建筑工程基础施工中钻孔灌注桩的施工技术研究

王金龙

摘 要：本文针对钻孔灌注桩基础施工技术进行研究分析，主要探讨了钻孔前的准备工作、钻孔灌注桩的施工工艺流程，以及钻机的成孔工艺，包括螺旋钻机成孔、正循环回转法成孔、反循环回转法成孔和冲击钻机成孔技术。

关键词：钻孔灌注桩；基础施工；工艺流程

1 钻孔前的准备工作

（1）钻机。作为钻机本身来说，其分类的方法有很多。如果按照成孔方法和出渣的特点来进行分类的话，可以将钻机分为螺旋钻、正循环回转钻、反循环回转钻、潜水钻、冲抓钻、冲击钻、钻头钻等七种，实际应用中应根据具体的施工环境和钻机的使用范围进行适当选择。

（2）场地准备。对于场地的尺寸要求，一定要与桩基设计的相关尺寸相符合。此外施工场地的高度也要进行适当的考虑和分析，要综合考虑会出现高水位或潮水位的情况，因此施工场地或工作平台的高度要高出其上大约（0.5～1.0）m的距离。

（3）护筒。护筒的作用主要有：对于桩位的固定、对于水源的隔离、对于孔口结构的保护等。根据实际施工的情况，应注意以下问题：第—就是埋设护筒的材料应选用钢板或钢筋混凝土，这样才能保证其质地坚实且不漏水。如果遇到需要将护筒埋入较深土层时，可以在辅助进行筒内除土作用的同时，积极采取压重、振动、锤击等方式来进行作业操作；第二就是要保证桩径的尺寸小于护筒内径的尺寸；第三要确保护筒顶端的位置要高于地下水位1.5～2m左右；第四要确保护筒埋设深度的合理性，如果是旱地或浅水处，对于黏质土不应小于1～1.5m，如果是冲刷影响的河床，应埋保持其深度在冲刷线以下不应小于1～1.5m。

2 钻孔灌注桩的施工工艺流程

对于钻孔灌注桩施工本身而言，其流程和工序有很多，主要取决于成孔方法的选择以及施工现场的具体情况。具体的钻孔灌注桩施工的工艺流程如下：平整场地→桩位放样→埋设钢护筒→钻机就位→晦占孑L检验→监理工程师验孔→安放钢筋骨架→安放导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔除钢护筒→成桩检测。对于同时作业的情况，尤其是多根桩同时进行施工时，我们要确保各根桩施工的相对独立，确保他们之间的施工作业不互相影响，从而发挥和保持最大的生产效率。

3 钻机的成孔工艺

3.1 螺旋钻机成孔

螺旋钻机本身是一个复杂的产品，其种类和款式很多，但是其原理基本一致。下面简要介绍两类主要的螺旋钻机的成孔工艺。

3.1.1 长螺旋钻机的成孔工艺

①钻机就位。钻机准备就绪以后，要确保桩架导杆位置正确，然后用对位圈对准桩位，读钻深标尺的零点。②钻进。钻进的过程较为简单，利用电动机的动力，带动钻杆进行作业，随着钻头螺旋叶片的旋转，不断地将土排出。③停止钻进，读钻孔深度。在进行钻进作业的过程中，要随时注意钻机上的测深标尺的刻度，这样才能正确及时地掌握钻孔的具体深度。④提起钻杆。⑤测孔径、孔深和桩孔水平与垂直偏差。当钻机达到预定深度以后，要提起钻杆，同时要注意用测绳伟垂）进行相关的测量，明确掌握孔深和垂直偏差。⑥成孔质量检查。把手提灯吊入孔内，观察孔壁有无塌陷、胀缩等情况。⑦盖好孔口盖板。⑧钻机移位。⑨复测孔深和虚土厚度。

3.1.2 短螺旋钻机的成孔工艺

短螺旋钻机成孔的具体工艺流程，在某种意义上与长螺旋钻机是一样的。唯一的不同在于上述过程中的第二步，被短螺旋钻机的钻头切削下来的土块、钻屑落在螺旋叶片上后，需要靠提钻反转甩落在地，因此钻成一个孔需要多次钻进、提钻和甩土。

