钻孔灌注桩施工技术分析

魏林兹

(福建省第一公路工程公司)

1 桥梁钻孔灌注桩功能特点概述

(1)适应性非常好。钻孔灌注桩既可以在陆地使用，也可进行水上作业，对于地质条件的适应性强，而且桩径非常灵活，即可以采用30－60cm 的小直径桩，也可以采用2－4m的大直径桩体。

(2)桩基承载能力较强。钻孔灌注桩可以根据地质条件的实际情况，选择最为合适的钻孔灌注桩尺寸条件，而且可以选择变截面桩的形式提高桩体的单桩承载能力。

(3)施工成本相对较低。钻孔灌注桩相比预制桩体施工，成本较低，而且钻孔灌注桩的施工配筋较为灵活，可以采取上密下疏的方式，而且底端还可以采用素混凝土，因而造价较低。

(4)桩体抗震性能较高。钻孔灌注桩由于通常会深入到底层一定的深度范围内，或者是嵌入到基岩之中，桩体整体性能也非常好，因而可以有效地提高桩体的抗震性能。

需要注意的是，在钻孔灌注桩施工过程中，应该根据施工现场的地质勘察报告、承载能力要求等进行钻孔灌注桩的设计，尤其是合理的确定单桩承载力、桩体长度、直径、混凝土强度等级等相关的施工技术参数。

2 施工前期准备工作

(1)施工技术准备工作。施工技术准备工作的主要内容是完成钻孔灌注桩的施工作业现场准备工作，确定好钻孔工艺方法以及灌注施工工艺方案，并对施工作业技术人员进行工艺流程、施工质量要求以及进度管理的技术交底。同时，按照施工组织设计，确定好消耗材料和备用机件数量、规格等技术参数，并按照进度要求组织设备材料进场。此外，还应该确定好成孔工艺、钢筋工程、混凝土工程等关键施工工序的主要现场技术管理要点。

(2)施工现场准备工作。在钻孔灌注桩施工现场的准备方面，主要是完成施工场地的水电路三通与场地平整，并组织施工测量人员对桩位进行测设。

(3)护筒埋设施工。设置护筒的作用主要是控制好钻孔灌注桩的桩位，并导正桩具，同时加固孔口以免出现孔口或者是孔壁坍塌的问题，而且还可以作为钻孔灌注桩施工过程中钻孔深度、钢筋笼下放、混凝土灌注以及导管下放等深度确定的基准。对于护筒，其内径必须大于钻头直径20～30 cm 左右，同时合理的控制护筒顶端高度，以提高孔内水位，形成水头，确保钻孔过程中孔壁的稳定。一般护筒顶面应高出钻机操作平台0.3 m 以上，以防杂物落入或地面水流入井内。对于护筒的埋设施工，先在桩位处开挖比护筒外径大80～100 cm 的圆坑，并在坑底填筑50 cm 厚粘土，分层夯实后安设护筒。对于在水域中进行钻孔灌注桩的施工，应该现将护筒沉至河床表面，之后通过射高压水、压重或者是打桩机震动下沉等埋设护筒。

(4)循环泥浆作业。泥浆在钻孔灌注桩施工中的作用主要是保护孔壁、悬浮钻渣以及减少钻孔过程中钻进阻力的作用。由于钻孔灌注桩施工过程中泥浆用量相对较大，因此现阶段主要使用粘土或膨润土制作的泥浆来护壁，对于泥浆的技术指标要求通常要求胶体率≥95%;含砂率≤4%;造浆能力≥2.5 L/kg。在施工过程中，随着造浆过程的不断进行，泥浆密度越来越大，因此必须不断加清水进行稀释，将泥浆的密度控制在1.3 以下。

3 钻孔灌注桩施工工艺要点分析

3.1 成孔施工

现阶段对于成孔施工工艺，主要有正循环回转泥浆护壁施工、反循环回转泥浆护壁施工、冲击钻泥浆护壁施工以及潜水电钻正循环施工等几种形式，在施工过程中应该根据施工作业区域的地质条件以及土层性质等进行成孔施工工艺的选择。其中，较为常用的是正循环回转泥浆护壁成孔施工和冲击钻泥浆护壁成孔施工。在正循环钻孔施工过程中，应该注意确保钻孔中钻机的就位稳固、周正、水平，重点确保“滑轮与钻盘中心孔、护筒的中心”三点成一线，在钻孔过程中应该定期进行复检，如果遇到软硬层变异处时，应缓钻进，并采取钻完一段再复扫一遍的方法进行施工。对于钻进施工过程中的参数控制，应该参照下表进行施工工艺的控制:

