桩基础施工技术研究

郭强

摘 要：本文通过介绍施工技术要点、质量控制关键点等铁路桩基础施工中的各个技术环节，就桩基施工最为广泛的钻孔灌注桩施工技术进行系统的归纳，以积累桩基础施工经验，确保桩基础承载力满足设计要求。以保证铁路桩基础施工安全，避免事故的发生具有重要的理论与现实意义。

关键词：钻孔灌注桩；施工技术；质量控制

1 前言

钻孔灌注桩的相关施工所涉及的内容很多，其中有测量方面的工作、还有机械相关操作方面的工作以及钢筋的加工、混凝土的搅拌等等多种工作。这些工作的种类相对较多，工作中的技术含量也较多，因此所受到的制约方面也很多。这样就会给施工过程带来一些问题。所以在施工过程中，要加强施工准备、成孔等各环节的质量技术，确保钻孔灌注桩的成桩质量，同时桩基础质量直接关系到建筑结构及施工人员的安全性。

2 工程概况

新建黄大铁路是环渤海湾铁路通道的重要组成部分。本标段起讫里程为DK130+280～DK134+200，全长3.92km。主要工作内容包括该范围内的黄河北引桥、黄河主桥8-56m简支箱梁，包括了从工程施工准备到竣工投产运营、工程保修的全过程。

本标段下部结构为钻孔灌注桩基础、圆端形实体墩、T桥台。钻孔桩共有637根，桩径有两种Φ1m，Φ1.5m，桩长36m～86m。上部结构共有8孔56m简支箱梁和一联（48m）钢桁梁。

3 施工工艺及施工过程

施工准备→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备、钻进→成孔检测→清孔→安放钢筋笼→安放导管→二次清孔→灌注水下砼→桩基检测

3.1 施工准备

在钻孔施工前必须先做好“三通一平”的工作准备，即“疏通道路，接通电缆，接通水源，平整场地。”人员要到位，要保证施工人员数量满足桩基施工要求，一般一台钻机最少配备6人。开钻前还要对钻机进行检查和维修，确保钻机正常使用。

3.2 桩位放样

钻桩前测量人员要根据施工现场设计院给定的测量点及图纸中桩位的设计位置将桩位的中心位置测量出来。桩位测量时施工队要跟一名工人埋置桩位钢筋，并做好标记防止点位丢失。开工前应将水准点引到墩台附近，并对墩台位置处的地面高程进行复核。钻孔桩施工时应经常对施工现场的测量部位进行复核，发现偏差及时效验，并找出原因。

3.3 护筒埋设

一般钻孔桩施工钢护筒厚度宜采用6～12mm钢板制作。护筒埋设深度应符合设计要求，设计没有要求时旱地埋深为桩径的1-1.5倍且不小于1m，深水处及河床内埋设时要将护筒底埋入卵石或硬地层内0.5-1m。

3.4 钻机就位

钻机就位要保证钻机支撑点下方地层稳定无沉降，并应加垫钢板及垫木来保证钻机稳定性。钻机就位还要注意就是钻机的转盘中心要与桩位中心对中，且钻机机架要保证垂直。

3.5 泥浆制备

钻孔桩施工泥浆制备一般为孔内造浆，就是将泥浆池挖好后使其与护筒相连通，然后在泥浆池中加入清水及膨润土，利用钻头搅动孔内泥浆进行造浆。钻孔造浆泥浆比重为1.1～1.3，粘度为16～22S，在钻孔过程中要常对泥浆比重等参数进行检查，发现变化较大时加入膨润土多清水进行调节，保证泥浆护壁的可靠性。

3.6 成孔检测

钻孔桩钻进时技术员要填一个钻孔记录表，表内要有孔底标高、护筒顶标高、桩顶标高、设计孔深等数据，施工工人要严格按照表内给出的数据进行钻进施工。当孔深到达设计孔深时工人要报给技术员自检（包括孔深、泥浆数据），自检通过后报监理。一般设计孔深=护筒顶标高+孔底高程+钻头长度。注意在检测孔深前一定要先对测绳进行效验，防止因测绳不准导致孔深不够深或超深。

3.7 清孔

清孔必须满足几个要求：①孔内排出的泥浆手摸没有2～3mm颗粒。②泥浆比重不大于1.1。③含砂率小于2%。④粘度为17～20s。⑤沉渣厚度要滿足标准要求。当清孔满足以上要求后方可进行提钻，提钻时注意孔壁有无缩孔情况，如有缩孔情况则应该进行回钻，回钻后再次进行清孔方可认为钻孔完成。