3.2 正循环回转法成孔

正循环回转法成孔工艺虽然也因钻机类型不同而有差异，但其差异并不是很大。

3.2.1 钻机就位

立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，缓缓放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔。然后装上转盘，要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不得大于2cm。在钻进过程中要经常检查转盘，如有倾斜或位移，应及时纠正。使用带有变速器的钻机时，要把变速器放平。安装在变速器板上的电动机轴心应和变速器被动轴的轴心在同一水平线上。

3.2.2 初 钻

先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻孔中一定数量后，方可开始钻进。接长钻杆时，先卸去方形套，提升方钻杆使钻头与钻杆相连处露出转盘为止。用钻杆夹持器卡住钻头并支承于转盘，卸去方钻杆。然后吊起一节圆钻杆，连接于钻头，卸去夹持器，把圆钻杆连同钻头放入钻孔。当圆钻杆上端接近转盘时，按上述方法用夹持器支持圆钻杆，松吊绳，将方钻杆吊来与圆钻杆连结，撤去夹持器，把方钻杆降入转盘内并安好方形套，继续钻进。以后需再接长钻杆时，按以上步骤在方钻杆同圆钻杆之间加接圆钻杆即可，一直钻孔到需要深度为止。卸去时以同样方法，只是把接长改为减短就行了。

3.3 反循环回转法成孔

反循环回转法的工作特点与正循环相反，泥浆由储浆池流入或注入钻孔，到孔底同钻渣混合，在真空泵与吸泥泵配合或在空气吸泥机、水力喷射泵的抽吸力作用下混合物进入钻锥的进渣口，由钻杆内腔吸上，再从出水控制阀经胶管排泄到沉淀池，净化后到储浆池循環使用。反循环回转钻进的泥浆与供水设备：反循环回转钻进所需的泥浆沉淀池和储浆（或供水）池应设在钻机排浆（渣）的同侧，与钻机的距离可根据地形决定，两池的总容积一般为钻孔完成后总排渣体积的1.2～2.0倍。净化后的泥浆经流槽进入钻孔，同时有泥浆（或水）从储浆池流人钻孔，使护筒内保持一定的水头高度。多余的泥浆（或水）则从钻孔的溢浆口流回沉淀池，经沉淀后流进储浆（供水）池。

3.4 冲击钻机成孔

冲击钻机成孔工艺如下：

（1）机具布置。机具布置随所用的钻机类型而异。冲击钻机一般都备有钻架。在埋好的护筒和备足护壁泥浆粘土后，将钻机就位，立好钻架，对准桩孔中心，拉好风缆绳，就可开始冲击钻进。用简易式冲击钻机时，须自制钻架，钻架高度不宜小于7m，钻架除应有足够的结构强度外，还应考虑承受反复冲击荷载的结构刚度。如不能满足上述要求时，应采用风揽或撑杆等措施加固。

（2）开孔。开钻时应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（河中水位）1.5～2.0m，并低于护筒顶面0.3m，以防溢出，掏渣后应及时补水。护筒底脚以下12～4m范围内属河床表面，一般比较松散，应认真施工。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1：1的比例，投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击2～3次。

4 结 语

钻孔灌注桩作为一种桩基础中的形式之一，其用途十分广泛，可以在各种基础施工中用到。钻孔灌注桩的相关施工所涉及的内容很多，其中有测量方面的工作、机械相关操作方面的工作、以及钢筋的加工、混凝土的搅拌等多种工作，工作中的技术含量也较多，因而所受到的制约方面就多，这样就会给施工过程带来一些问题。这些问题的出现必然会对整体的施工质量产生不利影响，如果不对这些问题进行关注的话，必然会使成桩难以满足设计要求，其相关补救也存在一定的难度。所以在施工过程中，要加强施工准备、成孔等各环节的技术控制，确保钻孔灌注桩的成桩质量。