钻孔灌注桩基础施工的技术难点解析

钻孔灌注桩基础施工的技术难点解析

摘要：在当前的公路桥梁工程施工桩基施工中，大多桩基础采用钻孔灌注桩技术，在施工地点地质水文条件比较复杂的地区，其公路桥梁工程采用钻孔灌注桩优势更为明显，可以很大程度上减少各种公路桥梁工程施工病害的发生，还可以大幅降低公路桥梁工程施工成本，加快公路桥梁工程施工的进度，本文就公路桥梁工程钻孔灌注桩基础施工的技术展开分析与研究。

关键词：钻孔灌注桩；施工；技术

引言

在我国建筑工程事业快速发展的现阶段，钻孔灌注桩在高层建筑、市政工程、港口、公路桥梁等大型建筑工程工程项目中得到了广泛的应用。钻孔灌注桩施工形式不仅具有小震动、无挤土、低噪音等特点，而且钻孔灌注桩具有强大的贯穿能力，形成有效的单桩支撑载荷。同时，钻孔灌注桩对工程周围环境和居民建筑的影响也非常小。这种桩基础的工艺方法不但在施工设备上简单、便于操作，而且为钻孔灌注桩水上作业。不仅大大降低了工程桩基础的施工难度，而且降低了工程造价，缩短工期。随着我国建筑行业的不断发展和进步，工程的桩基础桩径、桩长不断的加粗和加长，单桩的承载力越来越高。采用钻孔灌注桩方法进行施工时，对桩的质量要求很高。在进行钻孔灌注桩施工及成桩后，又无法对成桩柱的施工过程及验收质量进行有效的检查与控制。因，此钻孔灌注桩产生质量事故的隐患极大，尤其是工程中的大桩、长桩的施工。

一、钻孔灌注桩基础应用的优点

1.在钻孔灌注桩施工时，钻孔机械能量下，它能修建比预制桩孔径大，桩身长的大型桩基础，工作能力强。

2.在施工环境低洼地势、地下水位高的地区钻孔灌注桩比较适应，不受地下水位的限制仍然可以施工。

3.桩基础埋入冻层以下，桩柱在地下部分的粗糙率大以及与周围上壤接触面之间阻力较大，因而具有抵抗山于冻拨而产生的基础变形抗冻性能效果好。

4.由于在钻孔灌注桩施工时，钻孔机的钻头具有钻进和旋削的能力，对各种土质均能钻孔，即使达到直径5cm以下的卵石地基也可成孔。

5.在钻孔灌注桩成孔后能立即进行混凝上浇筑工作，因此，钻机起到即能钻孔又可浇筑的双重作用。

6.钻孔灌注桩有效的解决了水中浇筑混凝上的困难、并能保证混凝上质量由于采用导管并利用自重原理，将水和混凝上分开的办法浇注，直到浇筑到设计高程为止。

7.钻孔灌注桩钻孔行动方便，施工过程的操作技术极易掌握，是水下浇筑桩基础的理想工具。

二、钻孔灌注桩施工技术要点

（一）施工前准备

在公路桥梁的施工建设中，需要就相应的地理特征以及公路桥梁的特点进行了解，从而制定出适合于公路桥梁施工应用的钻孔灌注桩设计。施工前的准备工作包括：

1.对公路桥梁的水文地质资料进行了解，并且结合相应的图纸设计出能够合理施工的施工方案；

2.除了合理的施工方案之外，公路桥梁施工前准备包括挂历方式的制定，包括文明施工的规定、安全生产的注意事项以及应对突发事件的应急预案等；

3.对测量的仪器进行验证以及校正，并且就施工周围的水源以及排水通道进行勘测，观察是否能够满足钻孔灌注桩施工的要求。钻孔灌注桩的原材料以及相应的机械进行检查，确保准备工作万无一失。

（二）钻孔灌注桩施工流程一般的钻孔灌注桩施工的流程包括六个步骤：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清孔、钢筋骨架的安放、灌浆。

