钻孔灌注桩施工技术及质量控制措施

钻孔灌注桩施工技术及质量控制措施
摘要：当前，钻孔灌注桩施工技术具有适应性高、造价低、承载力大等特点，被广泛应用于城市轨道交通工程等领域。

钻孔灌注桩本身存在一定隐蔽性，在现
代城市轨道交通工程施工中，由于各种内外部原因，施工细节常常会被很多工作
人员忽视，从而引起质量安全问题，导致轨道交通施工过程中出现一些返工等现象，带来很大的不便。

因此，在城市轨道交通施工中，需要加强管理，理顺细节，充分掌握钻孔灌注桩施工技术的流程特点，这样才能最大程度保证城市轨道交通
工程施工质量。

关键词：钻孔灌注桩；城市轨道交通；施工；应用
引言
随着时代的不断发展，我国城市轨道交通施工技术也越来越发达，不但拥有
较高的安全性，也提高了整体的工程质量水平。

其中钻孔灌注桩施工技术是工程
中极其关键的部分，由于施工要求较高，施工流程复杂，由此很大程度影响着工
程建设质量。

在具体施工过程中，钻孔灌溉桩施工技术流程控制具有严格的标准
要求，需要进行深入分析和挖掘，对整个施工过程进行全面的控制和管理，这样
才能在施工过程中保证工程质量，所以相关管理部门应该注意这个问题，采取合
理的施工方法，利用有效的措施来加强质量控制，从而促进该技术的推广与发展。

其次要详细了解该施工项目的特点、特性，尤其是该技术有着隐蔽工程的属性，
极容易出现质量安全隐患。

因此，对钻孔灌注桩技术的质量控制就变得非常重要。

1钻孔灌注桩概述
1.1 钻孔灌注桩的含义
灌注桩是施工过程中打在地基中的桩孔，这些桩孔的施工较为复杂，主要包
含了钻孔、挤土、灌注混凝土等一系列过程。

灌注桩按照成孔方式可以分为挖孔
灌注桩、钻孔灌注桩、沉管灌注桩等类型，钻孔灌注桩是当前轨道交通施工中最
为常见的一种。

在施工时可以使用泥浆护壁施工法和套筒施工法，两者之间的工
艺差别较大，要与实际情况结合合理进行使用。

1.2 钻孔灌注桩的特点和优势
在施工过程中，钻孔灌注桩的突出特点在于工程利用率高、噪音小。

相比于
锤击法，钻孔灌注桩施工时振动频率较小，不会产生较大的噪音，对周边环境产
生影响小。

与此同时，相比于预制桩，钻孔灌注桩的空间更大，后续施工更便利，可以与不同类型的地基匹配。

在施工准备工作量小，施工时可以减少多次打孔，
使工程量减少，加快工程进度，对控制整体工程成本、提高工程效率具有很大的
帮助[1]。

钻孔灌注桩的合理使用可以对土体滑坡等问题进行有效控制，也可以达到边
坡支护的效果，是当前土木施工过程中较为常用的基础结构形式。

不管是在修建
轨道交通工程，还是在修建高层建筑，钻孔灌注桩的应用效果都受到了广泛的欢
迎和认可。

在钻孔灌桩施工过程中，主要是使用机械钻孔、钢管压实或采用人工
挖孔桩孔等方法，通过在地基土当中打入桩孔，并且放钢筋笼的方法进行施工，
而后灌注混凝土，使之做成桩。

2案例分析
2.1 工程概况
本文主要描述一个城市轨道交通工程的钻孔灌注桩施工方法，该工程的线路
全长达到了69.39km，其中设计13个车站，11个地下车站，2个高架站。

