超长钻孔灌注桩施工要点分析

吕关谊

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

超长钻孔灌注桩施工要点分析

吕关谊

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

分析了超长钻孔灌注桩施工的技术要点、工艺流程、质量和安全控制措施，对超长钻孔灌注桩应用的效益情况进行了分析，可以作为同类工程的借鉴。

超长;钻孔灌注桩;技术要点;工艺流程;质量和安全控制;效益分析

0 概述

超长钻孔灌注桩是以钻孔方法成孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等工艺施工的基础桩，其形似细长杆件,桩孔深度60 m以上,桩径不小于800 mm。超长桩施工，既要保证成孔安全，又要保证桩孔形态（垂直度、孔径、弯曲度等）、混凝土灌注等成桩质量，一般深度的钻孔灌注桩施工工艺难以满足上述要求。采用常规设备，通过控制泥浆性能和合理选择钻进技术参数，提高成孔速度，有效地防止孔壁坍塌、缩径，保持孔壁稳定，可有效控制桩孔形态，实现超长桩施工。

1 施工工艺流程及操作要求点

1.1 施工工艺流程

超长钻孔灌注桩工艺流程为：放样定位→铺设轨道或基台木→埋设护筒并检验桩位中心、测护筒标高→钻机定位、调正、对中→泥浆制备、泵送泥浆→钻进成孔→成孔完毕，一次清孔→验孔→吊安钢筋笼→下导管→二次循环清孔→混凝土灌注。

1.2 施工操作要点

1.2.1 现场准备

场地应基本平整，硬化坚实，不积水。在城市施工，宜铺设10 cm厚的道渣，地面浇筑混凝土进行硬化处理。根据施工进度、排浆运输条件及场地条件，设若干个储浆池，储浆池的设置应保证施工正常开展。

根据业主提供的测量基准点，使用全站仪或经纬仪配50～100 m钢卷尺引测桩位轴线，复核后进行桩位放样。轴线定位用木桩加小铁钉作标记，并在硬地面上弹出墨线。桩位定位用钢筋作标记。

采用十字交叉法定位、校正护筒。以桩位为中心，以大于桩径20 cm为直径，划一圆作边界开挖至硬质土。护筒埋深不小于1.5 m，筒口应高出硬地坪10～20 cm，周边用黏土填实，稳固周正。护筒中心线与桩位中心允许偏差不大于20 mm。

1.2.2 成孔施工

超长桩桩位间距小于4 D（D为桩径）时，应采取间隔跳打措施，或在邻桩水下混凝土灌注完毕36 h后再成孔施工。施工场地的工程地质条件较好，对桩孔形态控制有可靠保证措施时，对桩孔施工间距及间隔时间可作调整。成孔过程应符合下要求：

1.2.2.1 桩孔深度控制

1）按设计桩长或设计要求的控制指标，严格控制钻孔深度。

2）回转钻进时，钻机的钻具必须定长，按设计桩深单孔配备定长钻具,根据轨道标高量准机高，计算、标明机上余尺。在更换钻头、钻杆及终孔深度变化时，应重新计算、标明机上余尺。

3）冲击钻进时，按机台平面标高计算孔深，并在钻进过程中经常用专用测绳准确量测深度，交接班时应做好移交工作。

1.2.2.2 保持桩孔垂直度

回转钻进时，除钻机安装稳固、开孔时主动钻杆轴线位于转盘中心外，钻进时每次加接钻杆单根之前，必须检查主动钻杆轴线是否对中转盘中心。冲击钻进时,在每次提升钻头或进行清孔替浆时，应检查提升钢丝绳在重力悬吊下，是否始终于桩孔中心轴线一致。若发现偏离，应及时调整桩机机台或采取措施纠斜。

1.2.2.3 终孔控制

用尺丈量机上余尺，或用专用测绳量测，严格控制终孔深度，以满足设计要求。进行一次清孔，逐步调整泥浆黏度达22～25 s，泥浆比重达1.30；间断性上下缓缓活动钻具、慢速回转孔底钻头或低冲程提放冲击钻头，破碎泥块，排出岩屑，一次清孔结束应初测沉渣。终孔下钢筋笼前，必要时可用桩孔检测仪或孔规检测桩径与垂直度。若发现桩孔形态存在问题，应及时处理。

1.2.3 钢筋笼制作及安装

1）钢筋进场按规定应有出厂质量证明书或试验报告单,每捆钢筋均应有标牌，进场应按炉罐（批）号及直径分批验收。钢筋应经原材料抽检及焊接或机械连接试验检验合格后，方可使用。

2）钢筋笼制作场地应平整，场地高差不大于1%。

3）钢筋笼应在制作台架上按设计图纸加工成型，并设置扶正块。

4）钢筋笼分段制作后,应在加工场进行试拼装，并做好标志。

5）钢筋笼吊放时，钢丝绳用“一”字钢架撑开，钢筋笼吊点主筋用“十”字钢架撑住，防止笼径变形。

6）按设计笼顶标高计算吊筋长度。吊筋吊环固定在钻机基台通孔两侧中心的吊钩上，保证钢筋笼居中和安装标高。

1.2.4 灌注导管安装

1）超长桩灌注水下混凝土，应尽量选用内径较大的Ф250 mm～Ф280 mm导管。底管长度大于4 m，标准节长度为2.5 m，另选配0.5 m、1.0 m短导管。导管连接应平直可靠，密封性好。导管使用前应经试压后方可使用，试水压力可取0.6～1.0 MPa。导管的壁厚、连接部位丝扣、内壁光洁应定期检查，并作及时处理。

