浅谈钻孔桩施工技术分析

摘要：钻孔灌注桩是以岩层作为力层、或由于桩身较长、摩擦力增大，所以承载力比浅基要大得多，符合高层建筑的要求所以在中小城市应用得越来越广泛，本文就对钻孔灌注桩施工的主要技术控制进行分析。

关键词：塌孔 泥皮 清孔 灌注 技术；

1前言

钻孔桩一般可适用于任何土层,施工噪音低、无震害,施工机具简单,操作方便,施工成本相对较低,承载力较高。因属非挤土类型的桩,在饱和软土地区施工中,能有效保护邻周建筑物及地下管线的安全。随着钻孔机具的发展,其桩径和桩长也可随设计要求进行调整。

尽管钻孔桩有诸多的优点,但由于施工水平及水文、地质机械故障等诸多原因,都可能使施工质量得不到保证,严重可能影响灌注桩承载力的正常发挥。因此,必须加强在钻孔桩钻孔及混凝土灌注施工前的充分准备和施工过程中的质量监控。

2主要准备工作

2.1开工前施工单位结合场区内的具体情况编制施工方案，提前报送监理部进行审查。对现场施工人员进行图纸和施工方案交底。

2.2认真做好测量放线工作。测量定位是整项工作的关键，它关系到孔位的准确性，钻孔的垂直度及基准面的标高的至关因素。

2.3钻机就位时必须保持平整稳固、不倾斜和位移，并采取一定的固定措施放止钻进过程中位移和摇晃。为控制钻孔深度，对每桩位地面测设标高，以便施工控制和记录。钻机就位时，应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合，其偏不大于2 cm。护筒有导正钻具、控制桩位、防止孔口坍塌、台高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。护筒内径比桩直径宜大10～15 cm，并视地面情况而定。护筒壁厚由4～10mm厚钢板经卷制焊接而成，护筒底口应超过杂填土深度；上口应高于地面20cm，护筒间连接时要求对焊平直，密封性好，上口加焊吊环。埋置时护筒中心轴线对正桩位中心，其偏差不宜大于20 cm，护筒用黏土分层回填夯实。钻机是钻孔及灌注混凝土的支架，要安装平整稳固、安全，并具有一定的刚度，在钻孔中或其它操作时，不易产生位移和晃动。应根据工程地质资料和设计资料选用适当的钻机种类、型号，并配合适用的钻头。在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷；安装就位时，详细测量后底座用枕木垫实塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻孔过程中经常检查，以保证转盘面水平、钻机机架垂直，进而确保桩身的垂直度和孔径大小均匀。

3钻孔桩施工中要解决的问题

3.1塌孔问题

塌孔是钻孔桩施工中经常遇到的问题。建筑物所处的水文地质、地表河流及交通道路的影响,施工中护筒的埋设、进度的快慢、扩孔清孔等施工个别环节的欠妥,均可造成塌孔。施工要预防为主,减少或消除塌孔。

3.2泥皮问题

钻孔灌注施工过程中多以泥浆来防护桩孔周壁。桩浇注是通过导管灌入混凝土,置换出桩孔内泥浆。

3.3清孔问题

混凝土灌注前,孔底往往存在一定厚度的沉渣,它不仅影响基桩底端阻力的发挥,同时对基桩桩侧摩阻力的正常发挥也有影响,从而影响基桩竖向承载力的发挥。规范对孔底沉渣厚度有一定控制要求:端承桩≤100mm;摩擦端承桩≤100mm;摩擦桩≤300mm。

根据以往的施工经验,对孔深小于50m,建议采用泵吸反循环清孔工艺进行清孔,如清孔测量后与浇灌水下混凝土的时间间隔超过一小时,护壁泥浆将会含有一定厚度的沉积,需要进行第二次清孔。

3.4水下灌注混凝土

钻孔桩水下混凝土灌注质量是影响基桩承载力的主要因素,因此水下混凝土灌注的工作是整个钻孔灌注桩技术控制工作中最重要的环节之一。

(1)水下灌注混凝土的配合比。钻孔桩具有混凝土灌注量大,灌注深度深等特点,因此在灌注过程中,混凝土在导管内落差较大,会产生混凝土离析现象,所以为保证水下灌注混凝土质量,应适当增加水泥用量,以增强混凝土的和易性,在搅拌混凝土时,要核对剂量设备,检查混凝土的现配合比,验看其是否与设计配合比相符。

