桩基础钻孔灌注桩施工工艺及其质量管理

宁征波 陈永环

（中交路桥华南工程有限公司 广东中山 528403）

桩基础钻孔灌注桩施工工艺及其质量管理

宁征波 陈永环

（中交路桥华南工程有限公司 广东中山 528403）

桩基础钻孔灌注桩被广泛地应用到工程建设当中，尤其是桥梁的施工建设当中的应用比较广泛。本文将根据笔者切身经历，对钻孔灌注桩进行必要的介绍，尤其对钻孔灌注桩的施工方法以及施工工艺进行重点介绍，并对在进行钻孔灌注桩施工过程中，可能会发生的质量问题以及施工中存在的不足进行必要的介绍，并对相应的解决方案进行必要的阐述。希望通过本文关于桩基础钻孔灌注桩相关介绍，对今后的桩基础钻孔灌注桩施工有一定的指导意义。

桩基础；钻孔；灌注桩；施工工艺；质量管理

1 引言

随着我国的基础设施建设力度加大，在重型厂房、港口码头、高层建筑、桥梁、核电站以及海上采油平台等工程中大量地使用了桩基础，这对提高建筑的质量，结构的稳定性等方面有着重要的作用。同时钻孔灌注桩是桩基类型中的一种，也是应用最为广泛的一种。在实际工程应用中，往往钻孔灌注桩的施工过程中存在着一定的问题，同时质量达不到要求。本文将对桩基础钻孔灌注桩的施工工艺进行必要的介绍，并对如何对桩基础钻孔灌注桩进行控制进行必要的研究。

2 钻孔灌注桩施工工艺流程和主要工序

根据施工的过程可以把钻孔灌注桩分为成孔阶段、清孔阶段以及水下混凝土浇筑。钻孔灌注桩对专业技术以及施工技术的要求比较高，而且生产的工序也比较多，这样以来施工的工作量就比较大，同时要求要在短时间内连续完成的地下隐蔽工程，必须对钻孔灌注桩的质量进行保证，同时还要对其工期进行控制。

对钻孔灌注桩质量的控制成为钻孔灌注桩施工技术的难点，对于目前来说，在施工过程中很难做好对钻孔灌注桩质量的有效控制，并没有有效的方式实现对其质量科学合理的控制，从而导致钻孔灌注桩质量不稳定，可能会导致一些工程质量事故的发生，这比较对人们的生命财产带来一定的损失。虽然其施工工艺逐渐完善，但是在施工管理上依旧存在着一定的问题，堵管、蜂窝、断桩、少灌以及夹泥等质量上的问题经常出现。我们必须采用更加合理科学的施工方法与施工工艺来对其进行完善，来对施工阶段的质量进行有效地控制。可见，对钻孔灌注桩质量控制相关的研究极为重要。

3 钻孔灌注桩施工工艺

对于钻孔灌注桩来说，对技术的要求比较高，施工难度比较大，工作量较大，并且其施工工序较多。下面将对钻孔灌注桩施工工序进行详细的介绍：

成孔工艺：

3.1 护筒及其埋设

通常在钻孔灌注桩孔口处的地表的土质比较松软，我们可以使用泥浆护壁来防止孔口被泥浆冲刷与浸泡，同时能够有效地避免由于设备运转以及设备自重等产生的孔口坍陷；此外，通过使用护筒能够有效地提高孔内的水头高度，这样能够通过增加对孔壁的静水压力有效地阻止了孔壁坍塌。护筒埋设工作是进行泥浆护壁成孔灌注桩施工的第一步工作，护筒的垂直度与其位置，将对护筒底脚与护筒周围是否透水有着极大的影响，同时还对成桩与成孔的质量产生很大的影响。

护筒埋设方式有两种，即填筑埋设与挖孔埋设。对于挖孔埋设来说，它能够很好地满足地下水位在地面以下超过lm情况的使用。在实际施工过程中，首先要对其进行扩孔，要求孔径要大于护筒外径80～100cm，之后，对控制桩进行放样，并把钻孔中心的位置标在坑底处，之后再把护筒吊放进坑内，并使用十字架在底部或顶部找出护筒的圆心位置，再通过移动调整让钻孔中心与护筒中心重合，并使用垂球与水平尺对护筒垂直度进行检查。之后，再使用最佳含水量的粘土在护筒四周进行均匀地对称地回填50cm左右厚粘土，并采用分层夯实的方式，让粘土获得良好的密实度。最后，在对护筒顶部中心与护筒垂直度以及桩位之间的偏差进行检查，要求其偏差必须在所要求的范围内。填筑埋设可以用于一些挖埋困难或者地下水位较高等场合，在对其进行施工时要先对其台地进行填筑，之后可以根据挖孔埋设方式进行。

3.2 泥浆护壁

当护筒埋设好之后，要把造浆灌入对应的护筒中，让护筒中的泥浆保持在一定的水头高度，这样能够对孔壁形成静水压力，从而对孔壁进行保护。对于卵石层、砂层以及砾层来说，利用泥浆在孔壁形成的泥皮以及泥浆对孔壁的静水压力来阻止孔外水向孔内渗流，此外也对孔内泥浆向孔壁渗流产生阻碍作用。

3.3 成孔

对于钻孔灌注桩成孔来说主要有反循环钻进成孔、正循环钻进成孔以及潜水电钻成孔这三种方法。对于正循环钻进成孔来说，能够有效地满足在一些含量有砾石少于20%、砂以及粘土等软岩地表的使用，对于反循环钻进成孔来说，能够有效地满足在一些卵石含量少于20%，砾径小于钻杆内径66%软岩地表的使用。在具有粉土、淤泥以及砂类土等地层可以使用潜水电钻成孔。

