后压浆旋挖钻孔灌注桩技术

浅析后压浆旋挖钻孔灌注桩技术

旋挖钻孔技术与后压浆技术属于桩基工程的先进技术，从不同的方面解决了传统钻孔灌注桩的不足与缺陷，但又都没有从根本上全面解决这些问题。后压浆旋挖钻孔灌注桩技术把这两种技术结合起来，很好地解决了传统钻孔灌注桩的不足。

1、旋挖钻孔灌注桩的工作原理及应用类型特点

1.1旋挖钻孔灌注桩的工作原理

旋挖钻孔灌注桩施工工艺是利用转动底门镶嵌斗齿的钻斗对施工岩石土层进行切削，然后再利用钻机卷扬机将装进钻斗内部的岩石碎土提出来。其中必须在出现土层容易松散坍塌之时，使用泥浆护壁钻进技术进行操作，而干式钻进工艺适用于地质结构构造较为牢固的岩石土层。旋挖钻孔灌注桩技术凭借其较高的成孔工作效率以及准确可靠的施工技术在极大程度上提高了工程施工进度，保证了可靠的换钻频率，从而有效增强了旋挖钻孔的机械化程度。此外，采用旋挖钻孔还可以在钻孔内有效形成螺旋线，能够有效减少孔壁泥皮的产生，并且还可以通过这种水中钻孔作业的形式有效减少钻孔孔壁内部的渣滓，减少不必要的噪声污染和现场环境污染。

1.2旋挖钻孔灌注桩的技术特点

(1)后压浆旋挖钻孔灌注桩具有较高的承载力和较小的沉降量，且承载力均匀，离散性小。与传统钻孔灌注桩相比，可提高承载力50%～100%。

(2)施工效率高，节约工期。比传统灌注桩工艺提高施工效率5～10倍，有时可达15倍。

(3)有利于环境保护:后压浆旋挖钻孔灌注桩不需要循环泥浆，钻孔过程仅采用制备的稳定液，其作用起稳定孔壁和平衡钻孔内外水压力差的作用，与传统钻孔灌注桩相比，泥浆的使用和排放量大大减少，避免了传统钻孔带来的泥浆污染问题，因此有“绿色施工工艺”之美称。

(4)节约土地资源和水资源:旋挖钻机成孔时，孔内泥土以渣土的形式被钻头取上来，然后通过运输车辆运送到指定地点，同时由于不需要循环泥浆，也就不会排放大量泥浆。

(5)有利于保证桩基质量:首先，旋挖钻机本身配置了较先进的监测孔深、孔斜、对中等电子装置。其次，旋挖钻孔是通过筒式钻斗多次的上下往返完成成孔作业，使得孔壁更加粗糙，孔型更加完整，特别是使用预先配置的优质稳定液，在孔壁不会形成过厚的泥皮。

(6)可节约工程造价20%～30%。

(7)后压浆装置及安装操作简单、实用，材料易得，价格低廉，技术工艺方便，压浆成功率可达98%以上。

2、旋挖钻进操作技术的操作要点

(1)钻进前检查钻头保径装置、钻头直径、钻头磨损情况，钻头磨损超标时要及时更换。

(2)钻进过程要多反转钻斗，这样可以将钻头底门关上。否则造成孔底残留岩屑，影响施工效率。

(3)钻斗底部切削齿的形状、规格和角度由地层决定。地层的变化决定进尺快慢，由硬到软，加快钻进速度;软到硬，要减速慢进;在易缩径的地层，应适当增加扫孔次数，防止缩径;硬塑地层用快速钻进提高钻进效率;砂性地层胶结性差，孔壁易坍塌，多采用优质泥浆慢速钻进。

(4)加压不能过猛，应采用间断式加压能减少钻杆和动力头的扭矩，防止提钻时钻头底门关不上。

(5)提下钻时要防止砸杆的情况发生(即提下钻时钻杆产生错位)。原因是钻杆连接部位的铜套磨损变形造成。可能引起动力头失控，将钢丝绳砸断，造成事故影响钻进效率。

(6)钢丝绳断裂，会造成严重后果。在施工时，要常检查钢丝绳是否有磨损等失效情况。

3、旋挖钻孔灌注桩施工的工艺流程

3.1旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程

施工准备→场地平整→桩位放样→钻机就位→护筒埋放→泥浆制备→钻孔施工→清孔→钻至设计标高→钢筋笼吊装→导管安装→清孔→混凝土灌注→导管起卸→护筒提拔

3.2旋挖钻孔灌注桩施工准备

根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。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;规划行车路线时，使便道与钻孔位置保持一定的距离，以免影响孔壁稳定;钻孔机的安放位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。

3.3后压浆装置及安装

本技术的后压浆装置，由纵向压浆导管和环向出浆软管组成，纵向压浆导管由外径 20-33.5mm的普通钢管制作，主要作用是将浆液从地面压入环向出浆软管，纵向压浆导管通至地面，一般高出地面20cm。环向出浆软管由优质PVC管和保护装置组成，在PVC管上向桩身外侧每间隔3～5cm设置一出浆孔(对位于桩端的环向出浆软管还应顺桩端方向设置出浆孔)，出浆孔由胶带封缠后，外套橡胶套作为保护装置。环向出浆软管与纵向压浆导管通过三通连接组成闭合的，可向桩身周围出浆的后压浆装置。每根桩应安装多个后压浆装置，以桩端为第一个，沿桩身向上每隔6～12米安装一个，最顶端的后压浆装置距桩顶不超过15米。环向出浆软管的长度应根据钢筋笼的外径确定，其形成闭合环的内径应与钢筋笼外径相等。纵向压浆导管顺钢筋笼方向与钢筋笼绑扎一起，环向出浆软管环绕钢筋笼与钢筋绑扎一起。