1.埋设护筒

在进行护筒的埋设之前，需要先对桩中心的位置进行确认。在进行埋设的过程中，高度需要高出地面1～3m左右，而且埋设的深度不能小于1.5m。相比于桩径，护筒的直径相对较大，可以方便钻头施工。在埋设后需要进行保护，并且采用粘质土进行夯实。

2.制备泥浆

泥浆能够起护臂的作用，在进行钻孔灌注桩施工的过程中，需要就施工现场的土质以及相应的情况进行泥浆的制备。在制备泥浆中，采用粘土或是膨胀土以及添加剂，在水中制备而成。由于泥浆能够起着悬浮泥渣的功能，因此不能够太稠，但是太稀会对强度造成影响。在调配好泥浆构成后注入护筒，进行钻孔作业。

3.钻孔

钻孔作业主要采用连续工作的形式进行，在钻孔的过程中，采用钻进进行钻孔。在不同的钻孔环境中，需要采用不同的钻井工业：

1）初开始时，需要慢速钻孔；

2）如果土质相对较硬的时候，需要采用中、大冲程进行钻孔。在钻孔作业中，需要对土质进行观察，从而确定钻孔的方式。同时需要就钻孔的过程进行详细的记录，便于后期的检查与维护。

4.清孔

清孔是在钻孔完成后的工艺，当确定相应的钻孔参数都符合初始设计的情况下，采用清孔清除空中的沉渣以及陈垫层。清孔的主要目的是防止因为沉淀层过厚，而导致的桩基的承载能力受到影响，主要用于清孔的方法有抽浆法、换浆法以及淘渣法。而且在清孔的过程中需要对孔内的水位进行保持，防止出现塌陷。

5.钢筋骨架

钢筋骨架的制作是按照图纸进行施工制作的，采用对焊工艺对钢筋骨架进行制作。制作完成后，利用吊车对钢筋骨架进行安装。在安装的过程中，可以采用单吊或是双吊的方法进行，而且需要与孔壁保持适当的距离。

三、钻孔灌注桩施工技术难点及应对措施

（一）坍孔的预防措施

在钻孔灌注桩的成孔施工中，过快的钻孔速度，孔壁则不能及时形成有效的泥浆膜，容易造成孔壁坍塌。像在淤泥质等这种较松软的土质环境中的作业，如果成孔的速度过快，成形后的孔径形状将会很不规则，而砂砾、砂较硬的土质则会加大桩的径向晃动量，成孔后孔壁将会坍塌，合理的钻孔速度要依据施工工艺要求及现场地质条件来确定。此外，在钻孔时产生的泥浆，其粘度和密度对控制护壁和排渣也有很大的影响，其处理方法同样要进行合理的选择。在对砾石层等土层进行钻孔灌注桩成孔施工时，如果出现大量漏浆现象，则要分析改变施工方案的必要性；如果发生坍孔，则要及时用粘土等材料对坍孔的桩孔进行回填，停置大于15天，在地层稳定后才可以进行二次施工。

（二）扩径、缩颈的预防措施

做好孔径的测量和形状控制、提高泥浆的质量、控制泥浆的粘度、密度及失水率等性能要求、合理的增加钻头直径、导正器上焊接若干合金刀片、在起钻或钻进中提供扫孔的功能，是预防扩径、缩颈的主要措施。桩孔一旦产生扩径，将对桩基的承载力产生有很大的影响。通过多年的实践经验表明，在桩身混凝土的质量合格的情况下，其实际承载力小于原设计理论试桩。除沉渣有可能较大，动测资料与孔径实测都表明有很强的扩径现象。即使再次复压，也没有大幅提高。所以，局部扩径对整桩的侧摩阻力和共同工作有着很大的影响。坍孔和局部扩径通常是同时发生的，只要做好坍孔的预防工作，通常就不会出现局部扩径现象。