在整个
工程当中共需要对15.7km高架桥梁段进行施工，施工过程中主要通过钻孔桩基
础+承台+墩柱+现浇箱梁的结构形式进行。

2.2 岩土物理力学参数的分析与评价
勘察报告、室内试验等、综合确定地基承载力基本容许值及相关桩基参数，
如表1所示。

表1 地基土承载力基本容许值及相关桩基参数表
地基土名称
承载力基本容许值钻
孔桩
桩侧
土的
标准
值查
表值
标
贯值
建议
值
人工填土////
有机质粉质黏土//80
2
粗砂/
22
220
6
粉砂质泥岩（全风化）260
1
00
泥质粉砂岩（强风化）400
1
20
泥质粉砂岩（中风化）500
1
40
2.3 施工部署
本工程采用钻孔灌注桩施工技术，根据图纸确定全线有199根桩基，桩长6914m，其中桩基1.5m桩基28根，桩径1.25m的桩基171根，均使用C35水下
混凝土灌注。

施工机械主要采用旋挖钻配以回旋钻机进行施工。

根据地质勘察报告，结合施工现场的实际情况，根据成孔机械性能的比选研究。

现场实际情况埋
设护筒前桩基承台部位需要进行换填，换填部位需要分层夯实，以保证旋挖机的
顺利施工；现场拟组织4台旋挖设备进行施工。

图1 桩基平面布置图
2.4 相关注意事项
施工作业合理选择钻头，将泥浆的吸附量和起吊设备的重量考虑在内。

根据
检测结果，对泥浆量进行调整。

在外壳边缘进行短距离钻孔，按实际情况设定合
理速度进行钻进，桩壳外软土如有渗漏，需要将黏土倾倒入孔内，将水泥推入钻
壁孔隙堵漏。

施工中，随时检查平台的水平度和钻井的位置。

如果出现倾斜现象，必须立即停止钻探，调整钻机位置，保证桩底钻探后桩位的偏差和垂直度不会超
出标准范围。

另外，在施工中，还需要加强现场勘测，对影响施工质量的关键因素因子进
行深入分析，尤其需要注意水泥腐蚀剂的配比，解决输送管漏浆和堵塞等问题[2]。

图2 具体施工要点
3钻孔灌注桩施工技术的应用
3.1 埋设护筒
钻孔施工过程中需要注意加强孔壁坍塌的控制。

如果在施工过程中钻孔比较深，很容易导致施工时产生流砂等问题，为了防止出现塌孔的情况，需要通过加大水力的方法使孔内静水压力提高。

护筒的作用在于对钻孔位置进行固定，保护孔口，确保钻孔灌注桩施工的质量。

在本工程施工中，由于桩的孔径较大，需要注意加强护筒的管理，主要使用厚度在4~8毫米的钢护筒，在护筒的底部布设泥浆孔，布设的数量设定在2个到4个，确保护筒的直径略大于桩径，并超过地面高度30厘米到50厘米。

护筒中心线位置需要和桩基中线位置重合，控制二者的误差在20毫米以内，并且控制竖向倾斜度。

护筒埋设过程中可以使用加压法以及振动法等，需要合理进行埋设深度的控制，通常埋设在两米以上。

如果情况特殊，还可以适当加深。

此外，还需要注意施工细节，钻孔过程如图3所示。

在施工过程中，首先需要注意对钻机桩位进行复核，对桩位进行确认；其次，需要确保钻头与桩点对准，并且稳定钻机垂直钻杆，这样才能确保桩位中心、钻头在施工过程中处于同一线上，确保钻机在施工过程中不会发生移动，控制垂直偏差在1%以内；第三，需要加强孔口标高的控制，保证准确性，及时对钻孔深度等进行测量和计算。

最后，需要注意在钻进施工时有效控制泥浆的性能，保证泥浆的比重处于1.25，
图3 钻孔施工
3.2 钻机就位和钻孔
在钻孔操作时，需要移动钻机到合适的位置，保证钻头中心与桩位中心对准，进行详细的测量，使用正循环钻孔的施工技术进行钻孔操作。

钻孔的过程中，将
泥浆通过空心钻孔顶部，并且通过喷头旋转搅松土壤形成钻渣[4]。

这样可以通
过泥浆使钻渣逐步悬浮起来，并且向钻孔外部溢流。

在施工过程中认真检查钻孔
的情况，了解黏土和钻孔的关系，避免出现钻孔偏移的情况。

在埋设护筒后，需
要重视进行灌注桩泥浆的制备。

在制备泥浆时，需要充分考量施工所在环境条件，以此来确定泥浆的最终粘稠度[5]。

3.3 第一次清孔
在钻孔时，需要注意某些泥浆和钻渣会沉入坑底，为了在施工过程中确保后
期混凝土灌注质量，需要加强现场处理，主要是对这些沉积物进行清理，这样此
案确保灌注的混凝土能够紧密的与地层岩层结合，在施工结束后让桩基的总承载
能力提升。