3.8 安放钢筋笼

施工现场应平整处放置钢筋笼的场地用来堆放桩基钢筋笼，钢筋笼堆放应做好下垫上盖防止变形及生锈。钢筋笼下放时要注意吊装方向，安放底节钢筋笼最后安放钢筋笼主笼。每下一节钢筋笼都要将声测管内加满清水，看看声测管是否漏水，在确认声测管没有问题后在下放上节钢筋笼。最后一节钢筋笼需要用吊筋来固定在孔口，吊筋长度=护筒高程-设计桩顶高程-1.05米+顶面钢管直径。

3.9 导管安放

桩基施工进场时要对导管进行一次水密试验，将导管全部在地面连接好后，在导管一侧向内注水，使注水压力达到0.3MPa时持压30分钟后导管接口无漏水即满足试验要求。在安放导管时要注意接头处的橡胶密封圈是否完好，在导管连接时要用专业盘手将丝扣上紧防止漏水。

3.10 二次清孔

在导管安放完成后要对桩孔进行二次清孔，目的是降低孔内泥浆比重并将孔底沉渣清洗出孔，端承桩混凝土灌注前孔底沉渣不得大于100mm，摩擦桩混凝土灌注前孔底沉渣不得大于300mm。桩基混凝土灌注前泥浆比重不得大于1.1，含砂率不得大于2%，黏度为17～20s。

3.11 灌注桩基混凝土

桩基混凝土在灌注前一定要先将导管内压力泄掉，因为二次清孔是通过向导管内施加压力的方式将孔底沉渣翻出孔内的，如果不把导管内压力泄掉的话会直接影响到混凝土的灌注。灌注第一车砼时要用1～2m3的料斗进行灌注，保证封底混凝土量满足要求，封底混凝土计算公式：V=πD2/4（H1+H2）+（πd2/4）h1，公式中V代表灌注首批混凝土所需要的方量；D代表实际的钻孔直径；H1代表孔底到导管底部间距一般为0.4m；H2代表导管初次埋置深度（m）；d代表导管内径（m）；h1代表桩内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度（m）。首批混凝土灌注后导管的埋置深度不得小于1m也不宜大于3m。拔除导管时必须要用测绳测量混凝土面高度，根据导管长度计算出所要拔除导管的长度。

4 钻孔桩施工技术要点

4.1 钻机选型

钻机型号选用在进场之前就要根据施工现场地质情况和桩基种类进行合理选型，钻孔桩施工采用的钻机一般为正循环钻机、反循环钻机及旋挖钻机等。铁路桥梁钻孔桩施工应用正循环及反循环钻机较多，正循环及反循环钻机适合黏性土、砂类土、含少量砾石的土、软岩。

4.2 护筒选择

首先要根据地质及地理位置选择合适长度的导管，旱地或浅水埋设时，对不透水地层，埋设深度宜为护筒外径的1～1.5倍，但不得小于1m；对于砂土和粉土等透水地层埋设深度同上，但宜将0.5m土层换成不透水土，换填土直径要超出护筒直径的0.5～1m。深水及河床软土、底部淤泥较多时要将护筒底部伸入不透水层，伸入深度宜大于0.5m。

4.3 泥浆制备

泥浆制备一般有孔内造浆和孔外造浆两种。无论是哪种造浆方法都要控制好钻孔泥浆性能，及时对泥浆进行调整，避免因泥浆比重和黏度小导致塌孔。一般钻孔泥浆比重1.1～1.3，黏度为17～20s，含砂率不大于3%。

5 结语

近年来随着我国建筑施工技术的不断发展，我相信在不久的将来，中国一定会成为世界建筑业的领头羊。通过系统的学习及丰富的现场施工经验，就钻孔桩施工的一些技术要求和常见的问题在这里进行了总结，希望本文可以给大家带来启发，能够使大家对钻孔桩施工有更加直观了理解。

参考文献：

[1] 侯琳，李竞克.钻孔灌注桩施工技术的现状分析[J].建筑工程技术与设计，2015.

[2] 张忠亭，丁小学.钻孔灌注桩的设计与施工[M].中国建筑工业出版社，2007.

[3]T Z 322-2010.铁路桥梁钻孔桩施工技术指南[S].