钻进技术参数

冲击钻成孔在开孔时，应低锤密击，反复冲击造壁，保持孔内泥浆面稳定，每钻进4～5 m 应验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处，均应验孔并应做记录，冲孔中遇到斜孔、塌孔等情况时，应采取措施后方可继续施工。

3.2 清孔施工

进行清孔的主要目的是为了及时的除去孔底沉渣、孔壁泥皮，并降低孔内泥浆密度，以提高桩端承载力，提高摩阻力，确保导管灌注混凝土的顺利进行。首次清孔是在钻孔至设计深度后，停止钻进施工，将钻头提离孔底0.2～0.3 m，采用泥浆泵全泵量往孔内注入优质正循环泥浆悬浮排渣清孔，配合钻头缓慢上下移动，清孔时间不少于30 min，而且应当确保没有泥块悬浮，在起钻前基本清除沉碴，清孔结束时泥浆比重指标不得高于规范规定(1.03～1.1)的上限要求;二次清孔则是在钢筋笼吊装完成、导管下完后进行，这一阶段可以采取大泵量向导管内泵入泥浆的方式循环清孔，也可以采取气举排渣法进行清孔施工，混凝土灌注前二次清孔后泥浆比重不应低于1.03，但不得高于1.1，孔底沉淀物厚度应符合设计或规范要求。

3.3 钢筋笼吊装施工

在钻孔灌注桩施工中，为了避免出现钢筋笼变形的问题，一般钢筋笼应该采取分段制作的方式，分段的长度10m以内;钢筋笼的保护层厚度必须满足设计要求，在钢筋笼的下放过程中，应该注意合理的控制，可以通过绑扎混凝土预制块、焊接钢筋混凝土预制块或者是焊接弯钢筋的方式，确保保护层厚度。在钢筋笼的吊放过程中，应该根据孔口护筒顶标高计算钢筋笼的安放标高，在下放过程中，应该对准孔位中心，缓慢下放，如果下放不顺利，应该采用正、反旋转慢慢下沉，严禁猛提，在放至设计标高后焊接固定在孔口护筒上。

3.4 混凝土灌注施工

(1)导管施工。在完成了钢筋笼吊装以后，应该及时进行导管的吊放施工。导管必须经过事先的拼装以及水密承压和接头抗拉实验，确保质量合格。在导管的下放过程中，应该尽量注意确保导管位于孔的中心部位垂直下沉，防止导管碰撞钢筋骨架。导管的总长度应该根据钻孔灌注桩的孔深以及浇筑平台进行综合确定，一般情况下控制控制底口距离孔底0.25～0.4 m。

(2)混凝土的灌注施工作业。对于混凝土，首先在施工作业前，应该进行配比设计，根据现场砂、石原材料优化设计施工混凝土配合比，一般情况下控制混凝土的拌和时间不少于90S，坍落介于18～22 cm，泌水率小于4%，密度不小于2 100 kg/m3。在混凝土的灌注施工中，首先应该确保初灌量能够覆盖导管口1 m 以上，灌注量的计算公式如下所示:V=π×d2×h1÷4 +π ×D2×HC÷4;式中:V 为初灌混凝土量(m3);d 为导管内径(m);D 为桩孔直径(m);h1为孔内混凝土高度达到Hc 时导管内混凝土柱与导管外水压平衡，导管内混凝土高度(m)。在整个混凝土的灌注施工过程中，应该注意确保整个施工作业的连续进行，尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，应徐徐地灌注，严格避免在导管内造成高压空气囊，严禁使用振捣设备振动导管。在灌注过程中要安排专人经常探测井孔内混凝土面位置，及时地调整导管埋深，并做好原始记录，灌注过程中，导管埋入深度宜保持在2～6 m 之间，最小埋入深度不得小于2 m。整个混凝土的灌注高度应当适度超过设计标高0.8～1 m，多余部分可以在后期施工中凿除。在完成混凝土的浇筑施工结束后，应该及时进行混凝土养护，养护期结束后采取声测管超声波的检测方式进行桩基质量检测，确保质量满足要求。

4 结 语

钻孔灌注桩基础施工作为桥梁工程施工的关键内容，对于整个桥梁施工质量都有着决定性的因素。在现场的施工管理过程中，作业技术以及管理人员应当深入分析钻孔灌注桩基础的施工要点以及现场的地质、作业条件，合理的进行施工组织设计，强化施工工艺以及质量标准控制，以确保桥梁钻孔灌注桩施工质量，提高桥梁工程整体施工建设水平。

［1］徐华. 基于层次分析法的绥中县矿山环境质量评价［J］.安全与环境工程，2013，(11):116－120.

［2］常健. 基于层次分析法的桥梁安全综合评价研究［J］.山西建筑，2014，(1):154－155.