜的关键因素。保持施工现场的整洁和有序，及时填平未用的泥浆池，加强泥浆池的管理，防止淤泥外溢，以及及时清理集沙，都有助于减少钻孔过程中的干扰因素，提高钻孔的精度和质量。此外，为了防止孔斜，还需要注意钻机的稳定性和钻杆的刚度。确保钻机安装牢固、水平，钻杆连接紧密、无弯曲变形，以减少钻孔过程中的振动和偏移。2.6 注浆技术 为了确保桩基的承载力和稳定性，必须采用合理的注浆方法和技术措施。在第一次注浆时，应将泥浆垂直注入桩孔中心，以防止泥浆沿套管壁冲出底部，导致套管底部的土壤变松。为了实现这一目标，注浆过程中需要注意以下几点。首先，要选择合适的注浆材料和配比，确保泥浆具有良好的流动性和稳定性，能够顺利注入桩孔并填充桩身与土壤之间的空隙。其次，要控制注浆压力和注浆量，确保泥浆在桩孔内均匀扩散，同时避免因压力过大或注浆量过多导致套管受损或周围土壤松动。此外，为了提高注浆效果，可以采用分段注浆技术。在注浆过程中，将桩孔分为若干段，逐段进行注浆，这样可以更好地控制注浆质量，确保桩身与土壤之间的空隙得到充分填充。同时，为了防止浆液从套管周围渗漏，可以采用适当的止水措施，如套管密封、加装止水栓塞等。2.7 钢筋笼吊装 在完成成孔清理后，应立即进行钢筋笼的吊装作业。这一环节对于确保桩基的承载力和稳定性至关重中国科技期刊数据库 工业 A-98-要。在钢筋笼吊装过程中，需要注意以下几点。首先，要确保钢筋笼的制作质量符合设计要求，包括钢筋规格、焊接工艺、箍筋间距等。其次，在吊装前应对桩孔进行仔细检查，确保孔深、孔径和垂直度符合要求，同时对孔壁进行必要的处理，以提高与钢筋笼的粘结力。在吊装过程中，应采用专业的吊装设备和熟练的操作人员，确保钢筋笼能够平稳、准确地放入桩孔中。同时，要控制好吊装速度和角度，避免钢筋笼在吊装过程中发生扭曲或碰撞。在钢筋笼放入桩孔后，应及时进行固定和支撑，防止其移位或下沉。2.8 导管下放 在导管下放过程中，要选择合适规格和材质的导管，确保其具有足够的抗压和抗拉强度，能够承受混凝土浇筑时的压力和摩擦力。其次，在插入导管前应对其进行仔细检查，确保导管光滑、无破损、接头牢固。在插入过程中，应缓慢下降导管，避免与孔壁发生碰撞，同时要控制好导管在桩孔中的位置和深度，确保混凝土能够均匀浇筑。此外，为了防止导管堵塞，应定期进行清洗和疏通，确保导管的畅通无阻。2.9 混凝土浇筑 混凝土浇筑是大直径旋挖桩施工的最后一个重要环节，也是决定桩基质量的关键因素。在浇筑混凝土时，首先要确保混凝土的质量，避免其出现离析现象。离析会导致混凝土内部骨料分布不均，从而影响桩身的强度和耐久性。为了防止离析，应严格控制混凝土的配比和搅拌时间，确保其具有良好的和易性和稳定性。同时，在浇筑过程中，应确保混凝土供应充足，避免中断浇筑造成冷缝，影响桩身的整体性，要控制好浇筑速度和振捣方式，确保混凝土能够充分密实，提高桩身的承载力和抗震性能。2.10 施工资料收集与现场分析 在旋挖桩施工过程中，相关施工人员应全面收集施工相关资料，包括地质勘察报告、设计图纸、施工方案等，以便对施工现场进行深入分析和调查。通过对现场的仔细分析和调查，可以充分了解施工区域的地质条件、地下管线分布、周边环境等因素，为制定合理的施工方案提供依据。同时，应关注桩基的均衡和连续施工，确保施工过程中的各项参数符合设计要求和规范标准。在旋挖机成孔过程中，应根据以前的施工经验进行操作。通过对过往施工数据的分析，可以更好地掌握施工区域的特性和难点，避免可能出现的问题和事故。