深基坑支护中钻孔灌注桩施工技术

摘要：灌注桩施工工艺是进行建筑基础工程中一种常见的工艺，同时也是非常重要的工艺。本文结合具体的工程实例，对建筑工程深基坑支护中的灌注桩施工工艺进行了探讨，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高。

关键词：基坑支护；钻孔灌注桩；施工技术；混凝土浇筑

Abstract: the construction technology of cast-in-place pile is a common process of building foundation engineering, technology is also very important. In this paper, combined with concrete example of project, for the construction of deep foundation pit of cast-in-place pile construction technology are discussed in this article, hope to be able to play good effect, make the peer mutual to jointly improve.Keywords: foundation pit; bored pile; construction technology; concrete pouring

中图分类号：U443.15+4文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1工程概况

本工程占地面积6241m2，建筑面积48212m2（其中：地下8708m2；地上39504m2）。建筑高度：102.95m，±0.000相当于绝对标高4.350m，室外地面-0.600。

2基坑围护

支护体采用钻孔灌注桩结合三轴水泥土搅拌桩止水帷幕。基坑普遍区域采用Φ850@1050钻孔灌注桩，有效长度21.900m，插入基底以下12.800m，基坑北侧区域及西侧南面采用Φ900@1100钻孔灌注桩，为确保基坑稳定性，将支护桩深度适当加深，插入基底以下14.800m，有效长度23.900m。

由于支护桩施工不可避免的存在垂直度偏差和扩孔等因素，且本工程支护桩入土深度较深，为减小相邻支护桩施工互相影响，确保支护桩顺利施工，本方案相邻支护桩间距离取200mm。

3灌注桩施工方案

本工程开工后先施工支撑立柱钻孔灌注桩，在三轴搅拌桩施工完成后约7d后，开始施工围护桩。

3.1钻孔灌注桩施工工艺流程（图1）

图1钻孔灌注桩施工流程图

3.2埋设护筒

为防止钻进施工中护筒外圈返浆造成塌孔和护筒脱落，护筒要埋入自然地面以下1.0m（粘性土）或1.5m（砂土），高出自然地面20cm。护孔内径应比设计桩径大10cm，其中心与桩位中心线偏差不得大于20mm，护筒其垂直度偏差应小于1/150。

钻孔开始前埋设护筒，以保证钻机沿桩位垂直方向顺利工作，同时保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头。护筒用8mm厚的钢板制作，角钢加固，护筒内径宜比桩身设计直径大100mm。护筒埋设牢固密实，在护筒与坑壁之间用粘土分层夯实，以防漏水。护筒设二个溢浆孔，便于泥浆溢出流回泥浆池，进行回收和循环。

3.3钻机就位

钻机就位后，底座必须用水平尺打好水平，达到平整、稳固，以确保钻进中不发生倾斜和移动；转盘中心与桩位中心的允许偏差应小于20mm，转盘在四个方向上的平整度误差小于1/300，施工过程中用精密水准仪测量控制水平误差。

3.4成孔施工

钻机钻进开孔时，为防止桩径超径，应轻压慢转，达到护筒底下4m时再加速；在易缩颈的粘土层中钻进时，要配合复钻；粉砂中钻进，应中压慢转，并加大泵量，在有倾斜状的软硬土层交接处，应吊住钻杆，严格控制进尺速度，防止桩孔倾斜。在发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿护筒周围冒浆以及地面沉陷、遇到坚硬物（如混凝土块）等情况时，应立即停止钻进，针对不同情况采取相应措施后方可继续施工。

3.5成孔施工垂直度控制

成孔开始前应充分做好准备工作，成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻，为以防孔壁周围土质物理性能发生变化。同时应做好施工原始记录。保证桩孔垂直度小于1/150的措施：

3.5.1选择的钻机型号采用较大型号，这种钻机钻杆刚度大，底座较重；

3.5.2对钻机场地进行硬化处理，钻机下垫枕木，并将钻机和枕木固定在一起；

3.5.3开钻前用水准仪测钻孔处硬化地坪的标高，然后用水平尺测旋转台盘平整度，用经纬仪双向控制钻杆的垂直度，保证钻机的水平和钻杆的垂直度；

3.5.4钻进过程中，每次加钻杆后用水平尺复核底座平整度；

3.5.5钻进过程中保证桩的中心、钻杆中心、吊点中心在一条竖直线上；

3.5.6钻杆上加导向装置

施工中首先要使铺设的路基水平、坚实，并在钻具上设置导向装置及配重，实行减压钻进，成孔时钻机定位应准确、水平、稳固。钻机定位后应用钢丝绳将护筒上口挂带在钻机底盘上，成孔过程中钻机塔架头部滑轮组，回转器与钻头应始终保持在同一铅垂线上。

