钻孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用

谢俊杰

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

1 钻孔前的准备工作

钻前准备包括场地确定、场地布置及平整、施工便道铺设、供能供水系统安装、套管准备及埋设、钻架准备、钻井设备等。

1.1 场地整理

施工前应根据现场情况进行处理。钻孔灌注桩必须在水中，必须搭设施工平台。如果杯底在旱地上，可以在清除碎屑后压实。

1.2 钻孔桩钢套筒采用3～5mm 钢板制作

焊接中下部两侧。两侧钻孔桩直径按钢护筒直径设计。应与外壳周围和底面紧密接触，保证位置偏差不大于5cm，倾斜角不大于1%。

1.3 钻机就位

一旦船体被嵌入，就可以放置钻机。钻井平台通常是冲击钻和冲击抓钻。测量调整时，若钻孔断面中心与测柱位置一致，调整失败不应大于5cm[1]。

2 钻孔工艺

2.1 冲击钻钻孔工艺

2.1.1 开钻前应注意的事项

如果表面松散，必须掺入一定量的小杂物，然后注入泥浆和水。利用钻件的冲击力将泥、石压在孔壁上，以保证相邻孔不因冲击引起的振动而坍塌或影响相邻孔内现浇混凝土的凝固。相邻孔要倒出来，并有一定硬度后，方可开始钻孔。

孔底在桩盖下3～4m，根据实际情况增加冲击力。钻孔灌注桩顶部应视为在淤泥质构件上进行振动钻削，一方面可以防止塌孔，充分加快施工进度。

2.1.2 钻机安装

首先要配备齐全，使钻机在钻进过程中不致坍塌下沉，影响成孔质量。钻井过程中，严禁移动。钻进过程中，应随时检查钢丝绳回位情况，并监测钻井漏斗的冲击声，评价井底漏失情况，了解钢丝绳频繁松脱、松脱程度低的原理；钻井水和泥浆的水平面应至少高出保护腿0.5m，以防泥浆损坏阴腿的穿孔壁，但应低于撞击时溢出的壳体泥浆顶面0.3m。定期检查钢丝绳、钻头磨损情况，防止发生安全质量事故。

2.1.3 抽碴时应注意的几个问题

①随着时间的推移，在这里用稀释剂或棒子填满坑。如果污泥是单独放入孔中的，则黏土不得以这样一种方式倒入孔中，即在渣被抽出后造成冲击，从而使其不粘附。②抽碴筒放到孔底后，要在孔底上、下提放几次，使用权其多进些钻碴，然后提出[2]。

2.2 回转钻钻孔工艺

2.2.1 初钻

先启动泥浆泵和转盘，排空一段时间，泵入一定量的泥浆后再开始钻进。避免长时间停留，增加较低的泥沙。

2.2.2 钻进时操作要点

钻进过程中，要注意：①钻井开始时，应充分检查记录；应在套管边缘低速钻进，以提供坚实的泥浆壁。钻孔应该在脚下。然后，在鞋底下钻不到1m 的洞，可以根据地面质量以正常速度钻孔。如有必要，在套管软土地基上发现黄漏，可提高钻孔漏斗，将黏土注入孔内，然后可放下钻探漏斗，将水泥浆挤入孔壁，防止泥浆泄漏，稳定泥浆，继续钻进。②在黏土中钻进时，由于泥浆粘度高，钻头各部位阻力大，易卡钻。③在砂或软土地基上钻进时，钻孔容易坍塌。它是一种易于选择的平底钻机，控制齿轮，低压、低档位、低速、大泵量、重泥钻井。④在易钻遇砾石层的情况下，由于地层坚硬，钻机容易超载损坏。采用El 低速、优质污泥、大泵量、两步钻进法。⑤钻孔时每隔2～3m 检查一次孔径和垂直度，用圆形钢筋笼将试验装置吊入坑内（外径D 等于拟用柱的直径，高度为3～5m），与钢筋笼中心的焦点重合）。上下无悬挂阻力，孔径、垂直度符合要求。

2.2.3 检测孔深、倾斜度、直径和清孔

钻孔时每隔2～3m 检查一次孔径和垂直度，用圆形钢筋笼将试验装置吊入坑内（外径D 等于拟用柱的直径，高度为3～5m，与钢筋笼中心的一个焦点重合）。上下无悬挂阻力，孔径、垂直度符合要求[3]。

