浅谈钻孔灌注桩的施工工艺及要点

曾政杰

（梧州市广厦房产实业有限公司，广西 梧州 543000）

1 前言

钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性，施工工艺成熟，简单易操作且设备投入不是很大，因此在桥梁基础中得到广泛的应用。但由于钻孔灌注桩施工大部分在地下及水下进行，其施工过程不易观察，成桩后也不能进行开挖验收，施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响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，必须加强施工全过程中各环节的质量监控，采取各种有效的预防措施，保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。

2 工程概况

梧州市某小区花园面积近12万m2，其中三组团建筑面积6.3万m2，由8栋12层框架剪力墙结构住宅楼组成，基础全部采用钻孔灌注桩，桩径600 mm，桩长30 m，总桩数749根。本工程钻孔灌注桩数量多，工期要求紧，成桩质量要求高。

3 钻孔灌注桩施工工艺

3.1 施工准备

施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择，本工程根据实际情况选择潜水钻孔机。

3.2 钻孔机的安装与定位

安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2 cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

3.3 泥浆制备

钻孔泥浆由水、黏土（膨润土）和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小，护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

3.4 钻孔

钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。

3.5 清孔

在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。清孔方法视使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。

3.6 灌注水下混凝土

清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

4 钻孔灌注桩施工要点

4.1 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，垂直度的检测应该是保证桩身质量的重要环节。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。对于地基不均匀，土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其他硬物的情形，施工前必须作好准备。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，钻速要打慢挡。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。

4.2 成孔的深度

如测量有误则达不到设计深度。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50 m的孔就会产生0.5 m左右的误差。采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。避免误测的办法是在施工现场设置长度标记作为准绳，每次终孔都把测绳拿去核实。

4.3 钻孔的孔径

在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的黏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黏性土，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以下内容：

（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，桩的抗压弯能力减弱或丧失。

4.4 孔内的泥浆

在钻孔灌注桩的施工中，泥浆质量差，会形成如下不良后果：

（1）无法形成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，在流塑状黏土层则易于缩孔。

（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。

4.5 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 m/s～3 m/s，是正循环的40倍以上，故携渣能力强。为此，本工程采用正循环成孔，反循环清孔的工艺。此法现场只需增加一台6 m3的空压机即可，费用不大，简便易行，效果良好。

4.6 混凝土的灌注

成孔后孔内混凝土的灌注是最后一道也是最关键的一道工序。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。要克服很大的灌入阻力保证混凝土桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成混凝土灌注的时间越短，混凝土桩身越均匀。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不同，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成混凝土粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩身混凝土的抗压强度和桩的承载能力。

5 提议重视的几点建议

经检测，泰达西区综合服务区三组团钻孔灌注桩，静载试验结果全部满足单桩承载力设计要求；低应变检测结果，一类桩695根，占93 %，二类桩54根，占7 %，未出现三类桩，满足设计要求。通过钻孔灌注桩在泰达西区综合服务区三组团的实际操作及检测结果证明，为了提高建设工程钻孔灌注桩的质量，施工中应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高：

（1）对施工单位钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。

（2）不同的施工方法其效率和质量有很大的差异，施工时应从施工方法着手进行预先控制。

（3）认真研究质量检测设备的准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全度，留下工程隐患。

（4）提高和完善管理水平，应强调过程控制和事前控制为主，建议拟定系统化的动态管理制度和方法。

（5）健全质量管理制度、提高质量意识，树立质量第一和预控为主的观念不断更新质量理念。

6 结束语

总之，钻孔灌注桩施工工艺虽已成熟，技术难度不大，但由于其多为地下施工的不可见性，施工人员应认真学习相关规范，熟悉各项技术要求，不断提高自身水平，并做好事先指导和技术交底工作，对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。