成孔过程中孔内泥浆面应保持稳定，钻进过程若遇松软易塌土层应调整泥浆性能指标，泥浆循环池中多余的废泥浆应及时排出。

成孔至设计深度后，应首先自检合格，再会同工程有关各方对孔深、孔径、垂直度、桩位、沉渣、泥浆指标进行检查，确认符合要求后，方可进行下一道工序施工，同时采取措施保护好孔口，防止杂物掉落孔内。成孔后如发现垂直度超过规范规定，采用二次扫孔纠偏。

3.6正循环成孔

3.6.1泥浆循环系统设置和使用

泥浆循环系统应有泥浆池、沉淀池、循环槽、泥浆泵等设施设备组成，并应有排水、清洗、排废等设施。

沉淀池不宜小于两个，可串联并用，每个容积不宜小于6m3。泥浆池尽量放在桩位空隙处，泥浆池容积是根据单桩方量及最多同时施工的桩数而定，一般为当天施工桩总容积的1.2～1.5倍。另外需配备自制泥浆箱存放新鲜泥浆。

泥浆循环槽根据流向设1：200的坡度，截面应保证钻进过程中泥浆正常循环而不外溢。泥浆池宜设在地势较低出，且不应设在新回填的土层上。铺设硬地坪时即留出泥浆池及主要循环沟槽的位置，挖好后用砖或砌块砌好。成孔过程中泥浆循环槽应经常疏通，泥浆池、沉淀池也应定时清理。泥浆性能要求,见表1。

表1泥性能要求

3.6.2正循环成孔钻进操作要点

成孔时钻机钻进速度应先轻压、慢转并控制泵量，进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压。正常钻进时，应合理控制钻进参数。操作时应掌握好卷扬机滑轮组钢丝绳和水龙带的松紧度，并注意减少晃动。钻速应严格控制，保证及时排渣。在易塌地层中钻进时，应适当加大泥浆比重。加接钻杆应先将钻具少提离孔底，待泥浆循环2～3分钟后再拧卸加接钻杆。

3.6.3正循环成孔质量控制

钻机就位后，由质检员检查其安装质量，钻机底座应保持水平。吊锤中心与桩位中心对准，偏差不大于20mm。钻孔中采用优质护壁泥浆，以防在软弱土层和砂层中缩径或塌孔，护壁泥浆用就地原土调制，必要时加入粘土。通过中粗砂层时适当加大泥浆比重，泥浆循环经过二级沉淀。施工中设专人测定泥浆比重并根据地层变化及时调整泥浆比重。

钻头采用加强合金钢。钻孔时经常检查钻头磨损情况，其直径小于设计值10mm时应及时更换，以保证桩孔直径符合设计要求。钻进中必须用钢卷尺丈量钻杆长度，准确丈量机上余尺，并作正确计算、记录。确保孔深误差小于100mm。

灌注桩施工前宜进行试成孔，如深度、孔径、垂直度、孔壁稳定和沉淤等检测指标，不能满足设计要求时，应采取补救技术措施。成孔须一次完成，中间不要间断，成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不得大于24h。

3.7第一次清孔

孔底沉渣厚度是灌注桩重要控制指标，孔底沉渣有三方面危害：增加桩的沉降量，降低桩端承载力；沉渣被卷入砼后，使桩身砼强度降低；灌注砼时沉渣上升，钢筋笼所受压力较大，易将钢筋笼拱起。因此清孔后的沉渣厚度必须严格控制在规范容许的范围以内。

3.8正循环清孔

当钻至设计标高后，应停止钻进，并及时用正循环换浆法进行第一次清孔见（图2）。具体方法：在钻进终孔后利用成孔钻具直接进行，清孔时先将钻头提离孔底10-20cm，转盘回转冲孔，泥浆循环不断地进行，并时常串动钻具，以提高一次清孔效果。一次清孔的时间一般不应小于30min，清孔泥浆进浆比重应为小于1.15，返浆比重应小于1.30，一次清孔时泥浆比重取上限。

