水利工程钻孔灌注桩的施工技术及质量控制

摘要：文章结合水利工利工程案例，介绍钻孔灌注桩的施工流程及技术特点，讨论了施工过程出现的质量问题，并提出了处理措施。

关键词：水利工程；钻孔灌注桩；质量控制；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

某水利工程项目基础为钢筋混凝土灌注桩，根据设计图纸要求，桩基安全等级为二级。其中桩径1.2 m的共8根，桩长48 m；桩径0.6 m的共20根，桩长24 m。造孔深度内的地质情况为：EL11.0-EL5.0 m为回填土（粘土层），EL5.0-－1.7 m为原状亚粘土层，EL－1.7-－6.1 m为粉土层，EL－6.1 m以下均为细砂层。

2施工工艺

该工程钻孔采用4台GPS-15钻机，成孔方法为正循环法钻孔、清孔，原土造浆护壁；垂直运输采用2台16 t的汽车吊；桩基混凝土强度等级为C20，混凝土泵输送；垂直导管法灌注水下混凝土。泥浆护壁钻孔灌注桩的主要施工流程：钻孔终孔清孔下钢筋笼

灌注混凝土（成桩）。

2.1 施工准备

（1）清理平整场地，规划好进出场地的线路，合理有效的利用场地，保证施工顺利流畅。

（2）工程现场“水、电、临时道路”施工完成，施工中必须保证施工道路畅通，施工场地内挖设排水沟，保证雨期正常施工。

（3）根据设计桩孔位置，按成孔、灌注顺序推进的原则铺设轨道，做到一次铺设尽量完成多个钻孔，避免或减少钻机吊运次数。

护筒用4 mm钢板制作，其内径大于桩径10-20 cm，其端部应打入粘土层，若打入杂填土层中，应在护筒外侧回填粘土，以防漏水，其上部应开设1-2个溢浆孔。护筒埋设应准确、稳定。钻机就位后，要平正、稳固，确保施工中不发生倾斜、移动，同时检测转盘中心与桩中心重合度。

2.2 原土造浆

该工程采用原土制浆工艺，循环池容积不小于桩孔实际容积的1.2倍，沉淀池容积为50 m，现场设储浆池，每池容积不得小于50 m。泥浆的作用是将钻孔内不同土层中的空隙渗填密实，使孔内漏水减少到最低限度，并保持孔内有一定的水压以稳定孔壁。为使泥浆发挥最佳效果，采取以下措施：① 保证足够的泥浆量，提高正循环钻进效率；② 提高泥浆比重和粘度，以提高泥浆悬浮钻渣的能力。该工程根据桩径及实际地质情况，确定泥浆比重为1.20 g/cm，粘度≤25 s，含砂量≤8%。

2.3 钻孔

2.3.1钻孔方法

采用正循环泥浆护壁钻孔，严格按设计图纸准确测量放样，埋设护筒，安装钻机，保证钻机水平及钻杆垂直，控制桩位偏移。泥浆制备采用高塑性粘土制浆，其各项指标应满足规范要求。为保证孔壁稳定，应控制泥浆比重及钻孔速度等，在钻孔过程中，每隔3-5 m

应检查一次钻机的水平情况。成孔后必须清渣干净，会同业主、监理代表测量孔深，并办理验收手续。

2.3.2钻孔注意事项

（1）安装钻机时，确保转盘中心与钻架上吊滑轮在同一垂直线上，钻杆位置偏差不应大于2cm。

（2）合理选择钻头，调配泥浆比重。

（3）正常钻进时，应合理掌握各种参数。

（4）钻直径较大的桩孔时，在钻头前部可加一小钻头。

（5）护筒底土质松软出现漏浆时，可提起钻头，向孔中倒入粘土块，再倒转钻头，稳住泥浆后继续钻进。

（6）钻进时，根据需要投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能力，以利于沉渣排出孔外。成孔后应及时组织甲方、监理、施工单位共同办理验收手续。

2.4 清孔

第一次清孔。第一次清孔在终孔后、提钻前进行，用比重、粘度略小的泥浆更换孔内的稠密泥浆，结合该工程实际情况，清孔时间：桩1需1.5-2 h，桩2需0.5-1.0 h。第二次清孔。第二次清孔是在下导管后、灌注混凝土前进行。清孔时要不断上下窜动导管，以利于孔底沉渣上泛。清孔过程中应经常测定泥浆指标。清孔换浆达到规定标准，报经监理工程师验收合格后，方可进行后续钢筋笼的入位及混凝土的浇筑工作。

2.5 钢筋笼入位

钢筋笼采用逐段接长后放入孔内，即先将第一段钢筋笼放入孔中，利用其上部架立筋暂时固定在护筒上部，此时，主筋位置要正确、竖直。然后吊起第二段钢筋笼，对准位置，用搭接焊等方法接长后放入钻孔中，如此逐段接长后放入到预定位置。钢筋笼全部安装入孔后，确认安装位置符合要求后，将钢筋笼吊筋进行固定，避免灌注混凝土时钢筋笼上浮。