在本工程当中使用掏渣清孔法来完成清孔。

清空时，全面地对孔底的
沉积物进行清理。

3.4 制作和安装钢筋笼
在制作钢筋笼的过程中，需要注意加强钢筋笼的稳定性，避免出现形变，影
响钢筋笼的质量，主要是每隔两米位置加设加强箍筋。

在本工程当中钻孔深度较大，需要分段进行钢筋笼的制作，确保保护层的厚度符合要求。

另外，依照要求
焊接护壁筋。

在完成后，需要进行妥善保存，尤其是在运输、装卸等环节，需要
轻拿轻放，防止钢筋骨架产生形变。

吊装钢筋笼的施工现场如图4所示，在吊装后需要展开水下砼灌注的施工工作。

在施工过程中主要通过钢导管完成水下砼的灌注，需要注意水压应当比导管
壁和焊缝可能承受灌注砼时最大内压力大。

对孔底沉淀层厚度进行后续测试，如
果发现其厚度超过规定值，需要通过喷射法进行3-5min时间的喷射，在沉渣悬
浮后，需要灌注砼到其中，保证其质量。

在灌注过程中，需要避免混凝土从料斗
当中溢出，对孔内水位升降情况进行时刻关注，对孔中混凝土的高度进行测量，
依照测量结果进行导管的提升和拆除。

在拆除导管时，需要注意有效地进行现场
控制，防止外部杂物进入孔中，影响施工效果。

另外还需要密切灌注内砼下降和
孔内水位升降情况，测量孔内砼面高度。

图4 钢筋笼吊装
3.5 二次清孔
将钢筋笼下放后4~6小时，泥浆不会因为任何形式出现扰动，很容易导致沉
淀等情况出现，造成孔深不足等问题，需要进行二次清孔工作。

在清孔过程中使
用的主要是真空循环系统，通过泥浆泵的动力挤压泥浆到孔底，并且从孔口排出。

3.6 灌注混凝土
泥浆护壁成孔过程中，需要灌注混凝土，主要使用的是垂直导管法。

在拌和
站当中，对混凝土进行集中拌和，通过运输车将混凝土运输到施工现场。

在运输后，及时送入料斗进行浇筑工作，需要依照要求合理地对料斗的容积进行选择，
主要是依照桩径大小确认。

在本工程当中，为了提升混凝土灌注工作的连续性，
需要保证料斗的容积控制在2立方米以上，导管埋深控制在1米以下。

首先将料
斗装满，然后通过吊车小钩提起铁板，使用输送泵对混凝土进行连续输入。

在完
成封闭工作之后再继续进行灌注，灌注过程中导管的埋深需要在2~6厘米之间。

灌注工作工作后，需要连续进行施工，采取合理的措施防止出现中途停滞等
问题。

在灌注过程中，需要避免混凝土从料斗当中溢出，对孔内水位升降情况进
行时刻关注，对孔中混凝土的高度进行测量，依照测量结果进行导管的提升和拆除。

在拆除导管时，需要注意有效的进行现场控制，防止外部杂物进入孔中，影
响施工效果。

如果灌注时发现导管内部混凝土布满出现空气，需要让混凝土灌入
的速度降低，避免出现整斗的灌入，以防止导管内部产生高压气囊。

4钻孔灌注桩施工质量控制措施
4.1 施工前质量控制
施工前的准备阶段，需要做好相应的质量控制措施，针对现场、材料、人员
进行控制。

施工场地软土必须压实，并按照场地条件进行导向架、筑岛的搭建，
其次设备要提前安装、调试，这样后续施工时可以更为有效地开展。

建设单位在
开始施工之前，需要将已经设置完成的导线控制点反复确认，确保在规定范围内，最大程度规避存在的误差。

材料作为整个工程的关键因素，必须得到有效地质量
控制，在施工开始前要对材料进行检查，严禁不符合使用标准的材料进入施工现场，在钻孔灌注桩施工中，使用最多的就是混凝土，所以该材料也是重点检查对象，必须合理使用做好质量控制。

