阐述建筑施工中的钻孔灌注桩技术

摘要：随着城市化进程的不断加速，钻孔灌注桩的使用日益广泛，钻孔灌注桩技术虽然已较为成熟，仍具有较大的个体性、复杂性。本文针对钻孔灌注桩施工工艺和常见问题，做了分析与阐述。

关键词：建筑施工 钻孔灌注技术 实施与应用

中图分类号：TU7文献标识码：A

1、建筑施工中的钻孔灌注桩技术的介绍

钻孔灌注桩根据不同的护壁形式可以分为泥浆护壁钻孔灌注桩和全套管钻孔灌注桩两种方式。泥浆护壁钻孔灌注桩，即是采用泥浆护壁，机械钻进成孔，泥浆下浇筑混凝土成桩的桩基形式。实施过程中，把泥浆依据一定的配比进行调配，充入桩孔内，以便于在施工过程中起到护壁防坍塌、冷却钻头、悬浮钻渣的作用；进而也起到对操作机械的有效保护。主要工艺流程为：场地平整、泥浆制备、护筒埋设、钻机就位、钻孔、钢筋笼下设、混凝土灌注、护筒拆除及质量检查等工作。对于全套管钻孔灌注技术来说，由于护筒本身起到了防护孔壁坍塌的作用，在实际操作过程中通常会将泥浆制备工序省略，只需要采用清水钻进成孔即可。

2、钻孔灌注桩技术在建筑施工中的具体应用

2.1施工准备

在三通一平的基础上，钻孔桩的准备工作主要包含桩位测量及放样、制作和埋设护筒、泥浆制备、泥浆循环及准备钻孔机具等。

（1）桩位测量放样

采用全站仪放样钻孔桩中心点，并打入标桩，中心线的放样误差严格控制在2cm范围内。在距桩中心约5m安全的地带设置十字形控制桩，便于校核，桩上标明桩号。

（2）场地平整

软土地基地表土疏松，且高低不平，旋挖钻机等重型设备无法安全施工，且机身变动易造成孔位偏差，需在施工前回填砖渣、碎石砾料碾压夯实，达到坚硬平整后钻机再进行钻孔施工；有必要时可在钻孔平台上增加铺设钢板。

（3）埋设护筒

护筒用8～10mm的钢板制作，按照孔径大小不同其内径增加10～20cm，高度2.0～6.0m。为增加刚度防止变形，在护筒上端口外侧焊一道10cm加强箍。护筒埋设一般采用挖埋法，即采用人工开挖上部土层后，将护筒放入其中，并采用“五点定位法”和“吊锤复核法”校核护筒的准确安设位置。护筒顶应高出地面0.5m以上，护筒就位后，其外侧开挖缝分层回填捣密。护筒中心与设计桩位中心的偏差不得大于2cm，钢护筒垂直度偏差不大于0.5%，保证垂直钻进。

（4）钻机就位

钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位，上下提升几次，确认钻头中心位置与孔位偏差不大于2cm后，注入泥浆，开孔。

（5）泥浆的制备及循环净化

采用泥浆搅拌机制浆，泵送至孔口。入孔泥浆比重为1.05～1.20；黏度一般地层为16～25s，松散易塌地层为19～28s；含砂量新制泥浆小于2%；胶体率不小于95%；pH值应大于6.5。为提高泥浆粘度和胶体率，可在泥浆中掺入适量的CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂。泥浆可采用泥浆净化装置或沉淀法清除泥砂以循环使用。

2.2钻孔

（1）机具选择

钻孔灌注桩可根据地层情况不同，选择不同的钻孔机具。常用的钻孔机具有：旋挖钻、冲击钻机、回转钻机等。

（2）钻进

根据不同的钻孔机具形式，钻孔的控制要点也不一样，但对于孔位、孔型、孔斜、泥浆控制、防孔壁坍塌、过程监测、终孔验收等要求却大致相同。

（3）清孔验收

钻孔灌注桩的清孔一般分两次进行，成孔达到设计孔深后进行第一次清孔，钢筋笼下设完毕浇筑前为避免沉渣过大，须进行第二次清孔。一次清孔工序目前常用的清孔方式为：旋挖钻机自钻式清孔、冲击钻机自抽排式清孔、回转钻机自抽排式清孔、泵吸式清孔、泵入循环式清孔、气举反循环式清孔等。二次清孔工序常用的方式有：泵吸式清孔、导管压浆法清孔等。

2.3钢筋笼的制作与安装

钢筋笼可按设计长度和设备吊装能力，采用整根或分段制造。当采用分段吊装时，应先在加工厂进行试拼对接合格，再分开吊装，保证对接钢筋连接质量。

在安装钢筋笼时，为避免钢筋笼变形，采用三点起吊。起吊时使用卡环对起吊点予以加强紧固，以保证钢筋笼在起吊时不致变形、脱落。见图1所示。

吊放钢筋笼入孔时应对准钻孔，保持垂直，慢放入孔。入孔后不宜左右旋转，徐徐下放并严防孔口坍塌。若遇阻碍应停止下放，查明原因进行处理。严禁猛提猛落和强制下放，吊装到位后通过吊筋和压筋孔口进行固定，防止其下沉或上浮。吊筋定位应准确测量，确保钢筋笼顶标高符合设计要求。