2.6 灌注水下混凝土

（1）检查成孔质量合格后0.5 h应立即灌注水下混凝土。

（2）保证隔水塞有良好的隔水性能，能顺利排出。将隔水塞用8#铁丝悬挂在导管内水面上。

（3）在灌注首批混凝土之前先配0.1-0.3 m水泥砂浆入隔水塞以上的导管和漏斗中，然后再放入混凝土，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使隔水塞留在孔底，灌入首批混凝土，使导管一次埋入混凝土面以下0.8 m以上。初灌时混凝土要畅顺，不允许提动导管。

（4）在灌注过程中，应经常探测混凝土的上升高度，严禁导管提出混凝土面。因故停止灌注水下混凝土，停浇不宜超过40 min，超过时须经监理验收后方可继续灌注。

（5）施工过程中应填写水下混凝土灌注记录及故障备案。

（6）混凝土灌注的上升速度不得小于2 m/h，灌注时间2-3 h为宜。

（7）混凝土灌注接近桩顶部位时，桩顶不得偏低，应达到设计桩顶上50 cm左右。

（8）每个灌注台班做一组混凝土抗压强度试块，要由专人养护。

3常见质量问题及其处理方法

桩基工程属于隐蔽工程，不可避免会出现一些质量问题，现就常见的质量问题及处理方法作一简述。

3.1 浮笼

（1）产生原因。由于施工过程中操作不当或者骨料粒径偏大等原因使钢筋笼与导管产生挂带现象，钢筋笼与导管外壁接触紧密，混凝土凝结后，提升导管时易将钢筋笼带出，产生钢筋笼上浮现象。混凝土土灌注速度过快，也会产生向上“浮力”，导致钢筋笼浮上来。

（2）处理方法。在混凝土灌注过程中，出现钢筋笼“上浮”，应立即停止灌注，反复上下摇动导管或单向旋转，以使两者之间消除挂带。在灌注混凝土过程中，控制混凝土灌注量及灌

注速度。钢筋笼有上浮现象时，应与设计人员联系，必要时需重新补桩。

3.2 沉笼

（1）产生原因。吊筋与主筋之间或分段钢筋笼之间焊接不牢固，或操作过程中吊环脱落，导致导管与钢筋笼脱离，钢筋笼沉入孔中。

（2）处理方法。一旦发现钢筋笼沉笼，马上停止灌注混凝土，将钢筋笼吊升至设计标高重新固定，将钢筋笼焊接牢固后继续灌注混凝土。若钢筋笼沉入混凝土中拔不出来，则拔出导

管，在原桩位上钻出比原桩径稍小的孔，至断桩时重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，将下部埋入新钻孔中，然后继续灌注混凝土。若钢筋沉入混凝土的深度不深（

续灌注混凝土，待基坑开挖后，在原桩位上开挖露出钢筋笼来，对桩头混凝土凿毛，再灌注比原标号高一个强度等级的混凝土；若开挖桩位后不知沉入深度时须重新补桩，或请设计人员核定在基础结构上采取加固措施。

3.3 导管拔空

（1）产生原因。因施工人员操作失误，上拔导管过量，导致导管拔空。

（2）处理方法。当发现导管拔空时，应迅速将导管插入到混凝土中，抽出导管中的水，再继续灌注混凝土；探明现有桩顶高程，拔出导管，在原桩位上钻出比原桩径稍小的孔至断桩（即笼顶部位以下适当深度），再重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻孔中，然后继续灌注混凝土。

3.4 埋管

（1）产生原因。混凝土灌注速度过快，施工人员未及时将导管拔出或起吊设备不足导致埋管；混凝土初凝时间短，或由于其他原因造成混凝土灌注中断，间歇时间长，重新灌注时下部混凝土已初凝，导管拔不出；导管被钢筋笼挂住；灌注混凝土过程中孔壁塌陷，大量泥沙将导管埋没。

（2）处理方法。在灌注混凝土过程中，应勤提勤拆导管。当导管挂带钢筋笼时，如发现钢筋笼埋入混凝土中不深，可提起钢筋笼转动导管，使两者脱离，否则只好放弃导管；导管埋入混凝土中拔不出，一般作废桩处理，由设计人员核定后重新补桩。

4结语

钻孔灌注桩由于它成桩原理及自身特点，使得成桩质量成为控制要点和难点，质量的优劣直接影响到上部主体的稳定，钻孔灌注桩施工技术含量较高，在施工过程中遇到的问题也较多、较不容易发现，所以这就要求我们施工现场管理人员在施工过程中要严格按规范、按程序进行，不得麻痹大意，做到事前有精细的策划、事中有严密的控制、事后有精心的总结，对施工过程中遇到的疑点、难点等要举一反三，只有在过程中加强质量的控制，才能做出精品工程。

参考文献

[1]史佩栋.桩基工程手册[M].北京：人民交通出版社.2008.

[2]邵 杨.钻孔灌注桩在水利新闸工程中的应用及质量控制[J].建筑知识:（学术刊），2012，（

6）：238-239.