使用正循环钻进成孔时，必须保证钻头的回转中心与护筒中心对准，在使用泥浆泵对护筒进行循环冲洗2～3min后，才能进行钻孔，应使用低压慢速对护筒底部进行钻孔，这样能够确保护筒的稳定性，当钻到护筒底部以下的1m后，便可以按照正常的速度进行钻进。

在对粘土层进行钻进时，其本身的造浆能力比较强，钻屑一般呈现块状，很容易把钻头包裹住，这导致回转阻力矩增大，这个时候要降低钻压加快钻速，并使用大泵量的方式进行钻进。在对砂层钻进行钻进时，它的回转阻力比较小，可以使用较大的钻速，然而当砂粒颗粒直径超过粘土颗粒的直径时，很难进行上返，并且泥浆中的含砂量过大，导致孔壁缺乏稳定性，时常出现坍塌。一旦停止钻进，砂粒就会快速沉降进行回填，这样很容易造成埋钻事故。这个时候必须使用粘度、密度以及静切力较大的泥浆，以提高泥浆携带砂粒与悬浮砂粒的能力。要定期对沉淀池内的积砂以及泥浆循环槽中的积砂进行清理，并对泥浆泵进行定期的清洗与检查。

3.4 清孔

通常使用换浆法对钻孔灌注桩进行清孔，一般需要进行两次清孔，在钻孔终孔后进行第一次清孔，以把孔内存在的悬浮钻碴多的泥浆换出；在完成对灌浆导管以及钢筋笼安装后，进行第二次清孔，这是为了把孔底部再次沉淀的钻碴和仍然悬有钻碴的相对密度较大的泥浆换出。

4 钢筋笼制作与安装

根据相关的技术要求完成对钢筋笼的制作，并进行吊装。可以使用单吊点或者双吊点（在箍筋处）对钢筋笼进行吊装。对于一些笼身比较长，直径比较大的钢筋笼，必须对吊点进行加强，以确保在吊装过程中不会变形，入孔时必须要与钻孔中心对准进行缓慢下放直到达到设计的标高位置。

对于一些使用分段的钢筋笼来说，在前一段放入孔中后，可以使用钢管穿过钢筋笼上面的箍筋下面，把钢筋笼临时的搁支在护筒口上或者钻机大梁上，然后在进行下一段的吊装。对准位置后进行焊接，再进行下放，并做好相应的记录，满足要求便可以对其进行固定。

5 混凝土灌注成桩

图1为混凝土灌注示意图。只有成孔与清孔质量满足相关的要求后，才能进行混凝土灌注。在混凝土灌注上部的位置使用0.1～0.2m3水泥砂浆，这能够有效地避免粗骨料卡住隔水塞上架桥或隔水塞上，此外，水泥砂浆还可以看作成混凝土面的保护层。

图1 混凝土灌注示意图

当前面的混凝土灌注正常后，灌注过程应连续不断且紧凑地的进行。并要避免从漏斗外掉入孔底或者在漏斗顶位置混凝土拌合物的溢出，此外还要对孔口的返水以及混凝土下降情况进行注意与控制，并及时做好对孔内混凝土面高度进行测量，以保持导管的合理埋深。

在即将完成灌注时，导管里面的混凝土柱高度在减小，同时导管外面的泥浆重度变大，沉碴也变多，这使得混凝土顶升有一定的难度，可以通过对孔内泥浆进行加水，并把漏斗高度提升或者把部分沉淀土掏出等方式确保灌注能够顺利的进行。

6 钻孔灌注桩的质量控制

6.1 施工机具的选择

要对成孔的钻机、料斗、钻杆、保径圈、导管、泥浆循环设备、混凝土拌制与输送设备以及球塞等施工机具进行合理的选择。必须根据不同的桩径、地质条件，并结合功率要求以及扭矩要求等。

6.2 泥浆的调制和使用

通常可以使用自然造浆，必要时可以使用人工进行造浆，要确保泥浆的各项指标要满足实际施工的要求，合理选择泥浆比重和粘度指标。

6.3 钻进过程

对桩进行施工的时间越短，对桩的质量越好控制，但是在开孔时必须使用轻压慢钻，这是为了避免孔斜的发生，当导向部位或者钻头全部进入地层之后，便可以提高钻速。并根据钻进速度与地质条件对泥浆循环量进行调整。

6.4 水下混凝土灌注

在对混凝土的初凝时间、流动性等进行有效地控制，这能够避免导管凝死、导管堵塞或者导管离析等现象的出现。灌注前必须对泥浆指标以及沉淀层厚度进行检查，不满足要求必须再次进行清孔。

7 结束语

本文对桩基础钻孔灌注桩的施工工艺进行了详细的介绍，同时对桩基础钻孔灌注桩的质量控制进行了必要的介绍，希望通过本文的相关介绍对桩基础钻孔灌注桩的施工有一定的指导意义。

[1]葛春雷.钻孔灌注桩施工工艺及质量控制研究[J].交通标准化，2013：50～52.

[2]张良建，陆德生.公路桥梁钻孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].山西建筑，2009：87～96.

[3]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（下半月），2014：56～57.

TU753.3

A

1673-0038（2015）24-0094-02

2015-5-25

宁征波（1984-），男，助工，本科，主要从事内业方案编制和外业现场管理工作。

陈永环（1986-），男，助工，本科，主要从事工程测量工作。