钻孔灌注桩施工探讨

钻孔灌注桩施工探讨

摘要：近年来灌注桩在沿海地区及软土层中应用十分广泛,灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土或者钢筋混凝土而成。根据成孔工艺的不同，分为钻孔灌注桩、套管成孔的灌注桩、爆扩成孔的灌注桩和人工挖孔灌注桩。灌注桩是施工工艺近年来发展很快，还出现端夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。作者就灌注桩中钻孔灌注桩的施工环节和质量控制等问题进行浅入探讨，希望以此达到与同行们交流学习，提高施工水平的目的。

关键词：钻孔；灌注桩；基础施工探讨

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关钻孔灌注桩方面的资料，对钻孔灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。

钻孔灌注桩的施工工序为：场地平整→放桩位线→钻孔机就位→机械钻孔→清孔→检查→放钢筋笼→灌注混凝土。灌注混凝土时应分层进行。根据施工工艺的不同，钻孔灌注桩大致分为两种：一

是干作业成孔灌注桩，二是泥浆护壁成孔灌注桩。

1.干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低，在成孔深度内无地下水的地质，勿需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔，亦有用洛阳铲成孔的。螺旋钻机利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。在软塑土层含水量大时，可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。一节钻杆钻入后，应停机接上第二节，继续钻到要求深度，当钻到预定深度后，必须在原深处进行空钻清土，然后停钻提起钻杆。操作时要求钻杆垂直，钻孔过程中，如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能遇到石块等异物，应立即停车检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300～600mm左右，钻孔深度8～12m。在钻进过程中，应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。

2.泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，对不论地下水位高或低的土层都适用。成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中回转钻机应用最多。回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，再由其带动带有钻头的钻杆移动，由钻头切削土壤。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。正循环有空心钻杆内部通入泥浆或高压水，从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入泥浆池。反循环与正循环的情形相反，反循环工艺的泥浆上流速度较高，能携带大量的土渣。

3.钻孔灌注桩施工要点

3.1 成孔的垂直度

钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要指标。为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。在不均匀地层中钻孔时，使用自重大的钻机和刚度大的钻杆则较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明，也是防止孔斜的简单有效的方法。

3.2 成孔的深度

(1)如测量有误达则不到设计深度。一般施工队伍常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，有的收缩量可达1%左右，测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次终孔一定把测绳拿去核实。

(2)钻孔入岩深度达不到设计要求。更多的是由于地层分布不均匀，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。此外，还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案，直至工程使用正常，沉降稳定。

3.3 钻孔的孔径

在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土和粉土中钻孔容易出现缩孔现象。尤其要重视液性指数il＞0.75呈现软塑状态和流塑状态的粘性土，而在il＞1.0呈流塑状态的淤泥质软土层成孔缩孔现象更不可避免。与孔径有关的质量问题有：

(1)由于孔径小于规范要求，桩的截面缩小，承载能力降低，实际上降低了桩的安全系数。

(2)软弱土层一般都在地层上部，缩颈现象也发生在此段，而桩的内力也是上段大，容易造成桩身抗压强度不够而破坏。

(3)由于孔径达不到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的抗压弯能力消弱或丧失。

3.4 孔内的泥浆

在钻孔灌柱桩的施工中，泥浆质量差，会形成如下的不良后果：

(1)形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状粘土层则易于缩孔。

(2)泥浆稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差、厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。

(3)稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附，导致钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。故对泥浆质量的管理决不

是个小问题，一定要严格要求施工单位按规范要求严格控制。

3.5 孔内的沉渣与沉淤

沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果速度能达到2～3m / s。是正循环的40倍以上，故携渣能力强。为此，可采用正循环成孔，反循环清孔的工艺。此法现场只需增加一台6m3的空压机即可，费用不大，简便易行，效果良好。

无论何种成孔工艺，都应重视砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分钟左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短时间内不会沉淀。此时灌注砼，砼坠落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉淤，可基本上将孔底沉渣清除干净。

3.6 混凝土的灌注

在保证混凝土质量合格的前提下，导管法水下灌注混凝土质量难以控制的主要原因是：

(1)不能象上部结构施工那样逐层振捣；

(2) 导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m—4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m—10m时，应及时将坍落度调小至12cm—16cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。由于导管埋在泥浆和混凝土中，混凝土的灌入阻力是相当大的，灌入阻力可按下式估算：r=π(d2-d2)