土木工程中的钻孔灌注桩技术

杨雄辉

摘 要： 钻孔灌注桩技术在土木工程中的应用比较广泛，由于其具有较好的承载能力和稳定性，因此在实际施工中得到了广泛的应用。在钻孔灌注桩技术的实际应用过程中，施工人员要注意掌握钻孔灌注桩技术的基本操作流程和技术要点，确保施工质量能够得到有效保障。针对钻孔灌注桩技术在土木工程中的实际应用进行分析，并提出相应的控制措施，以确保钻孔灌注桩技术能够得到有效应用。

关键词： 土木工程 钻孔灌注桩 含水层 流塑黏土层

中图分类号： TU74文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）02-0052-03

Bored Pile Technology in Civil Engineering

YANG Xionghui

（ Nanhe District Water Affairs Bureau of Xingtai City， Xingtai， Hebei Province， 054400 China ）

Abstract： The drilled pile technology is widely used in civil engineering， and has been widely used in practical construction due to its good bearing capacity and stability. In the practical application process of drilled pile technology， builders should pay attention to mastering the basic operating procedures and technical points of bored pile technology， to ensure that the construction quality can be effectively guaranteed. This article will analyze the practical application of drilled pile technology in civil engineering and propose corresponding control measures to ensure that the drilled pile technology can be effectively applied.

Key Words： Civil engineering； Drilled pile； Aquifer； Flow plastic clay layer

钻孔灌注桩施工工艺是一种比较成熟的技术，它具有工程质量稳定、施工效率高、操作方便、不受地形限制等特点，但也存在一些技术上的缺陷，如钻孔时易产生塌孔、缩径和埋管过深等质量问题。因此，必须采取一定的预防措施，以确保钻孔灌注桩的施工质量。

1 钻孔灌注桩技术存在的质量问题和预防措施

1.1 塌孔

1.1.1 产生原因

（1）护筒埋设不符合要求，孔壁坍塌。护筒的埋置深度应大于1.2 m，且不得小于1.5 m。若护筒埋设过浅，在钻孔过程中会造成孔壁坍塌。（2）在土层中钻孔时，钻头在土层中的位置未对准孔位，造成孔径超差。当土质松软或含有较多的泥块时，在钻进过程中，容易造成坍孔。（3）泥浆比重过大，或含砂量过高，致使泥浆在孔底沉积较厚，形成泥皮，造成孔内泥浆密度不足、黏度偏小、含砂量大而形成塌孔。

1.1.2 预防措施

（1）选择适宜的钻机并认真检查钻机的各项指标是否符合要求。（2）按规定操作钻机，保持钻机水平及垂直度良好。每次下钻前要检查钻头是否磨损、变形或破损。（3）在土层中钻孔时，应根据地质情况选用不同的钻头和钻进速度。一般情况下，用冲击钻时，每钻进0.5～1.0 m应更换钻头一次；用冲抓斗或抓岩时应控制钻进速度不大于1.2 m/min。（4）在含砂量较大的土层中钻孔时应根据地层情况适当调整泥浆比重和黏度；当砂层中含砂量较多时，应适当提高泥浆的比重和黏度。（5）在含水层或易塌地层中钻孔时要注意及时清除孔底杂物和淤泥；必要时可在孔底处回填黏土并及时浇灌混凝土加固孔壁。（6）施工过程中要经常检查成孔质量，发现问题及时处理。当发现塌孔时应立即停止钻进并将钻头提出孔外，在地面用黏土回填至塌孔位置以上0.5～1.0 m，用重锤冲击塌孔部位以上1～2 m深，用小冲程反复冲击。

1.2 缩径

1.2.1 产生原因

缩径是指钻孔时，由于种种原因引起孔壁周围土体局部隆起，从而使孔壁的截面积减小，所引起的一种现象。这种现象在施工中是经常发生的。根据国内外多年施工经验，一般在以下三种情况下发生：（1）孔内水位低于地下水位时；（2）当地下水位高而孔壁土的侧压力较小时；（3）在较松散或较密实的土层中钻进时。

发生缩径的主要原因包括以下几点：（1）在进行钻进时，泥浆性能不好，黏度太小，造成泥浆护壁不够理想，形成泥皮不厚，在孔壁上堆积形成泥皮，其厚度超过了泥浆的自承能力时就会产生孔壁隆起现象；（2）在进行钻进时，钻头提出土块太快或钻具不能很好地与钻头保持垂直时，钻头四周就会发生堵塞而形成泥浆循环困难。当孔壁上堆积有较厚的泥皮时，在孔壁上就会出现局部隆起现象；（3）当钻杆中进入的钻具过长，钻压过大，提钻太快或提钻太猛时也会引起缩径；（4）当地面有淤泥或流塑黏土层较厚、含砂量较大且容易沉淀时也会引起缩径；（5）当桩孔在软弱土层中钻进时，由于桩孔周围土体被挤密而形成的局部隆起现象也会引起缩径[1]。

