钻孔灌注桩采用钻杆导向装置成孔施工技术研究

何波

摘 要：本文提出的钻孔灌注桩采用钻杆导向装置成孔施工技术，钻孔灌注桩施工采用双腰带钻头施工，解决了桩孔偏斜的质量问题，从而确保了成孔质量。此外，还大大减少了扫孔及重新钻孔的概率，节约了施工的直接成本（如水电费、人工费等），在保证成孔质量的同时，加快了下放钢筋笼的速度。

关键词：钻孔灌注桩;钻杆;导向装置

中图分类号：TU753.3文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）31-0096-03

Study on Hole-forming Construction Technology of

Bored Piles by Drill Pipe Guide

HE Bo

（Zhongpan Construction Group Co.， Ltd.，Xiamen Fujian 361000）

Abstract： In this paper， the construction technology of bored cast-in-place piles using drill pipe guiding device was proposed. The construction of bored cast-in-place piles using double belt drill bits solved the quality problem of pile hole deviation and ensured the quality of bored piles. In addition， it greatly reduced the probability of sweeping and re-drilling holes， saved the direct cost of construction （such as water and electricity， labor costs， etc.）， ensured the quality of holes， and sped up the speed of lowering reinforcing cages.

Keywords： bored pile;drill pipe;guiding device

近年来，随着大型工业、民用建筑、高层建筑等工程的涌现，钻孔灌注桩以超强适应性、合理的成本等优势被广泛应用。因为诸多因素都会影响钻孔灌注桩的施工质量，因此，若稍有不慎就会产生质量事故[1-3]。在钻孔灌注桩质量控制过程中，成孔质量控制尤为重要。在砂土层中，由于钻孔时遇有地层软硬不均匀、土层呈斜状分布，钻头所受阻力不均，使钻杆偏位弯曲，使钻头、钻杆中心线不同轴，从而使钻孔偏斜[4，5]，造成泥浆护壁效果差、易缩径、塌孔;钢筋笼下放困难或下放后成形质量不合格，这些问题都会影响成桩质量。鉴于上述情况，在施工过程中，针对钻孔灌注桩发生的桩孔偏斜情况设计了一套导向装置（双腰带钻头）的施工方法。

1 工艺原理

钻杆导向装置（双腰带钻头）施工的主要原理是在常规钻孔灌注桩钻头施工工艺的基础上，设置导向装置（双腰带钻头），使钻杆有较大面积与孔壁面接触，从而在钻孔过程中使钻杆保持垂直度，解决常规钻头在砂土层及软硬不均勻土层中钻孔偏斜桩身不垂直而造成的质量隐患，保证钻孔灌注桩的成桩质量。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 钻孔灌注桩施工工艺流程

定位放样→就位对中→成孔→清孔1→下钢筋笼→下导管→清孔2→灌混凝土。

2.2 钻孔灌注桩施工操作要点

施工专项方案的确定需要结合工程的实际情况，同时严格参照设计图纸，各方签字确认，提交监理、建设单位审核，通过后即可执行。

开钻前定位等准备工作一定要做好，砂土层施工阶段，将沉淀池增加到泥浆池中。

双腰带钻头采用成品钻头，然后把普通钻杆进行改造。钻头轴杆尺寸比钻杆尺寸加大一档，钢腰带、钢腰带连接件与轴杆全部采用焊接连接。钻头轴杆与螺纹套筒连接处应焊上钢板加劲肋进行加强。

双腰带钻头与主钻杆连接后正式开钻。在钻进过程中，根据不同土层调整进尺速度，在终孔取得岩样后，进行一次清孔（时间控制在30～60min），第一次测沉渣厚度。下钢筋笼及导管后进行二次清孔（时间控制在30min左右，不易过长），再次测沉渣厚度，此类工作需要满足施工要求，对混凝土进行灌注。

2.2 双腰带钻头设计

双腰带钻头轴杆长为1.3～1.5m，直径为120mm;上下腰带净距为700～800mm，钢板宽为120mm，厚为10mm;上下腰带的连接钢板宽为100mm，厚为10mm，共有3条。与钻头轴杆连接的螺纹套筒直径为100mm，连接处采用钢板加肋。双腰带钻头的所有连接全部采用电弧焊焊接，对电弧焊的焊接要求较高，不但要求焊条与钢材相匹配、焊缝饱满均匀，而且要求在恒温环境中进行焊接、冷却，否则易产生脆裂。

