房建工程钻孔灌注桩的施工技术初探

潘卢

引言

钻孔灌注桩施工原理为通过重型机械进行钻孔，在孔中灌注混凝土，混凝土凝固形成桩体进行承力。钻孔灌注桩建设技术目前还处于发展阶段，相较于其余的桩体建设方式，在施工过程中需要投入更多精力，并需要对多种因素进行考虑，在保证桩体强度满足要求的情况下才能进行房屋建设。

1 房建工程钻孔灌注桩特点

现代房建工程中，已经拥有了多种桩体建设技术，但是这些建设方式都存在一定不足，而钻孔灌注桩建设可以在很大程度上避免这些不足，其主要具备的优势如下：①相较于人工挖孔灌注桩，具有劳动强度大大降低、施工速度快、安全性能较高、受地下水位影响小、成本较人工挖孔灌注桩低等特点。充分提高施工过程的经济性[1]。②相较于预制桩，钻孔灌注桩能够产生更大的桩体直径。具有挤土效应小、不受地质变化限制、不需要接桩和截桩、振动小、噪声小等特点，预制桩受限于制造、运输设备，其直径在一个相对较小的范围内。③相较于锤击沉入桩，建设过程产生的噪音更小，并且不产生振动，挤土效应很小等优势。

但是钻孔灌注桩也产生了一些问题：①施工过程复杂。由于钻孔灌注桩是现场通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，所以在建设前需要对地质条件进行详细勘察，施工过程中对需要考虑多个因素以保证工程质量，过程繁琐。②钻孔过程中通常需要使用泥浆对孔洞进行保护，施工过程中泥浆循环系统存在泥浆排放，对环境产生了不利影响。③浇灌前必须对孔底沉渣厚度、泥浆含泥量等进行检测，并埋设导管，使整个施工过程中不容易对桩身混凝土质量进行控制。④相较于各类预制桩和沉入桩，钻孔灌注桩是现场施工，不但需要严格保证质量，也让质量检测过程更加复杂。

2 房建工程钻孔灌注桩施工技术

2.1 确定地质环境

在进行钻孔灌注桩的建造时，需要根据地质条件确定钻孔方式，由于桩体需要架设在有一定强度的地基上，所以需要对地基强度进行检测，保证地基能够满足强度要求，可采用地质雷达进行强度测定[2]。在强度满足要求的情况下，还需要对地质的土壤条件进行检测，这种检测用于确定钻孔方式，并且对不同的土壤，泥浆的作用也会产生变化，具体确定方式如表1所示。

表1 不同钻孔方式对土质要求以及孔径确定和泥浆作用

由表1，在对地质进行详细监测后，需要根据土壤条件进行相应的钻孔方式选取，为以后的施工过程打下基础。

2.2 设备搭建

为保证灌注桩的顺利施工，在进行地质检测后需要按照相关标准进行设备搭建，设备搭建主要涉及以下几个方面：①复核钻孔机位置地基承载力测定。该过程的目的是保证钻孔机不会发生中心偏移，影响稳定性，所以需要对地面平整度、承载力等进行严格检查，对地势有起伏的地点进行平整，钻孔机的底座可加铺钢板，减小压强。②埋设护筒。护筒应采用钢护筒，通常用4mm钢板制成内径比钻孔直径大0.1～0.2m的钢护筒，护筒埋设深度应高于地下水位1.0～2.0m，并高出施工地面至少0.3m，如采用旋挖钻机开挖护筒埋设深度应大于2.5m。并且要求坚固、不漏水。钢护筒顶端应留有泥浆的出浆口，护筒外围用粘土填筑夯实。护筒通常采用钻机压入，护筒位置应准确，中心线应与桩中心线对齐，并保证护筒的垂直度。

2.3 泥浆制造

泥浆在钻孔灌注桩制造过程中发挥极其重要的作用，在钻孔过程中，泥浆不但对钻孔机械起到润滑作用，而且泥浆的投入使用可以对钻头进行降温，防止产生过多热量对钻头造成损坏，但是需要注意的是，泥浆的各项指标需要根据钻孔方式不同进行选取，性能指标选取如表2。

表2 不同钻孔方式下的泥浆选择

在进行钻孔操作的过程中，不但需要合理选择钻孔方式，在选取了钻孔方式后，还需要根据不同的土层进行不同性能指标泥浆的制备，形成泥浆循环系统，在对钻孔机械进行防护的同时，对机械的影响较小。