1.2.2 预防措施

（1）在进行钻进时应根据不同的土质条件采用相应的泥浆性能指标和相应的操作方法。（2）在施工过程中要随时注意观察钻头的磨损情况，及时更换新钻头。（3）严格控制施工中的提钻速度和泥浆比重。提钻速度过快、提钻过猛、泥浆比重过大或提钻太猛都会导致孔壁局部隆起。（4）在钻进过程中应经常检查泥浆性能指标（如黏度、含砂率、pH值等），一旦发现指标有异常时要及时采取措施。如果钻孔出现缩径现象应及时补浆，并对塌孔部分进行补浆。（5）在遇到软土、淤泥层、流塑黏土等软弱土层时要合理控制钻孔速度和泥浆的比重。在施工中还应注意观察地下水位变化情况，及时采取相应措施。

1.3 断桩

断桩是指桩身混凝土在浇筑过程中发生塌孔、缩径、局部或全部中断，使桩身形成一段或数段混凝土空腔，或者在混凝土浇筑过程中由于堵管而发生突然中断的现象。断桩多发生在大直径灌注桩中，对于直径较小的灌注桩，断桩现象也时有发生。其原因如下。（1）混凝土拌制质量不稳定，坍落度不符合要求，在灌注过程中发生离析，形成桩身蜂窝、孔洞等缺陷。（2）混凝土灌注速度过快，未及时测量记录坍落度。导管提升过快，使导管与混凝土接触面突然加大，导致混凝土因冲击力过大而在导管内形成离析，不能顺利灌满；混凝土浇筑过程中由于导管埋深太小或导管埋入混凝土太深而导致堵管。（3）导管在施工过程中变形、断裂或断裂后被泥浆污染而失去了导水作用。（4）钢筋笼安放不到位，浮运到桩顶以下一定高度后才与孔壁接触；或者钢筋笼由于质量问题在水下没有浮出水面；或者因吊装钢筋笼时碰撞钢筋笼或其他障碍物造成钢筋笼变形或断裂而被埋入混凝土内。（5）在混凝土浇筑过程中由于机械故障造成断桩[2]。

预防断桩措施如下：（1）采用优质泥浆护壁，保证灌注砼时的泥浆性能指标和密度满足施工要求；（2）控制好首批砼的强度等级，一般控制在设计强度的75%以上；（3）灌注砼前对导管进行水压试验及接头抗拉试验；（4）保证导管埋入砼内的深度不小于2 m；（5）严格控制灌注速度，不应过快或过慢。

断桩的处理：对于轻微断桩可将断口凿毛、冲洗干净后重新灌注；对于严重断桩应采用切割、钻孔等方法进行处理。切割是在将桩头凿除后，采用砂轮片切除桩头至露出混凝土面5～10 cm，然后再将切口处打磨成一定坡度以利于混凝土顺利通过；钻孔是在桩孔中放置直径略大于桩径的钢筋笼后，安放导管进行混凝土灌注；对于严重断桩应采用切割、钻孔等方法进行处理。若断桩严重且难以修复时应考虑桩身截断的可行性。

2 钻孔灌注桩施工工艺流程

2.1 测量放线

首先要根据工程的实际情况，在施工现场进行测量放线工作，通过对桩位、桩径、桩间距、桩顶标高以及桩长的确定，来保证工程施工的顺利进行。其次要在施工现场确定好桩位，并将其与设计位置进行核对，确保其误差不超过5%。

2.2 埋设护筒

在埋设护筒之前要对护筒底部进行清理工作，将其内部的杂物清理干净，并用黏土将其包裹起来，防止杂物进入到钻孔灌注桩施工过程中。护筒的埋设深度要确保不小于1.2 m，并保证其底部处于稳定状态。

2.3 泥浆制备

在对泥浆制备进行操作时，要注意控制好泥浆的各项指标，并根据实际情况来选择合适的泥浆制备方式。如果工程所在地的土质较差，则可以选择在现场进行制浆，然后用运输车将其运输到施工现场。在对泥浆进行制备时，要注意控制好水、水泥以及膨润土的用量，并对其进行不间断的搅拌，以确保其性能能够得到有效提升。