2.2.4 泥浆排放

钻孔、清孔、混凝土浇筑过程中排出的污泥，应该根据现场情况，适当放置处理，防止污染河流和周围环境。

3 钢筋笼的制作和吊装就位

3.1 材料

生产钢筋笼所用钢筋笼的种类、型号、直径应符合设计要求。一级钢筋满足《钢筋混凝土热轧钢筋》之规定；Ⅰ级钢筋的力学性能符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》之规定。

3.2 钢筋笼的制作

钢筋笼配置齐全，长度较长时可分期拼装。钢筋笼施工时，钢筋的调直、弯曲、切割、弯曲、焊接应符合设计和技术规范的要求，并按规范要求进行。钢筋笼主筋应尽可能在整个钢筋上进行。圈长一般都不小于5D，成品钢筋笼尺寸平直、准确，直径、主筋间距、箍筋间距、附箍间距不大于20mm[4]。

3.3 钢筋笼的安装

首先，为保证钢筋笼外混凝土保护层符合设计要求，在钢筋笼上下两端及中心设置4 个钢筋“耳环”。其次，钢筋笼吊装前检查钻孔情况。要确定孔是否塌陷，墙上是否有突出的荆棘、树根等影响钢筋安装的障碍物，以保证钢筋笼的安装。最后，吊运时，吊笼应对准开口位置，并尽可能垂直缓慢地放置。不允许突然或用力下落，不得因磕碰导致钢筋笼变形。

4 混凝土的灌注

4.1 混凝土材料要求和导管、漏斗、储料斗的制备

（1）混凝土骨料和砂子分类良好，在结构尺寸、钢筋间距、混凝土搅拌和装卸等方面选择最大粒径。根据骨料中杂质的含量，满足装载和操作过程的要求。如有必要，清洁并过滤掉有害杂质。

（2）混凝土所用水泥应符合相关标准。所有水泥应从合格分包商评估的合格制造商处采购；水泥进场时，应随附水泥出厂合格证，并交付给单位（国家）检验中心实验室。

（3）导管、漏斗和储料斗的制备。混凝土浇筑的重要工具是管道。直径应根据承台长度、承台直径和每小时需要通过的混凝土量确定，不小于250mm。管段长度应适合拆卸。并用于运输，且应小于起重装置钢丝的高度。漏斗高度可调节2m 长，漏斗下方下部4～6m，上部1m。两个中心段的端部应焊接吊钩连接。法兰厚度为10～12mm，边缘边缘比通道外壁大40～50mm，直径为12～16mm。一端焊接一个小杠杆边缘，用来悬挂钢丝绳。边比边稍窄。

漏斗由两个3mm 厚的钢板、锥体或金字塔组成。在远离漏斗顶部开口的漏斗顶部两侧对称焊接吊环。插入管的总长度为15cm。

集装箱由3mm 厚的钢板和加劲杆制成。移动伞位于容器开口下方，与漏斗连接。所有钻孔桩的尺寸通过计算确定[5]。

4.2 混凝土的拌和

混凝土配合比施工中，骨料为机械施工碎石，粒径0.5～3cm，最大不超过4cm，水灰比0.5～0.6，每立方米混凝土水泥用量满足试验要求，实际配合比设计质量提高10%～15%。

在混凝土搅拌前，必须准确测量每个混凝土板所需的砂和卵石。拌和用水按体积计量，罐装水泥按每袋50kg 计。在将材料装入底板之前，将所有混合好的材料放入搅拌机中。如果搅拌机运行时间不超过30min，则必须在搅拌新混凝土之前彻底清洁搅拌机。为保证灌注混凝土的连续性，钻孔灌注桩必须配备应急搅拌机[6]。

4.3 钻孔桩混凝土灌注

混开始灌浆之前，一定要把全部的管道连接好，将来再把灌浆嘴上阀门全部打开，由此才会确保灌浆施工顺利开展。①调整管道下端与桩底的距离为0.3～0.4m，如全部工作完成，且坑底沉淀层超标，应使用喷水管（空气喷淋）3～5min。②在任何时候，嵌入混凝土中的孔的深度不得小于1.0m。③水下浇筑混凝土的实际峰值高度应约为0.5m，作为顶盖顶部的设计高度。④为保证施工质量，严禁因管道漏水或漏水（即底部不能封闭）而使软管断裂。⑤灌浆施工过程中出浆率比0.1L/min 低的时候，持续5～10min 之后要立刻停止灌浆工作，而且要及时将对应的阀门关闭，确保灌浆施工的总体质量[7]。