其次施工人员必须熟悉图纸，掌握相关的施工
细节，还有详细的施工技术规范等，这些都是施工中较为重要的细节，也是施工
质量的有力保障。

4.2 施工中质量控制
（1）合理控制桩位。

钻孔灌注桩位控制是非常重要的环节，这也是保证施
工质量的基础条件，并且让后续施工顺利进行，那么想要合理控制桩位，就要依
靠工作人员的认知、相关专业知识等，其中要详细了解施工图纸的要求，以此来
保证桩位的合理性、准确性。

其次施工过程中需要注意现场的导线点或建筑平面
位置，通过建筑平安的控制点或线，来对桩位进行测量与设计，这是非常重要的
环节，可以大大增加钻孔灌注桩施工的质量，以及合理确定桩位，从而促进工程
质量得到提高。

（2）成孔控制工作。

成孔质量控制工作，是为了保证钻孔斜度、深度符合
施工要求，以及确保建筑的承载力，所以必须有效加强成孔质量管理，从而减少
钻孔灌注桩施工中的问题。

井径的大小不仅要根据设计来确定，还要结合实际施
工过程，另外要注意施工现场的环境、地形等因素，针对其中的变化做合理控制，这样才能保证护壁泥浆比重能够符合相关要求。

相关施工人员需要在黏土或非黏
土中成孔时，必须科学、合理地注入清水造浆护壁，所以工作人员要有很好的经验，这样才能有效控制钻孔灌注施工质量，并加快整个施工进度。

（3）制备泥浆。

在泥浆制备的过程中，需要注意的内容很多，需要依照项
目工程的实际情况制定合理的策略进行控制，先对施工现场的具体情况进行分析
和了解，梳理施工的要点，对施工过程中出现的影响因素进行综合分析和考虑，
比如说地质条件、温度、水文等。

在泥浆配置过程中，需要加强材料的准备工作，比如说水、添加剂、黏土等，防止浇筑过程中出现泥浆不合格的现象，进而对整
体稳定性产生影响，要求泥浆在制作过程中依照施工的规范要求展开，严格控制
泥浆粘稠度，保证施工过程中的比重的规范性。

（4）优化钢筋笼制作。

放置钢筋笼是钻孔灌注施工中，最应该注重质量的
环节，因为钻孔灌桩施工中，需要使用大量的钢筋混凝土，并且要利用钢筋作为
有效地重力支撑，那么为了能够有效地提高工程质量，必须优化钢筋笼制作。

钢
筋笼的制作过程，必须按照国家相关要求进行，并且通过科学合理地设计，使用
高质量的材料制作而成，最终验收合格后才能投入使用，以及开展后续的施工，
这也是钻孔灌注桩施工质量的有效保障。

4.3 施工后质量控制
施工后阶段的质量控制，就是在钻孔灌注桩施工完成后，进行相应的质量验
收工作，这是为了保证工程的质量可以达到相应标准，以及后续的使用要求。

在
进行质量验收时，需要针对钻孔灌注桩的承载能力进行测试，并且要跟设计标准
做对比，以确定符合相关标准，另外可以采用多种方法进行测试，例如声波透射法、静荷载实验法等，都能测试出桩体的承载能力、结构完整性。

在测试过程中
如果出现质量问题，必须采取有效地措施进行处理，否则将暂时停止后续的施工
项目，这会让后续工程受到极大影响，所以要做好施工中的质量控制，避免验收时出现质量问题。

结束语
伴随城市化进程的逐步加快，轨道交通设施也会大量构建，钻孔灌注桩技术是轨道交通施工中的关键技术，需要注意进行针对性的优化，这样才能在施工过程中有效地保证轨道交通施工的整体质量，因此相关技术人员需要深入分析钻孔灌注桩技术，加强施工管理，在施工中与实际情况相结合，合理地使用，提升轨道交通施工的整体质量。

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