浅谈钻孔灌注桩施工及异常情况问题处理

[摘要]本文主要就目前在铁路、公路、水利水电、房建等大型建筑物基础建设中普遍使用的钻孔灌注桩施工工艺及常见的问题进行讨论。

关键词：桥梁基础灌注桩

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

在建筑物基础建设中，当地基浅层土质不良，采用浅基础无法满足建筑物对地基强度、变形和稳定性等方面的要求时，往往需要采用深基础。桩基础是一种应用较为广泛的深基础类型。桩基础的分类方法很多，按照成桩方法分类主要有以下两种基本类型：预制桩和灌注桩。由于灌注桩相比预制桩有下列优点：

1.1、施工过程基本无噪音，无振动，无浓烟排放，对环境的影响小；

1.2、可根据土层分布变化桩长，并且可选择适当的桩型提高受力性能；

1.3、施工过程中桩身不需搬运吊装，不必承受打击，因此可采用较低的配筋率；并且可根据建筑物的重要性和荷载条件选择沿深度变截面配筋。

因此，在工程中较多选用灌注桩。灌注桩根据成孔方式又可分为钻孔灌注桩和人工挖孔灌注桩两类。其中钻孔灌注桩以施工方便、操作简单、设备投入小、成孔速度较快等特点而广泛使用。

一、施工工艺

1．场地平整

施工前先沿设计线路方向使用推土机将工作区推平，并碾压密实，然后在碾压密实的地表上横向铺设枕木，即构成钻机平台。钻机场地的宽度为10m。

2．桩位放样

依据施工测量控制网用全站仪进行施工放样。在桩中心位置砸一根木桩，木桩中心订一钉子作为桩中心标识。对于放完样的桩位进行保护，防止桩位偏移。

3．埋设护筒

护筒采用6mm的钢板制作，其内径为1.35m，长度为4.0m。为增加刚度防止变形，需在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道Φ16钢筋箍筋。护筒钢板接头焊接密实、饱满，不得漏浆，埋设时顶部高出地面0.5m。

护筒埋设采用挖埋法，利用桩位中心和护筒半径定出护筒边位置，并洒上白灰，人工进行开挖。开挖过程采用从四周向中心开挖的方法，桩中心位置预留直径40cm土层不予挖除，保证桩位不被扰动。护筒安设时，在护筒口焊一十字钢筋架或用线绳找出护筒中心，在中心点挂吊线锤，自然下放，看是否与桩中心重合一致，以此来校核护筒的准确安设位置，护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于50mm，钢护筒垂直度偏差不允许大于1%。

护筒埋设准确、水平、垂直、稳固，安设好后四周分层回填粘土并夯实。

4.钻机就位

钻机就位前底部夯实平整，保证钻机不产生位移和沉陷。用吊车将钻机吊放至桩位附近，在钻机底部铺垫枕木，千斤顶进行调平对中，确保钻机机身水平、钻杆（钢丝绳）垂直，钻头在护筒中心偏差不得大于50mm。

5.泥浆制备

泥浆制备在桩位附近选用优质粘土，或利用孔内原土造浆护壁。泥浆配合比通过实验确定，相对密度一般地层1.1～1.2，宜坍地层1.2～1.4，卵石、浮石、岩石1.4～1.5。经常测定泥浆指标，确定其性能必须适合于地基条件和施工条件。

6.冲击钻孔

开钻时，先在孔内灌注泥浆，如孔内有水，可直接投入黏土，用冲击钻以小冲程反复冲击造浆。钻进过程中，应按照“小冲程、勤松绳”原则进行。在淤泥层和黏土层冲击时，钻头应采用中冲程(1.0～2.0m)冲击；在砂层冲击时，应添加小片石和黏土，采用小冲程(0.5～1.0m)反复冲击，以加强护壁；在漂石和硬岩层冲击时，应更换重锤小冲程(1.0～2.0m)冲击。

钻进时，要随进尺快慢及时放主钢丝绳，每次松绳长度宜控制在3～8cm内。在任何情况下，最大冲程不宜超过6.0m。为正确提升钻的冲程，应在钢丝绳上作长度标志（油漆标注、绑扎布条等）。

保持孔内水位高于护筒底脚0.5m以上或地下水位1.5m～2.0m以上，在冲击钻进中取渣时和停钻后，及时向孔内补水或泥浆。

7.成孔检测

钻孔完成后，用Φ16钢筋制作的钢筋笼检孔器进行检测。检孔器外径大于钢筋笼直径10cm，长度等于孔径的4～6倍。检测时将检孔器吊起，使笼的中心与孔的中心及起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔中，上下畅通无阻表明孔径孔形满足要求。