手触泥浆无颗粒感觉，孔内返出浆液中无泥块泥皮且沉渣厚度小于10cm可视为一次清孔完毕，实现“一次清孔为主，二次清孔为辅”的清孔排渣原则。清孔过程中设专人进行泥浆管理，随时跟踪、检查循环池内泥浆比重、粘度，以确保钻进需要，性能不合格泥浆不得使用，对于施工中产生的废浆均输送到废浆池（罐）中储存，再用密封罐车外运排放。

图2

3.9反循环清孔

泵吸反循环清孔可利用成孔的泵吸反循环系统直接进行。清孔时应将钻头提离孔底50～80cm，输入密度1.10以下的泥浆进行泵吸反循环清孔至符合要求。清孔时送入孔内的泥浆不得少于砂石泵的排量，保证循环过程中补浆充足。清孔时泵吸量应合理控制，避免过大吸垮孔壁。

如泥浆中含有较大颗粒的砂石，应采用反循环清孔见（图3），泵吸反循环工艺；气举反循环工艺，气举反循环清孔可将30mm左右的石块排出。直至孔内沉渣厚度和泥浆比重符合要求。

图3反循环清孔原理图

3.10钢筋笼制作和安装

钢筋笼制作按设计图纸要求和钢筋砼施工的有关规范要求进行。钢筋笼在现场制作完成，电焊工均持证上岗。钢筋笼主筋接头采用闪光对焊，钢筋接头相互错开1m，同一断面接头数量不超过50%，箍筋采用绑扎连接，钢筋笼保护层采用三块砼滚轮定位器每隔3m设置一组。

钢筋笼制作完毕后经质量员检查合格方可使用。护坡桩钢筋笼首选一节制作，若需分段制作时，在吊装时接长时采用电弧焊接，单面搭接焊，焊接长度不小于15d。吊放钢筋笼入孔时不强行左右旋转，严禁高起猛落，碰撞和强压下放,当钢筋笼垂直缓慢地下放至安置定位杆的高度时，将其临时固定后安放定位杆，并在桩孔上方设置标记，当钢筋笼下放到底时，利用定位杆和标记来校对和控制钢筋笼的平面方向。

3.11导管安装及二次清孔

二次清孔：第二次清孔利用灌注混凝土的导管输入泥浆循环清孔，二次反循环清孔的泥浆比重应小于1.10，返浆比重应小于1.15，工程桩沉渣厚度应小于100mm，清孔时间一般控制在30分钟左右。

二次清孔结束后，由施工员进行孔底沉渣的测试，在满足沉渣厚度控制指标后，会同建设单位、监理单位进行验收，合格后及时签证，并及时进行下道工序――混凝土灌注。

4混凝土浇筑

4.1混凝土的选择及施工方法

砼采用商品混凝土。混凝土运输车运至现场，通过汽车泵直接入模，浇筑混凝土前对模板进行调整、加固，加固后的模板形成一个受力整体，保证侧模的准确度和稳定性。混凝土浇筑后用插入式振捣器振捣，振捣时振动棒“快插慢拔”，布点均匀排列，循序渐进，不漏振。必要时派专人敲打模板不使混凝土产生孔洞现象。砼应振捣密实以砼不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准，振捣时避免碰撞模板和钢筋。

4.2混凝土的养护

砼浇筑完毕后，采取养护和保护措施规定进行砼的施工。并按规定留置试块。具体养护和保护措施如下：

4.2.1养护措施。混凝土浇筑后12h后，进行洒水养护并用草栅加以覆盖，以保证混凝土面湿润。

4.2.2保护措施。安排专人负责看管，在混凝土强度未达到1.2MPa前，表面不得作业，不得遭受重物冲击，不得在上面堆放料具。挖土时由专人指挥以保护冠梁混凝土不受破坏

5结语

总而言之，在现代的建筑工程中灌注桩施工工艺是非常重要的施工工艺，而为了提高灌注桩施工的质量就必须严格按照相关标准和要求进行施工，从而才能够确保建筑工程的质量和性能。随着建筑行业的高速发展，可以预见，在今后的建筑工程中灌注桩施工工艺必定会更加成熟完善。

参考文献

[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120－99)；

[2]李炼坡.建筑施工中的钻孔灌注桩技术[J].城市建筑.2012(17)