浅析钻孔灌注桩的施工工艺

■慕容明海 ■湖南交通职业技术学院，湖南 长沙 410132

钻孔灌注桩因其具有适应性强、对邻近结构影响较小、施工安全、施工噪音小、灌注成桩速度快、所需设备较简单、操作方便等特点，而且钻孔灌注桩可将上部结构传来的荷载均匀地传递至深层稳定的基础土层中，可大大减少了基础的沉降，故被广泛采用，是目前桥梁工程最常用的基础形式之一［1］。

1 钻孔灌注桩的优势

(1)保证地基的安全性。钻孔灌注桩的工艺特点是将地基与地质土层密紧的结合起来，可大大改善地基品质。施工过程中需要灌注混凝土浆液，利用浆液的渗透作用提高灌注桩与土层的结合度。

(2)提高地基的稳定性。钻孔灌注桩技术因对地基可起到有效的压密、劈裂作用，从而将钻孔灌注桩的稳固作用充分发挥出来。

(3)降低成本。由于施工过程中对各类地质条件有较好的适应性，操作工艺日趋简单化，在降低难度的同时可以缩短工期，大幅提高工程的经济效益［2］。

2 钻孔灌注桩施工工艺及技术要点

钻孔灌注桩的施工应考虑土质、桩径大小及入土深度的要求、现场工程设备等因素，选用合适的钻具和钻孔方式，以保证顺利达到预定孔深，其施工工艺分为:场地准备→测量放样(设置定桩位)→埋设护筒(测量复核)→安装钻机及制备泥浆→钻进成孔(达到设计孔深)→一次清孔(泥浆指标检测)→吊放钢筋笼→吊放导管→二次清孔(泥浆指标检测，沉渣厚度测定)→灌注水下混凝土→终灌(测桩顶标高)→拔护筒，移机→破桩头桩检测→接筑承台。钻孔灌注桩虽施工技术比较成熟，但是由于钻孔灌注桩是在地下而且是在水中成孔，水下灌注混凝土，加之成孔方法各异，地质条件的各种变化，混凝土灌注时间的长短，施工技术人员水平及经验的高低等因素，钻孔灌注桩极易出现各种缺陷，所以有必要对钻孔灌注桩施工工艺及技术要点进行系统探讨。

2.1 场地准备

在施工前，应平整好场地。当桩基墩台处无水时，宜将钻架安置于土地平实，无杂物和软土处;当场地有浅水时，可采用土或砂袋等围堰筑岛;当场地位于深水或陡坡，可搭设支架，设置施工平台支撑钻机。在水流平稳的深水中时，可将施工平台架设在浮船上，在就位、锚固稳定后，再进行水上钻孔。水中支架的结构强度、刚度和船只的浮力、稳定性都要事先进行验算［3］。

2.2 测量放样

根据施工图纸先对钻孔灌注桩进行放样，利用导线点用全站仪准确放出桩位中心，做好标记，并测出钻机平台及护筒标高，计算出钻孔深度。

2.3 埋设护筒

一般在孔口位置埋设钢护筒，其作用为开始钻孔时的导向、保护孔口和维持水压力。根据放样的桩位中心，埋置护筒，要求护筒的中心与桩位中心的水平面位置偏差不大于50mm。

2.4 安装钻机及制备泥浆

要求钻机平稳放置，成孔中心须对准桩位中心，钻机不发生位移、倾斜和沉陷。钻机(架)安装就位时，应进行详细测量，要求在钻进过程中经常用水平尺检查转盘水平度，及时采取措施纠正。

泥浆的作用是在钻孔的时候在孔壁上形成一层泥浆膜，对孔壁进行保护，防止孔壁坍塌，其基本要求如下:

(1)根据施工机械、工艺及穿越土层情况制备泥浆，宜选用高塑性黏土或膨润土。

(2)施工期间，护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在清孔过程中应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土。

(3)灌注混凝土前，钻孔内泥浆比重一般以1.1～1.3为宜，太小易引起塌孔，太大可能导致灌注失败;含砂率不得大于8%;黏度不得大于28s。

2.5 钻进成孔

成孔方式一般有正、反循环钻孔、旋挖成孔、干作业成孔和冲击钻成孔，其冲击钻成孔的施工要点如下:

(1)开孔时，采用低锤密击，反复冲击造壁，保持孔内泥浆面稳定。

(2)每钻进4～5m应验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔并做记录。

(3)排渣过程中应及时补给泥浆。

(4)冲孔中遇到斜孔、梅花孔、塌孔等情况时，应采取措施后方可继续施工。

(5)稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或抽渣筒排渣，清孔后灌注混凝土之前的泥浆指标应符合要求。

2.6 一、二次清孔

清孔的目的是去除孔底沉淀的钻渣和泥浆，保障桩基的承载力。清孔的方式有:掏渣清孔、抽浆清孔及换浆清孔。二次清孔是在安放钢筋笼和导管后进行，目的是减少钢筋笼下放过程中造成的孔底淤积物增加。

2.7 吊放钢筋笼

清孔合格后立即下放钢筋笼，钢筋笼一般采用分段错开式制作。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，焊缝长度单面焊为10d，双面焊为5d，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。沉放时不能碰撞孔壁，下笼完毕后根据笼顶标高所需吊筋长度，并将吊筋固定牢靠，以防掉笼［4］。

2.8 吊放导管

安放导管前应对导管进行水密承压试验及接头抗压试验;导管安放按照孔位中心分节连接，直至导管距离孔底0.3m～0.4m为止;导管上口接漏斗，在接口处设隔水球。

2.9 灌注水下混凝土

灌注水下混凝土施工要点如下:

(1)混凝土配合比应通过试验确定，粗骨料宜为卵石，有良好的和易性，水灰比宜为0.5～0.6，可适当提高砂率(宜采用40% ～50%)，坍落度宜为180～220mm。

(2)在首批混凝土灌注后，导管埋入混凝土深度应不小于1.5m;检查导管是否漏水，有无泥浆回灌现象;当孔内混凝土上升到接触钢筋笼底时，应防止钢筋笼被顶起。

(3)混凝土灌注过程中严禁中断，在准确计量混凝土灌注深度和导管埋深后，方可拔管。导管埋深宜为2～6m。

(4)灌注水下混凝土应控制提拔导管速度，严禁将导管提出混凝土灌注面。灌注过程中的故障应记录备案。

(5)灌注将近结束时，可适当减小导管埋深。在拔出最后1节长导管时，拔管速度要慢，避免孔内上部泥浆进入桩中。

(6)灌注水下混凝土应迅速进行，防止坍孔和泥浆沉淀过厚。每根桩的灌注时间不能太长，尽量控制在8小时内完成;为防止顶层混凝土失去流动性，导管提升困难，每小时灌注高度最好不小于10m。

2.1 0 终灌

灌注至设计桩顶标高后，继续超灌，至超过桩顶设计标高0.5m～1.0m，以保证桩身的质量。

3 总结

钻孔灌注桩虽已有比较成熟的施工工艺，但由于桩基工程施工的特点，任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故。因此，有必要对其施工工艺及技术要点进行系统的探讨。

［1］曲松明.桩基工程施工特点及具体施工工艺的若干思考［J］.黑龙江科技信息，2013，03：294.

［2］胡友欣.浅谈钻孔灌注桩施工工艺及质量控制措施［J］.中国水运，2014，1，(14):150.

［3］谢春来.钻孔灌注桩施工工艺浅析［J］.山西建筑，2011，14(37):66.

［4］黄家伟.钻孔灌注桩施工工艺及质量控制［J］.山西建筑，2007，14(33):112.