2.4 钻孔

在钻孔施工过程中要注意控制好钻进速度和钻进压力，避免出现缩孔等问题。在钻孔过程中要注意根据实际情况来控制好钻头的转速以及钻进压力。此外在钻进过程中还要注意对钻头的位置进行及时调整，避免出现偏孔和斜孔等问题。

2.5 清孔

在清孔工作完成之后要进行清孔作业，确保孔内的泥浆比重、黏度以及含砂率等指标符合相关要求后才能进行灌注作业。

2.6 钢筋笼制作与下放

在对钢筋笼进行制作时，要注意控制好其尺寸和质量，并与设计要求保持一致。在对钢筋笼进行下放时要注意将其下放到设计位置，确保其垂直度符合相关要求。二次清孔是为了保证清孔质量符合相关要求而进行的一次作业。在进行二次清孔时要注意控制好时间和深度，避免出现未达到要求而无法进行二次清孔的情况发生。

2.7 下导管

当二次清孔后孔深已经满足施工设计要求时就可以将导管从桩顶下放了。在对导管进行下放时要注意控制好速度和力度，避免造成导管变形或断裂等问题出现，进而影响到工程施工质量。

2.8 灌注混凝土

在灌注混凝土过程中要注意控制好混凝土的灌注速度和灌注高度，确保其符合相关要求和规范标准的要求后才能进行混凝土的灌注作业[3]。

3 施工过程中的技术要点分析

在钻孔灌注桩技术的实际施工过程中，要严格控制好各环节的施工质量，确保施工质量能够得到有效保障。在钻进过程中，要注意做好钻孔深度的控制，避免出现钻孔偏斜的情况。在灌注混凝土的过程中，要注意控制好混凝土的用量和质量，确保混凝土具有较好的流动性[4]。

3.1 在桩基施工过程中，保证桩位的准确性

在进行钻孔灌注桩技术施工的过程中，要保证桩位的准确性，避免出现偏移情况。在对桩位进行定位的过程中，要保证控制点具有较高的精度，同时要保证控制点之间的距离具有一定的合理性。在进行测量放线的过程中，要使用专业仪器进行测量放线，确保施工中测量的准确性。在桩位定位完成后，要对桩位进行复核和检查，确保桩位偏差不超过±20 mm。在对桩位进行复核和检查时，要注意使用全站仪来进行测量放线工作。

3.2 保证钻孔灌注桩混凝土施工质量

在施工过程中，要注意控制好混凝土的配合比，确保其具有良好的和易性和流动性，从而促进混凝土具有较好的和易性。同时要注意控制好混凝土在灌注过程中的压力和速度，避免出现因压力过大或者速度过快而造成堵管、断桩等问题。在施工过程中，还要注意做好混凝土灌注工作，防止出现导管埋深不够、混凝土离析等问题。同时还要注意控制好导管的埋深和提升高度。在进行导管埋深和提升高度控制时，要根据实际情况进行合理确定。如果需要埋设较深的导管时，要注意采取增加钢筋笼长度等措施来实现。要注意控制好各个环节的施工质量和进度，确保其符合设计要求，同时还要注意做好施工质量检查工作[5]。

4 结语

在我国经济社会快速发展的背景下，建筑行业得到了迅速发展。钻孔灌注桩技术在土木工程中的应用非常广泛，这种技术具有承载力大、稳定性高的优势，因此在实际施工过程中得到了广泛应用。为了确保钻孔灌注桩技术能够得到有效应用，施工人员必须要严格控制好施工过程中的每一个环节，保证其能够符合相关要求。在钻孔灌注桩技术实际应用的过程中，容易受到地质条件、环境因素以及施工技术等因素的影响，因此必须要对这些因素进行充分考虑，采取相应的处理措施，确保钻孔灌注桩技术能够得到有效应用。

参考文献

[1]杨广.桥梁土木工程中钻孔灌注桩施工技术探讨[J].散装水泥，2022（6）：154-156.

[2]房博文，张骋，胡涛，等.不同桩径钻孔灌注桩荷载传递特性现场试验研究[J].中国水运（下半月），2023，23（1）：151-153.

[3]廉兆成.桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制措施研究[J].工程建设与设计，2023（2）：134-136.

[4]陈桐民.地铁车站围护结构半圆形横截面钻孔灌注桩一次成桩施工技术[J].建筑与预算，2023（9）：62-64.

[5]王春琪，王淑霞.复杂地质条件下的钻孔灌注桩成桩技术在夏桥泵站中的应用研究[J].长江工程职业技术学院学报，2023，40（3）：5-10.