(2)首灌。首灌是水下混凝土灌注的关键环节,直接影响到成桩质量及竖向承载力,因此在保证首灌体积满足规范要求的前提下,还需保证混凝土的质量及泥浆上翻的顺畅。

(3)水下混凝土灌注中气囊的消除。水下混凝土灌注施工中,由于上部后续混凝土倾泻太快,而导管内的空气还未来得及完全排出,便被混凝土全部封存在导管中部,即导管下部,上部均为混凝土,而中部为空气,这就产生气囊。气囊的形成大大减少了混凝土的压力,严重时会阻断混凝土的下落,中断混凝土灌注,形成断桩。即使气囊不大,没有阻断混凝土下落,也会随混凝土被压入桩身,在完全封闭的情况下不可能排出。便会残留于桩身混凝土中,使混凝土空隙增大,密度减少及产生孔洞,直接影响钻孔桩的质量。

(4)浮笼的加固。在钻孔桩水下混凝土灌注施工中,钢筋笼上浮也是经常遇到的问题,通常的钢筋笼出现浮笼的概率比较小。当混凝土灌至与钢筋笼底接触的瞬间,此刻钢筋笼的受力突然改变,这是最易产生浮笼的一个原因;其次就是当导管距离钢筋底最近的时候,此时混凝土灌注所产生的压力全部作用于此范围内。当此压力大于钢筋笼自身重力和加在钢筋笼上的荷载时,钢筋笼就会上浮,产生浮笼现象。施工中要有针对性的采取有效的措施,防止浮笼现象,其浮笼高差应满足规范要求。

具体措施是:第一,当钢筋笼下放到设计高程以后,应将其固定于稳固的物体上。如工作平台。这样当钢筋笼受力上浮时,其必须克服钢筋笼自身的重力和外部产生的外力,减少浮笼的机率。第二,要准确掌握钢筋笼底所在位置和混凝土的灌注高度,当混凝土灌注至钢筋笼底附近时,应在不提拔导管的条件下,使混凝土将钢筋笼尽量多埋入其中,可有效地克服因第一个原因形成的浮笼。第三,当导管底接近钢筋笼底时,如果钢筋笼的外力是靠工作平台给予,则在此阶段应尽量减少提拔导管,让混凝土及导管的重力作用于钢筋笼,等钢筋笼埋入混凝土中有足够的高度以后,在提拔导管,以保证钢筋笼不上浮。

(5)混凝土灌注。灌入水下混凝土施工保证工程质量的关键。混凝土浇灌要连进行,不得中断。一般控制在4～6小时内浇筑完毕.中间如有间歇应控制在15min以内,以保证混凝土的均匀连续形。

水下混凝土浇灌时要使钻孔内混凝土保证均匀上升,浇灌速度一般为30～35m3/h;导管的提升速度应与混凝土的浇灌速度相适应,规范要求导管埋入混凝土内2～6m,严禁导管提出混凝土面。在浇灌混凝土过程中,要随时探锤测量混凝土面的实际标高,计算混凝土的上升高度,掌握混凝土面与导管下出口的相对位置,统计混凝土的浇灌量,及时做好记录。孔桩浇注完毕后依据混凝土浇灌量划出灌注曲线,该曲线显示孔桩在钻孔到浇灌过程中是否有塌孔和缩径存在,掌握孔桩孔径的变化便于采取对策和提出解决办法。

特别注意当导管离地面10m左右时,由于高度减小压力降低,排挤混凝土置换桩孔内泥浆的压力减弱,为保证导管内混凝土顺利下落,在上拔导管时,易将导管拔出混凝土层面,引起局部桩身混凝土受到泥浆洗刷,混凝土中水泥被泥浆带走造成局部混凝土强度下降,因此施工技术人员要加大对导管测控的次数,避免出现此类现象。

钻孔内混凝土应浇灌到设计桩顶标高0.5m以上或规定的高度时才能停止浇灌,以保证桩顶标高以下的混凝土质量。

在灌注混凝土过程中,还应该注意混凝土灌注时间,因为初灌混凝土的初凝易造成返浆不顺、堵管、卡管等事故。所以对于混凝土灌注时间超过6小时以上的桩,要注意添加缓凝剂。

4结论

钻孔施工及水下混凝土灌注施工主要常见有塌孔、泥皮、沉渣过厚、气囊及浮笼等现象;选用较大比重,粘度,胶体率的泥浆及加长护筒防止塌孔;缩短成孔时间至水下混凝土灌注时间间隔,及时扫孔、清空,是解决泥皮及沉渣的主要手段;水下混凝土灌注施工首灌是关键,全过程测控记录是顺利浇注的保证;混凝土从漏斗口导管必须慢速倾倒,使导管混凝土下沉同时排出气体,防止形成气囊;给钢筋笼加以外力,是解决浮笼的办法。同时施工人员要认真学好专业基础知识，认真总结，正确应用有关规范；熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求，不断提高自身的业务素质和技术水平，抓好施工准备、成孔、清孔、水下砼灌注等各个环节的质量控制，采取各种有效的措施，确保灌注桩的成桩质量。