根据不同的桩径，双腰带钻头的尺寸及钢板厚度可适当调整，因为在相同地层中的不同桩径及不同地层中相同的桩径，在钻孔过程中钻头所受到的阻力是不一样的。为此，在确保焊接质量的前提下，可根据实际情况对双腰带钻头进行调整（当桩径较大时可适当增加钢板厚度）。

2.3 钻孔灌注桩双腰带钻头的施工

①测量放样。

②埋设护筒，若护筒埋设存在一定误差，钻头也要精准就位，有序提钻。土层若有相对较低的水位，护筒长1.2m，高水位为2m。入原状土50cm，高出30cm，水头压力在实际施工的过程中最少为1m。

③钻杆对中转盘整平后，在钻机平面相互垂直的两个方向采用经纬仪测量主钻杆的垂直度，确保垂直后安装双腰带钻头。安装钻头前，应仔细检查钻头的尺寸直径，安装后检查钻头与钻杆连接是否牢固，以及钻头、连接件及钻杆是否有裂缝等隐患存在。

④在砂土地层中，严禁使用清水开孔，应配制好比重为1.3～1.4的泥浆进入泥浆池及孔内。同时，每台桩基应设置2个泥浆池，孔内循环的泥浆先进入沉淀池沉淀后再流入第二个泥浆池。

⑤在钻孔过程中，随时检查钻机平台的水平度，发现倾斜，及时调整。进尺速度可根据不同土层、桩径调整。当土质塑性较好、桩径较小、钻进过程中阻力较小时，应适当加快进尺速度。在土质塑性较差、圆砾层、软硬土层交接、桩径较大、钻进过程中阻力较大时，应放慢进尺速度。需要注意的是，在入岩（进入圆砾层）后，必须放慢进尺速度（做到轻压慢钻），使孔底不全部承受钻具重力，以减小双腰带钻头与圆砾层的阻力。当发生卡钻时不能强行钻进，应先上提钻头后，再进行钻进，否则易造成钻杆断裂、掉钻等质量事故。

⑥钻孔作业分班连续进行，不中断。若有停钻的情况，要注意注意做到以下两方面：一是水位要符合要求，泥浆有合理比重，尽可能避免塌孔情况的出现;二是上提双腰带钻头，幅度大约是2m，避免钻头被埋住。

⑦由于双腰带钻头比普通钻头体积大、重量大，因此，在升降钻具的过程中，尽可能要稳定一些，不要有与护筒、孔壁等碰撞的情况出现。

⑧若钻孔来到设计深度，相关设备需要第一时间停止工作。仔细检查孔径、孔深，在确认符合要求后，将情况报告给监理，由后者进行再次检测，同意后再次清孔。

⑨当来到设计深度后，清理钻孔，测量沉渣厚度，合格后下放。

⑩下钢筋笼。分节制作，依据孔深的桩长明确钢筋长度，依据50%错开接头，若两个接头隶属于相同的钢筋，此时需要至少错开1 000mm。钢筋笼制作完成后，让监理负责进行验收，验收通过后就可以使用;采用单面搭接焊的方式对钢筋笼连接进行处理，需要保持直径10倍的长度，操作人员有相应的资格证书，焊缝要饱满，同时长度还要符合相应的要求;在对钢筋笼进行吊放的过程中，需要尽可能地保证两边对称，慢慢下放骨架，标高控制，在实际施工过程中，需要使用两根吊筋固定，从而保证有效地固定钢筋笼骨架（主要指钢筋笼不是全笼的桩）。

?放导管。在实际孔深的基础上对导管节数进行配置，高效完整地进行安装;在对导管进行下放的过程中，一定要保证位置准确，同时还要旋紧卡口;导管底和孔底间要留有一定的间隙，在实际施工过程中需要保证间隙为30～50cm;离孔底不能太高，避免导管中会进入泥浆。