2）导管隔水塞。当灌注漏斗容积达不到初灌量要求时，应采用混凝土隔水塞；当使用预拌混凝土时，可采用球胆。

1.2.5 用导管进行二次清孔替浆

1）清孔替浆时，导管底端应下至孔底，并经常上下轻缓活动导管，促进清孔替浆效果。

2）根据桩径和桩深，二次清孔可采用正循环、泵吸反循环、气举反循环等方式进行。

1.2.6 二次清孔过程

1）二次清孔过程中，逐步稀释泥浆，使泥浆黏度在22～25 s、比重不得大于1.25，保证含砂率不得大于8%。二次清孔替浆时间，视桩径、桩深、原泥浆性能和孔底沉渣等情况而定。

2）二次清孔替浆结束以后，孔底沉渣厚度应符合设计或规范要求,并在30 min内灌注水下混凝土到达桩底。

1.2.7 水下混凝土灌注

1）水下混凝土灌注过程中，导管应始终埋在混凝土中，严禁将导管提出混凝土面。埋入深度除按规范要求执行外，还应观察孔口返浆情况。如果孔口不能自动返浆，说明导管已埋入太深，应适当拔除导管。

2）卸导管前,应用重锤测绳测量混凝土面位置，并根据混凝土灌注量计算，复核无误方可卸管。混凝土面位置离孔口深度大于40 m时，每次宜卸一节。

3）导管捣插方法

拔管时，用上拔1 m、下插0.5 m的方法逐渐升降导管捣插混凝土，使桩身混凝土密实和桩周混凝土饱满。

4）防止钢筋笼上浮

混凝土面接近钢筋笼底端时，导管埋入混凝土面的深度应控制在2～3 m,并降低混凝土灌注速度。待混凝土面进入钢筋笼1～2 m后,可适当提升导管。导管提升要平稳,避免出料冲击过大或钩挂钢筋笼。

5）桩顶处理

当混凝土灌注达到设计桩顶标高时，应继续灌注一定的超灌高度，一般超灌0.8～1.0 m，以保证设计桩顶标高以下的混凝土质量符合设计要求。

1.2.8 混凝土质量检查

1）采用预拌混凝土时，应检查预拌混凝土准用证、水下混凝土配合比、每方混凝土的水泥用量、混凝土坍落度和初凝时间。

2）自搅拌混凝土的原材料（水泥、外加剂）应有质保书，粗细骨料应符合相应规范要求，并按批量检验合格后方可使用。

3）混凝土坍落度应控制在180～220 mm范围。单桩混凝土用量小于25 m3的，每桩测定2次；大于25 m3的，每桩测定3次。采用预拌混凝土时，每车均必须测定。

4）每浇筑50 m3必须留置1组试块,小于50 m3的桩，每根桩必须留置1组试块。同组试块应取自同车或同盘混凝土。试块脱模后应标准养护28d送检。试块强度达不到规定要求时，可从桩身中取芯或采取非破损检测方法进一步检验。

1.2.9 场地内泥浆处理

单根桩混凝土作业完毕，及时清理循环槽、池中渣土，废浆用密封罐车及时外运排放。在含砂量较高的地层中，可使用除砂器和除泥器等措施净化泥浆，实施文明施工。

2 质量控制

严格按《建筑地基基础设计规范》、《建筑桩基技术规范》等现行国家和地方标准及设计图纸要求施工。

3 安全控制

1）钻机及相关设备使用前必须经鉴定合格。

2）钻机外露传动件均应安装防护罩，塔梯和塔上工作台应安装稳固。钻机转盘运转期间，严禁工作人员跨越传动轴。钻机工作时，严禁紧固钻机任何零件。

3）用副卷扬机加接钻杆单根时，限重不超过副卷扬机的提升能力。超过时，应采用主卷扬机操作。

4）定期检查钻机主、副卷扬机和吊车的钢丝绳、起重索具的磨损情况。如断丝超过5%时，应及时更换。在一个拧结距内，6×19钢丝绳折断钢丝12根，6×37钢丝绳折断钢丝22根，应予更换。

4 社会效益分析

1）解决了粉尘、泥浆现场污染问题，施工低噪声污染、无挤土，对邻近建（构）筑物及周围环境影响小，有利文明施工。

2）在深软土、砂卵石层等复杂工程地质条件下,可选择基岩、高承载力的地层为持力层，为高承载力要求的深、长建（构）筑物基础桩的施工提供了技术条件。

3）与预制桩、高强度预应力管桩相比，超长桩的单桩承载力大，不仅可适应不同桩深、桩径、工程地质条件要求,而且施工过程中对周围环境影响小。