土建施工中机械成孔灌注桩施工技术探讨

文/董洪涛 冀中能源邢台矿业集团工程有限责任公司 河北邢台 054000

钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式，因其能可靠地进入持力层或嵌入岩层、单桩承载力大、无挤土、含钢量低等特点，目前，在我国使用已相当普及，其质量的控制从验收规范来看十分简单，无非是地基承载力的鉴定与桩砼质量的判定；但由于其基础施工的隐蔽性且施工大部分是在水下进行，施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，给质量的控制带来一定的难度。

1、机械成孔灌注桩施工中常见问题

1.1 孔壁坍塌

孔壁坍塌主要出现在钻孔、下放钢笼和混凝土灌注三道工序当中，在钻孔过程中较常见。成因分析：钻进层为松散地基，如粉性、砂性土质等，土质本身松散;在施工中碰到溶洞、裂缝时，或护筒内水位过高时，或钻进速度过快时，也容易导致孔壁坍塌;空转时间过长也会产生该问题。

1.2 钻孔倾斜

钻孔施工中，出现的垂直桩不竖直，斜桩斜度不符合要求或是桩位偏离等，统称为钻孔偏斜，会使得钢筋笼难以吊入，或造成桩身歪斜使得承载力降低。成因分析： 当钻机支架不稳，或是底座产生了不均匀沉陷。施工现场的地质情况等导致的钻头受力不均发生倾斜，如土层呈倾斜状分布、地质松软不均，或是在卵石层中钻进时导致的钻头偏位。钻头钻进过程中受到硬物磕碰等发生摆动导致的偏位。

1.3 断桩

由于混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥渣土填充等形成间断桩。成因分析：混凝土拌和物离析使得灌注中断。灌注中，导管发生了堵塞或严重塌孔等时，处理不良导致的桩身夹泥。当灌注作业时间过长时，前期先灌注的混凝土已经实现了初凝，后灌注的混凝土由于与泥浆等相混，成桩后的桩身会在先后灌注的结合部产生夹杂渣土的截面。灌注原始记录出现错误，混凝土深度、导管埋设深度、导管拆除长度计算有误或测绳读数错误等。

1.4 孔底沉渣厚度过大

在施工中，进行清孔的目的是降低孔内泥浆的相对密度，降低孔底沉淀，以确保桩尖承载力。仅使用掏渣法进行清孔时，能有效去除孔底粗渣，但并不能降低泥浆密度。仅使用喷射法时，当射入孔洞的水( 或风) 压力过大时，容易导致塌孔的发生。当压力过小时，又难以达到清孔的目的。还有一种方法是通过加深孔底深度的方法来代替清孔时，实践表明，通过加深孔底而增加的承载力并不能补偿未清孔造成的承载力损失。

在施工中，除上述的质量通病外，还容易出现卡钻、埋钻、掉钻、扩孔、卡管等问题，这些对成桩质量影响相对较小。在施工中，只要做到分工明确，密切配合，操作规范，措施到位，即可实现高效、优质、安全的施工目标，为确保工程质量打下良好基础。

2、冲孔灌注桩施工技术

2.1 测量定位

测量定位选用全站仪，工程测量基准点埋设后用混凝土浇筑固定，并安装防护标志，防止重车辗压和重物碰撞而产生的位移；基准方位安设在视线范围内的不产生变形物（如围墙、远处墙面等）上，或专门设点周围浇筑混凝土加以保护。测定桩位分三次进行，在挖埋护筒前测量一次，在埋设护筒后复测一次，使护筒中心与桩位中心偏差不大于50mm，在桩位中心插上一根长钢筋作为桩位标志；然后用水准仪测护筒口地坪高程，做好测量记录；第三次测量，在钻机就位前进行，检查钻机是否对准桩心标志

2.2 埋设护筒

在进行钻孔之前，应该设置牢固、不渗水的护孔筒，以此确保成孔的位置以及孔内部泥浆的高度。钻头的直径应该小于护筒的内径，大出来的尺寸要确保钻机能够进入工作面，并且还要让成孔的具体位置得到保证。护筒的顶面一般比施工的水位或者地下的水位高出 2 米，在旱地或者筑岛的时候，应该比施工地面高出 0. 5 米的距离，以此控制孔内水的压力，从而保证在钻孔的时候出现塌孔的情况。同时护筒还有隔离地表水、稳固桩孔的位置、保护孔口的地面等作用。

2.3 钻孔环节的技术要点

钻孔灌注桩施工技术的来源是钻孔，它是整个施工工程里一个主要的工序，所以，在进行钻孔技术的时候应该提高使用的技巧和能力。第一、在进行钻孔的时候，应当使用孔径小的低压钻头来钻孔，在钻孔的时候要注意把握钻头的角度和推进的速度，当深度有5m以后，再使用孔径大的钻头来进行作业，这样不但可以保持让钻孔的钻进有连续性，还能让钻孔提升稳定性。第二、要对钻孔机械设施的性能进行检查，其中主要检查钻头、主钻杆以及它的垂直度，再做出详细的检查笔记。第三、完成钻孔之后，要对钻孔、钻杆以及钻孔的深度进行检查，保证钻孔的规格保持一致。第四、完成钻孔以后还要清理钻孔，一般清孔有两个步骤。第一个步骤是用比较大的冲击力来清理钻孔，确保孔内的沉淀的渣子完全清除；第二个步骤是用比较小的冲击力来清理钻孔，这种方式需要把重点放在较小的沉渣上，并且要对疏松的土壤进行加固措施。在实际操作中有的会用错误方式来清理钻孔，比如对钻孔进行加深的方式，这样不仅会让桩基的力学构造改变了，还会出现折断或者崩离的情况，从而对建筑根基的稳定性受到影响。

3、土建施工中机械成孔灌注桩施工技术运用的注意事项

3.1 注意孔径的变形和位移。建筑施工过程中机械成孔灌注桩技术的使用出现上述问题，很大一部分都是因为孔径的数据不够精确或施工过程中发生没有预测到的变形和位移。也有可能是钻孔过程中，钻孔速度控制的不均匀，钻孔正确方向因此发生改变，又或者是钻孔过程中的力度不够平稳所致。

3.2 在使用机械成孔灌注桩技术进行钻孔过程中要充分注意钻孔机械的护筒常常会发生渗水漏水的问题。漏水量过大很可能导致整个施工地区的地基下沉，地下渗入水。又或者钻孔机械的护筒发生位置变动和形状变化都会造成孔的无法使用。这种漏水渗水问题的发生根源大部分都是因为连接工作的不完善，造成器具与周围土地连接部位出现裂缝等等，在铺设护筒时还应充分注意周围土壤中的含水度，含水量过高是无法进行护筒铺设工作的。

3.3 钢筋的放置位置与所需位置相比过于高。这种现象的产生原因可能是与钢筋相接触的混凝土的软流动性质所致，也有可能是混凝土灌注过程中导管掩埋过深所致。建筑行业将这种现象称作“钢筋笼上浮”。对于这种现象，在混凝土浇筑的过程中一旦发现钢筋位置偏移过高，应该马上停止混凝土的浇筑工作，修复钢筋到正确位置后再继续进行混凝土浇筑工作。

结语：

综上所述，机械成孔灌注桩的施工是一个系统化的施工工种，在施工的过程中要根据所施工的实际地层特点选择合适的施工钻孔施工机具作为施工设备，以保证施工工程具有施工工期短、施工质量高、施工稳定、成孔速度快的特点。对于施工过程中存在的典型问题，应该根据工地中所遭遇的实际情况采取对应的措施予以预先解决。