同时，可以根据实际情况对施工方案进行优化调整，提高施工效率和质量。3 大直径旋挖桩施工标准技术应用常见问题与解决措施 3.1 坍孔形成与防治 大直径旋挖桩在施工过程中坍孔是个直观质量问题。施工时发生钻进速度变慢而出土量却有所增加或钻头负载加大等情况时可能表明孔内已开始塌陷。坍孔主要是钻头钻进松软土层速度过快、流沙层没有采取有效措施或孔口施工结束后混凝土浇筑不及时等原因造成。这一状况造成了施工技术效果没有达到人们所期望的效果，这也成了困扰施工的主要因素。要防治这类问题就必须先结合坍孔产生的原因进行相应的防治。如适当减缓钻进速度、保证按工程进度计划按时浇筑混凝土等。这就能有效预防大直径旋挖桩在施工时出现坍孔现象，进而保证旋挖桩质量。坍孔发生后，技术团队立即对坍孔进行回填，回填材料固化后继续进行施工。若埋设钻头，则要采取相应措施清孔，并在清孔完成之后需要从钻孔内拔出钻头。采用该处理方法，能有效应对坍孔现象，保证了施工顺利进行。3.2 偏斜孔形成与防治 偏斜孔与地质条件，技术措施，操作方法等诸多因素相关。钻孔时，遇有体积大的卵石或者探头石，软硬地层交界面偏斜或者流沙层复杂条件下，会造成钻孔偏斜。为防治偏斜孔，技术人员可采取如下措施:首先，在施工技术应用时，应对钻头运行状态进行全过程监控，以保证钻头位置符合施工标准。当检测到钻头位置偏移时，要及时对钻头前进方向进行调整，以免产生偏斜孔。另外，当施工地点有倾斜岩层时，可采用 C15 强度混凝土回填，其高度宜大于倾斜面 3050cm,以提高地层稳定性。采取上述措施后，可有效防治偏斜孔，并提高了大直径旋挖桩质量。3.3 断桩形成与防治 若孔内灌注混凝土时没有按标准要求作业，如抽中国科技期刊数据库 工业 A-99-出导管或导管折断，或导管埋得过深等均会造成断桩问题。在大直径旋挖桩的施工工艺运用中，此类问题较为普遍。为预防这一现象的出现，可以采取一定的预防和治疗方式。首先要严格控制导管和孔底之间的距离，其最佳距离为 3040 厘米。与此同时，还必须按照施工需要准确地计算出要求灌浆量，料斗体积要超过规定初灌浆量。二是发生断桩问题时，技术人员可将孔底钢筋笼、导管取下，在相应装置辅助下去除孔底混凝土，再清理孔口、浇筑混凝土。三是检查加固导管连接部位至关重要。技术人员在技术应用中要采取合理措施对导管连接处进行加强，避免导管插拔造成折断。破裂的导管无法继续在施工中应用，技术人员需采用全新导管代替原导管。新导管应插在混凝土中 23 米深。4 结束语 综上所述，大直径旋挖桩施工技术作为建筑工程中的重要技术手段，其研究与应用具有深远的实际意义。希望通过不断的实践与探索，我们能进一步完善该技术，为建筑工程的安全与稳定做出更大的贡献。参考文献 1黄丽彬.建筑工程大直径旋挖桩施工标准技术分析J.大众标准化,2022(22):176-178.2冯兴强.建筑工程大直径旋挖桩施工标准技术研究J.大众标准化,2022(8):140-142.3景新刚.大直径冲孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用分析J.江西建材,2021(4):202-206.4李培芬,伍明,胡小克.大直径旋挖钻孔桩施工质量控制技术研究J.砖瓦,2020(11):179-180.5唐绪寿.建筑施工技术M.重庆:重庆大学出版社,2016.6王新杰,王庆军.2014 第四届深基础工程发展论坛论文集M.北京:知识产权出版社,2014.