?二次清孔。放好导管后进行二次清孔，测沉渣厚度，符合设计要求报监理同意后开始灌注混凝土。

?灌注砼。混凝土坍落度宜控制在18～22cm;初灌量应保证使导管埋入砼中1m以上;根据桩径控制拔管速度，埋管深度不宜过小或过大，控制在4～6m。

3 质量控制

3.1 质量要求

钻孔灌注桩钢筋笼、成孔质量应符合设计要求。其质量检验标准应符合表1、表2规定。

3.2.1 建立健全质量保证体系。不断完善质量保证体系，同时出台有效措施。项目部管理人员职责分明，工作严谨认真。质检人员技能强，知识面广，擅长钻孔灌注桩质量控制。充分结合钻孔灌注桩机台的实际数量，做好项目部人员职能划分及工作安排。推动操作规程不断完善，推动质量检查制度有效构建，严格落实“三检制”，形成对施工人员的有效引导及约束。构建完善的组织，推动制度构建，出台针对性的计划，对权责予以明确，从而有效提高质量管理效果，使质量保证体系落实到实处。

3.2.2 严格按照施工方案施工。项目经理部需要认真制订施工方案，保证方案符合工程的现实情况，且具有相对较高的可执行性。同时，依托施工方案来指导施工，全方位地落实施工方案，对所出现的各种问题进行及时处理，并基于工程反馈对施工方案展开针对性的调整。保证施工方案更加合理，真正打造高水准的质量管理队伍，推动逐级检查和逐级签字制度的不断落实，在根源处保证工程质量，保证工程可以順利进行。

3.2.3 严格控制施工工序。只有保证每道施工工序达到较高的质量，才能真正保证施工质量，真正实现事前控制，做好预防工作，有效控制施工工序，保证每道工序都能达到相对较高的质量。依据工艺流程进行施工，对工序活动条件进行有效控制，保证其可以达到相对较高的质量，对工序活动的效果进行仔细检查，对质量控制点进行科学设置，只有这样才可以有效控制工序质量。

3.2.4 抓好施工现场的管理。以项目经理为首，构建强力的项目经理部，提高现场管理水平。有效控制各工序，保证每道工序都能达到相对较高的质量，对现场检查及验收程序进行持续优化，与监理、建设单位等做好沟通，并配合对方的监督及检查，保证工程达到相对较高的质量。

3.2.5 把握关键环节，控制工程质量。钻孔灌注桩的成孔质量控制是关键，要把握好钻孔垂直度、泥浆护壁、清孔等重要环节，对工程项目质量进行有效控制。工程开工前，针对性地开展专业技术交底，同时还需要做好施工人员的培训工作，推动岗位责任制及激励机制的有效构建，让所有人员都可以努力工作。

3.2.6 严把工程验收关。基于灌注桩验收程序展开自检，对于部分工程检查结果不符合要求的，相关单位需要进行返工处理，真正保证工程质量。只有项目合格后才能报验，若没有获得监理的同意，后续工序不能开始。在展开自检的过程中，需要遵循验收规程，科学整理资料，保证资料没有任何丢失或损失。

4 结语

钻孔灌注桩施工采用双腰带钻头施工，解决了桩孔偏斜的质量问题，从而确保了成孔质量。此外，还大大减少了扫孔及重新钻孔的概率，节约了施工的直接成本（如水电费、人工费等）;返工工作量也大大减少，从而加快了施工进度。

钻孔灌注桩在砂土层施工采用双腰带钻头，起到扶正、导向的作用，在控制桩身垂直度方面起到很大的作用。同时，双腰带钻头与普通钻相比，钻头和孔壁接触面积大，对泥浆护壁效果更好。此外，在控制混凝土充盈系数方面也起到了较大作用，不会因孔壁倾斜、塌孔、扫孔后造成充盈系数过大而浪费大量的砼。根据记录，使用普通钻头在砂土层、砂土软硬不均匀土层等地区的施工中桩的实际充盈系数普遍为1.3～1.4，而采用双腰带钻头施工充盈系数为1.1～1.2。

参考文献：

[1]姜允庆.基于控制性超灌钻孔灌注桩施工工艺研究[J].价值工程，2018（23）：156-158.

[2]谷文汉，温小非，赵如泉，等.钻孔灌注桩孔位及钢筋骨架新型定位技术研究[J].混凝土与水泥制品，2018（3）：93-95.

[3]张吉林.钻孔灌注桩和预应力锚杆组合在基坑支护中的应用[J].西部资源，2018（6）：132-134.

[4]熊娜，鲁斌.公路桥梁钻孔灌注桩施工监理要点[J].人民交通，2018（10）：56-57.

[5]邹小梅.建筑工程中钻孔灌注桩施工工艺的运用探索[J].河南建材，2018（5）：9-10.