8.清孔

采用泥浆泵通过钻杆以中速向孔底压入相对密度1.15左右，含砂率＜4%的泥浆，把孔内悬浮钻渣多的泥浆替换出来。清孔要达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s。孔底沉渣小于5cm。

9.安防钢筋笼

钢筋笼采用吊车安放，起吊钢筋笼时，吊钩处用滑轮和钢丝绳连接钢扁担，勾挂钢筋笼。起吊用双吊点，第一吊点设在骨架的上部，使用主钩起吊。第二吊点设在骨架的中点到三分点之间。起吊时，先起吊第一吊点，将骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第二吊点停止起吊并松钢丝绳，直到骨架与地面垂直后第一吊点停止起吊，解除第二吊点钢丝绳。

钢筋笼下放速度要均匀，切勿撞击孔壁。当钢筋笼到达设计位置时，可用钢管架住钢筋笼，将吊筋焊接至护筒边上，焊接要稳固牢靠，防止在混凝土浇筑过程中发生掉笼或浮笼现象。

10.安放导管

钻孔灌注桩水下砼采用导管法灌注，灌注砼前对导管进行试安装。导管使用前应检查是否漏气、漏水和变形，接头连接是否牢固可靠，导管间连接要安放密封圈。丈量导管组装后的实际长度，并且进行接长水密性试验，试水压力为1.5倍孔内水头压力。下设导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作，支撑架支垫在钻孔平台上，用于支撑悬吊导管。

11.二次清孔

采用泵吸反循环法进行二次清孔，严格控制孔底沉渣在3cm以内，保证泥浆相对密度为1.03～1.1；黏度17～20s；含砂率＜2%。

12.灌注水下混凝土

灌注混凝土须连续进行，不得中断。灌注过程中，导管埋入混凝土的深度不得小于1.0m，亦不宜大于3m，以便起拔，严禁将导管拔出混凝土面。

施工中导管提升应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。灌注时，混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污水沟排到沉淀池内，以防止泥浆溢出污染环境。

二、异常情况处理

1.钻孔中发生坍孔后，应查明原因和位置，进行分析处理。坍孔不严重时，可采用加大泥浆比重、加高水头等措施后继续钻进；坍孔严重时，可回填重钻；用冲击法钻孔时，可投入黏土块夹小片石，用低锤冲击，将黏土块和小片石挤入孔壁，制止坍孔。

2.发生卡钻时不宜强提，应查明原因和卡钻位置，采取晃大绳和冲、吸的办法，将卡钻处松动后再提出。

3.发生掉钻时应及时制定切实可行的打捞方案，如果钻具被沉淀物或坍孔土石埋住，应首先清孔，使掉入空中的钻具暴露出来，以便用打捞钩、打捞绳等工具打捞。对于无法用打捞工具打捞的，或者用各种打捞工具都捞不上来的，只有潜水员下水进行打捞了。

4.导管进水时应停止浇筑，查明原因。由于首批混凝土储量不足引起的导管进水，可以将孔内散落的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清除出来，然后重新浇筑；由于导管接头不严或导管超拔引起的导管进水，可以将原导管或更换的导管重新插入混凝土中，用潜水泵或吸泥机将导管内的水和泥浆吸出，然后再继续浇筑。

5.发现钢筋笼上浮时，应立即停止浇筑，并准确计算导管埋深和已浇筑混凝土标高，在导管提升的最大限度内，快速提升，缓慢下放，反复几次。

6.浇筑过程中由于混凝土供应不及时或导管进水发生断桩现象应立即停止浇筑，彻底清理已浇筑混凝土，重新浇筑；若断桩处距地表或水面不深，且表层至断桩处为结构致密的老黏土，则可以直接抽水至断桩处，对已浇筑混凝土表面进行凿毛，继续浇筑混凝土；对于已浇筑完成的桩，发生断桩位置较深时，必须重新打孔浇筑。

三、总结

目前钻孔灌注桩在铁路、公路等建筑物修建中的使用已相当普及，但钻孔灌注桩的施工大部分是水下进行的,其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题都直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,要求基础施工队伍在施工技术措施上落实,并加强施工质量管理,密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。故此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范、核查地质和有关灌注桩方面的资料,对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工纪录,以便有效地对桩基施工质量加以控制。