2.4 钻孔

钻孔是灌注桩施工过程中极其重要的一步，应根据桩位采用“跳打”的施工步骤。由于钻孔质量会直接影响桩体质量，所以在进行钻孔时，需要对孔进行各项检查，检查和钻孔操作主要涉及以下几个方面：①开孔过程。在开孔时，必须按设计要求进行孔位确定，并在孔的位置上做出明显标记，将钻杆和钻头对准标记处，位置误差经检测必须符合规范要求。钻孔时，应先在钢护筒内注入泥浆，开始应慢速钻进，当钻进深度超过护筒下2m时，采用正常速度钻进。②泥浆控制。钻进过程中要随时监测泥浆比重及泥浆中含砂情况，记录有关参数及地质情况，校核地勘报告。当钻到设计要求孔深时停钻，并保孔内持泥浆正常循环，直到泥浆内钻渣含量小于4%。起钻时应操作轻稳，避免拖刮孔壁，并向孔内补充适量的泥浆，使孔内水头高度稳定。③钻进控制。在进行钻孔操作时，每进尺2～3m，应检查钻孔直径和竖直度。④孔洞检查。钻进时如孔内出现缩颈、坍孔、涌砂等异常情况时，应立即将钻具提离孔底，并保持泥浆高度，吸除孔内坍落物和涌砂；同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水头压力以抵制继续涌砂和坍孔。

2.5 清孔

孔内清孔分二次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即采用钻机的掏渣筒清孔；第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装后进行，应采用泥浆循环置换法清孔。清孔过程中多次检测孔底沉渣厚度，直到孔底沉渣厚度不大于100mm时停止清孔，清孔过程中应保持孔内水头高度，防止坍孔事故。

2.6 钢筋笼制作和放置

钢筋笼的成型通常采用加强箍筋成型法，其绑扎顺序为先主筋等间距布置好，待固定并设置架立筋后，再按设计要求绑扎箍筋。钢筋笼主筋采用机械连接，同一断面的主筋接头率不大于1/2。钢筋笼下端主筋应向内侧弯曲呈倾斜状。为保证桩身混凝土保护层厚度，在主筋外侧安设混凝土保护层垫块，垫块间距、规格应符合要求。

钢筋笼的吊装通常采用吊车吊放。起吊时，须用双吊点，吊点位置要恰当，吊点必须坚固可靠，以保证吊放时钢筋笼的稳定。起吊时应慢慢吊直，吊直后将钢筋笼对准孔位缓慢下放，且不得摇晃碰撞孔壁或强行入孔。钢筋笼入孔后，根据设计标高进行固定，并做好标记，保证钢筋笼位置、标高等符合规范及设计要求。

2.7 混凝土灌注

灌注前应先检测混凝土拌和物的坍落度等指标以及桩孔内的泥浆比重，使其符合规范要求及施工需要，还应按规范要求留设混凝土试块，以判定混凝土强度等级。灌注混凝土施工工序：安设导管→使隔水栓与导管内水面紧贴→灌注首批混凝土→连续灌注直至桩顶。

混凝土灌注通常采用水下灌注的方式，在灌注过程中，需要满足一系列施工要求，通常情况下，需要根据不同水深确定导管直径，灌注首批混凝土时，导管底距孔底宜为0.3～0.5m，且导管首次封入长度不应小于0.8m。灌注混凝土必须连续进行，不得中断。在具体过程中，需要对以下问题进行避免：①管道堵塞。堵管问题多是由混凝土拌合物质量引起，所以需要对混凝土拌合物的质量进行严格检查，消除灌注过程中由管道堵塞的问题。②防止钢筋笼浮起。在进行混凝土灌注时，过大的灌注压力会导致钢筋笼浮起，所以需要对灌注速度及灌注压力进行严格限制。

2.8 质量检测

为保证建筑的整体强度，在进行灌注桩建造后，需要对桩体进行强度和质量检测，检测项目为桩身承载力和桩体完整性，目前在工程上，针对不同的监测目的选用不同的监测方法。例如桩体完整性的主要影响因素就是桩体是否出现裂纹以及断裂，所以针对这种检测，可以采用超声波检测法，采用这种方法不但能够检测桩体是否出现断裂，还能确定桩体的断裂位置，这种检测方式目前在工程上取得较多应用[3]。

3 结论

综上所述，钻孔灌注桩施工过程中，需要考虑的环境因素较多，而且施工过程较为繁琐，但是由于其在地质条件复杂、持力层埋藏深、地下水位高等不利于人工挖孔及别的工艺成孔的情况下，比较好的工艺选择，并且桩径选择范围广，在工程上取得较多应用。要进行钻孔灌注桩的完整施工，需要经过勘察地质条件、泥浆制备以及桩体检查等流程，满足施工要求。

[1]冯寒冬.房建工程钻孔灌注桩的施工技术分析[J].建筑设计管理，2016，33（02）：80～82.

[2]王者江.地质雷达在混凝土路面强度检测中应用与研究[A].中国地球物理学会.2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C].中国地球物理学会，2000：1.

[3]王正君.超声法检测灌注桩混凝土强度的研究[D].东北林业大学，2005.