2.4水下混凝土灌注

（1）检查导管的水密性和确保导管安装到位；导管要依次下放，记录好导管下设顺序、导管根数、每根导管的长度。下设导管时应防止碰撞、挂靠钢筋笼，导管对正钢筋笼中心慢慢下设，导管间连接紧扣牢固以防脱节；孔口支撑采用方木垫支，方木放置在平整坚实的地基上。导管全部下入孔内后，应做探底，以便核对导管长度及孔深是否满足要求，然后提起40～50cm，即可灌注混凝土。

（2）建立好混凝土原材料台帐，保证原材料的质量满足要求，并具有可追溯性，主要对混凝土的坍落度、含气量等进行测试鉴定，灌注混凝土前和过程中，应按规定时间检测高性能混凝土的坍落度、扩散度、含气量和入模温度，并做好记录。待与检测指标符合后，方可灌注混凝土。

（3）开浇

开浇时一般采用隔水胶球法。开浇前，预备好足够数量的混凝土（考虑导管内容积及封埋导管不小于1.0m 深的方量）后可进行开浇。导管内放置略小于导管内径的隔离胶球作为隔离体，隔离泥浆与混凝土。其后在导管上口设置一个容积约为2m3 的储料斗。

开浇前储备足够的混凝土，保证使导管一次埋入混凝土面以下1.0m 以上。当储料斗内的混凝土量已满足初灌要求时，拔出漏斗出口上的盖板，使混凝土连续进入导管，迅速地把隔水球及管内泥浆压出导管；当孔内浆液迅猛地溢出孔口时，证明混凝土已通过导管进入孔内；若导管内无泥浆返回，则开浇成功。

（4）水下混凝土浇筑

水下混凝土应连续浇注，中途不宜停顿，并应尽量缩短拆除导管的间断时间，保证每根桩在配合比设定的初凝时间内浇筑完成。

在浇筑混凝土过程中，应采用标准测绳测量孔内混凝土顶面位置，保持导管埋深在2～6m范围。当混凝土浇筑面接近设计高程时，应缓慢提升导管，并用取样器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土顶面浇筑到桩顶设计高程以上1.0m。

3、钻孔灌浆过程常见质量问题和解决措施

3.1 桩身夹泥

钻孔灌注桩桩身夹泥的原因有： 导管质量差或磨损过大、接头未卡紧或止水环磨损脱落、灌注中上提导管过量或地层坍塌等。防治措施有：

（1）混凝土导管在下入桩孔前，对螺纹、管壁等进行仔细检查；有疑点时进行导管水密性试验。

（2）在混凝土浇筑过程中，密切观察孔内浆液面的变化，发现异常时立即停止浇筑，用测绳测量混凝土上升高度，核算混凝土量与上升高度的关系。

（3）在混凝土浇筑过程中出现泥浆渗入导管内，据情况可采用二次浇筑法处理，如孔内坍塌或漏浆较严重时，应尽速返工处理。

3.2 钻孔灌注桩缩颈

在钻孔灌注桩施工中，产生缩颈的原因有：泥浆比重过小、地层原因桩体浇筑过程中周边土体产生膨胀、成孔孔径不足或成孔后停置时间过长等。处理措施有： 采用优质膨润土泥浆，严格控制泥浆的比重；研究地层选择适当的成孔机具，快速成孔并浇筑；适当放大钻头直径等。

3.3钢筋笼上浮

钢筋笼的埋设是按设计标高放置并固定的。钢筋笼上浮原因是软土地基桩孔清孔效果差、混凝土和易性不好，灌注中途出事故，使混凝土初凝结成硬盖，阻力增大，或混凝土浇筑速度太快向上拱抬钢筋笼；起拔拆卸导管时挂靠提起钢筋笼；钢筋笼在孔口固定不牢。

预防措施：放置钢筋笼时对准钻孔中心，在孔口牢固固定，提升导管时慢、稳；根据气温变化，适当调整混凝土施工配合比，使其具有良好的和易性、流动性；混凝土面上升到钢筋笼时，适当放慢灌注速度。

3.4断桩

钻孔灌注桩断桩的成因：导管提升过高，导管底部脱离混凝土层；灌注作业中断时间过长，导致孔内混凝土已经初凝；沉渣过大导致桩中间包裹等。钻孔灌注桩断桩的防治措施：选用高强度的灌注导管，规范工序流程，严格控制导管的埋深与拔管速度，保障浇筑连续性等。

4、结语

钻孔灌注桩的使用日益广泛，能够对此项技术有效并熟练应用，已经成为各大建筑企业核心竞争力的体现。虽然钻孔灌浆桩技术已经被广泛运用到建筑行业的各个领域，并且展现出较好的使用效果，但钻孔灌注桩施工技术仍具有较大的复杂性、系统性及个体性。要掌握核心技术才能够打造精品工程，才能使企业在竞争激烈的建筑行业得以发展壮大。在今后钻孔灌注桩技术的推广与应用中，也值得我们更加深入地去研究和探讨。

5、参考文献：

【1】《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）[S].

【2】《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)[S] .