5 成孔质量控制

5.1 确保桩身成孔垂直精度

这是沉管桩成功施工的一个重要条件，否则网箱和渠道将无法施工。为保证成孔的垂直分辨率符合设计要求，应扩大晕导体的支撑面积，并定期检查钻架和钻杆的垂直度，以保证堆垛机的稳定性。开孔后，在放置钢筋前，应进行井径和变化的超声波检查。

5.2 确保桩位、桩顶标高和成孔深度

为准确控制钻孔深度，应该及时检查并固定下横梁水平度和烟囱总长，通过钻机上钻杆的定长来验证孔深。

虽然钻孔达到的深度反映了孔的深度，但如果在第一次清孔过程中泥浆质量没有得到完全控制，或者在提升钻井设备时孔壁相撞，则孔塌，沉积物可能太厚而无法清洁第二次孔。因此，一旦钻孔装置就位，必须用线检查孔的深度。再次，如果测试线的深度小于钻杆的深度，则必须重新下入钻杆并清洁孔。同时，应考虑常用测量绳遇水后收缩的问题。最大收缩率为1.2%，以提高测量精度。为有效防止塌孔、缩孔和松脱位移，在检查钻机设备长度、检查钻杆是否弯曲时，应根据不同土层的地质资料随时设定钻进速度，并向下绘制时间曲线；在层状粉砂层中钻进时，软黏土层最快钻速约为0.2m/min，细滑砂层最快钻速约为0.015m/min，如果钻头磨损超过10mm，则应更换[8]。

5.3 钢筋笼制作质量和吊放

钢筋笼安装前，应先核对钢筋的质量保证资料，然后按设计和施工规范的要求，对钢筋的直径、长度、规格、生产数量和质量进行检验，验收合格。验收时应特别注意钢筋笼吊环的长度是否能准确地将钢筋吊至设计高度。对于牵引杆的长度，应单独检查下梁的高度，以确保预埋钢筋的高度符合设计要求。钢筋笼吊放过程中接头的焊接质量应单独检查验收。质量不一致的阵列应通过焊接和焊接进行改进。每2m 对称调整4 根引锭杆，保证主钢筋笼保护层厚度。同时需要注意的是，钢筋笼下放时能平稳释放，孔壁不会碰撞；起升机构关闭时，不允许受压下降，因为这样会导致钢筋笼倒塌变形。钢筋笼伸出时，应加快焊接时间，尽量缩短下降时间。

5.4 合理控制施工温度

混凝土浇筑过程中需严格控制好施工温度，施工时要避免在寒冷或者酷热的天气进行，避免设备与材料性能下降，做到预防建筑工程中产生安全威胁。在混凝土施工过程中更要将混凝土搅拌流程控制好，避免施工方偷工减料的行为。并对工程缝隙进行技术处理，按照泥浆的实际性能以及裂缝的宽度进行科学有效的方式修补，特别是在施工后期做好钢筋混凝土的维护工作，进行精细化管理，确保施工质量。

5.5 成孔质量事故处理

钻孔必须一次完成，不得停止，钻井过程中发生事故，必须立即采取相应措施。

（1）在渗透性强的地层或地下水中，可能发生泥浆渗漏。为防止渗漏，可加泥浆或黏土缓慢旋转或加掺有碎石、卵石的土，以防渗漏，加固挡土墙。

（2）在钻进过程中，由于钻头阻力不均匀，大岩石、探矿岩、弯曲岩石和砂岩层的粒径差异较大，造成钻孔弯曲，影响钢筋笼的提升和杯托质量。在弯曲孔处，黏土和砾石应返回至弯曲孔上方1.0m 处，碎屑应回收至1.0～1.5m 以上，沉降后应顶出纠偏，冲击段不得直接在孔内修补，用于防止钻孔干扰和塌孔。成钻孔时，孔位间距不大于10cm，倾角不大于孔深的1%，孔检测器可用于检测，检孔器检测倾斜度如图1 所示。

图1 检孔器检测倾斜度

6 结语

综上所述，由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程，因此，要在施工时对各个工序进行严格把控进而确保其质量，加强钻孔灌注桩施工技术管理才能够整体上确保建设建筑桩基的重量，使建筑工程获得更高的附加值，进一步推进我国经济建设和城镇化进程。