3.4浆液配比及制备

浆液一般选用水泥浆，必要时可掺加适量的减水剂和膨胀剂，以改善浆液性能，提高注浆效率。水泥选用强度等级为42.5Mpa和32.5MPa的普通硅酸盐水泥。浆液浓度选用两种，即水灰比分别为0.6和0.8，选用稀浆是为了使浆液充分的渗透，注浆效果达到预期目的，稠浆是为了使浆液进一步充填压密。水泥浆液必须两次搅拌，每次搅拌时间不少于10分钟，搅拌采用自制的搅拌筒。第一次搅拌完成后放入另一个搅拌筒。两次搅拌的目的是为了使浆液的和易性更加良好，有利于压浆的效果。

3.5压浆压力的控制

压浆压力包括开塞压力、压注清水压力、压注稀浆压力和压注稠浆时的压力。(1)开塞压力是为了开通后压浆装置与桩周土的连通，因此开塞压力无需控制。(2)在注清水时的压力应加以控制。防止清水在过高压力下向桩周土渗透，一般情况下应控制在 1.0Mpa左右。

(3)压稀释浆时的压力也应加控制，因为压注稀浆是为了使浆液沿桩周渗透距离更远，充填更充分，同时应防止浆液随意扩散。一般情况下控制在1.5Mpa左右。

(4)压注稠浆时的压力可适当提高，因为压注稠浆是为使浆液渗透进一步充分密实，因此在注稠浆时的压力可控制在2.0Mpa左右。压注清水和压浆一般选用BW-150型或BW-250型压浆泵即可。

3.6注浆的控制

注浆过程中，应尽量避免被迫中断注浆。注浆中断后应立即查明原因，采取有效措施排除故障，尽快恢复注浆。恢复注浆时，宜从稀浆开始，若进浆量与中断前的稠度接近，则尽可能恢复到中断前的稠度，否则应逐级增加浆液稠度。在进行桩端后注浆的时候，如果成桩时间短，注浆压力过大，就有可能造成桩体上抬。如果桩本身比较短，还有可能造成地面隆起。当注浆过程中发现桩体有明显上抬现象或地面有隆起时，应立即降低注浆压力，再继续灌注一段时间停止，采取间歇性注浆。

4、旋挖钻孔灌注桩施工防治措施

4.1桩位偏移防治措施

旋挖施工中由于放线数据错误或者是场地数据发生变化容易导致钻机在一定程度上沉陷，从而导致桩位发生偏移，防治措施有以下几种：严格按照科学规定的施工设计工艺和操作流程注意事项来进行，夯实场地地面，并对测量定位线进行认真检测;可以采用钢钉打孔浇灌白灰粉的方法来准确确定桩位位置;通过多次复核钻机桩位的方法来确定桩位的位置。

4.2护筒偏移的防治措施

在旋挖钻孔灌注桩施工中导致护筒发生偏移跑位的原因有很多种，其中因护筒围土封闭不密实、护筒水位差较大、钻头施工中的不合理碰撞以及护筒直径过大等因素而造成的影响占据关键性地位，为此，可以通过及时采取防护措施来进行防治：对护筒周围的软土进行再次夯实;换取护筒内径大于桩直径约10cm左右的护筒;预防因钻头上下运动而对护筒产生的不必要碰撞。

4.3塌孔的防治措施

由于施工土层地基不稳或者是钢筋笼吊装导致的一系列不规范成孔操作是导致出现塌孔的最主要因素，防治措施有：多使用钢护筒或者是泥浆护壁来预防其塌孔;保持钻杆速度的均匀性和平稳性;确保钢筋笼的孔径大小和具体垂直度，并对其时间差和具体孔径深度进行科学调节。

4.4桩孔倾斜的防治措施

施工中由于钻机没有按照科学合理的垂直度来进行或者是由于没有对施工地质软硬程度进行科学测量，容易导致桩孔发生倾斜。其防治措施有：多次检测并确定地质的软硬程度，并科学检测其钻杆的垂直度;多次使用素土对其进行夯实再进行旋挖钻进操作;使用负压钻进法来确保桩孔的垂直度。

4.5断桩的防治措施

由于施工过程中出现混凝土供应不足或者是混凝土拌制料内出现了大量杂质物体容易导致出现断桩现状，其防治措施有：严格确保混凝土灌浆的连续性;按照科学规定的配置比例进行混凝土的配置;严防过程中出现塌孔现象。

4.6缩颈的防治措施

由于水量控制不当或者是施工过程中水量过大容易导致孔壁变形产生缩颈。防治措施有：提升钻孔成形的速度，进而有效减少其容易发生变形的时间;利用重新扫孔等措施对其进行随机检查;适时安装钢筋笼，以提高钻孔质量和成效。

4.7超径的防治措施

由于施工地层地质泥浆的控制度没有按照统一标准来进行，或者是由于回转钻头的直径过大容易导致发生超径现象，防治措施有：增强钻孔内的泥浆面高度，提高孔壁的压力。

结束语

通过试验研究及工程实践，证明了后压浆技术在工程施工中的应用是可行的，并且效果非常明显，经济效益非常显著。在不断的总结和完善后，随着人们对该技术的进一步认识和理解，后压浆技术在建筑行业的应用将不断规范化。后压浆技术在建筑行业的推广是必要的，也是必然的。