钻孔灌注桩技术在建筑施工中的应用

钻孔灌注桩技术在建筑施工中的应用

摘要：钻孔灌注桩属于地下隐蔽工程，影响其质量的因素较多，而且控制难道较大，如果不严加把关很容易出现质量问题，不仅造成经济损失，还延误工期。文章探讨了钻孔灌注桩技术在建筑施工中的应用，以确保工程进度和质量。

关键词：建筑工程；钻孔灌注桩；施工技术

钻孔灌注桩必须严格按照施工规范、规程的要求和工程实际情况编制切实可行的施工组织设计，精心组织施工，着重控制好现场施工顺序和施工工艺，尤其要落实好质量通病处理措施，才能保证工程质量。

一、施工准备

（一）人员的控制

检查灌注桩施工人员的技术资质与条件是否符合要求，当合同允许选择分包商承担灌注桩施工时，分包商施工人员要进场，其技术能力和管理水平必须能保证按要求完成工程施工。

（二）施工机具的选择

施工机具的好坏对能否保证施工质量以及功效的高低起着至关重要的作用，故选择合适的施工机具是实现质量控制的首要条件。根据工程地质和施工条件，参照设计要求和桩孔深度，选用合适的设备。

二、施工方法

（一）钻孔机的安装与定位

安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护简中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

（二）钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌

当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护简的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护简要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大，每节长度约2m～3m。一般常用钢护筒。

（三）泥浆制备

钻孔泥浆由水、粘土和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

（四）钻孔

钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰，一般可采用的顺序钻孔。

（五）清孔

钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20 cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。

清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。为风管吸泥清孔示意图。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。

（六）灌注水下混凝土

清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，土不要中断，否则易出现断桩现象。

三、钻孔灌注桩的质量控制

为了保证钻孔桩的质量，必须按以下措施操作：严格按设计要求及有关规范、标准进行施工；根据设计施工图测量放线，定桩位并做好标识，并在施工前应重新校核桩位。钻孔在终孔和清孔后，对孔径、孔形和倾斜度，应采用专用仪器测定；当缺乏上述仪器时，可采用外径D等于钻孔桩钢筋笼直径加10mm，长度不小于4D～6D的钢筋检孔器吊入钻孔内检测，检测结果应报请监理工程师复查。钻孔应符合表1的允许偏差：

表1钻孔灌注桩检查项目及允许偏差

6 沉淀厚度（mm） 磨擦桩 符合图纸要求。图纸无要求时，对于直径≤1．5m的桩，≤300mm；对桩径>1．5 m 或桩长>40 m或地质校差的桩≤500 mm 查灌注前记录

支承桩 不大于图纸规定

四、成桩质量的控制

为确保成桩质量，要严格检查验收进辐原材料的质保书(水泥厂合格证、化验报、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。

钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度，因此，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，井及时填入原始记录和制作试件。

为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和棍凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会影响混凝土的强度，混凝土坍落采用18~20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~4m,不宜大于5m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8~10m时，应及时将坍落度调小至12~16cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中，要控制好灌注工和操作，抽动导管使混凝土面上程式的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。

在灌注过程中必须灌注2m3左右测量一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数必须大于1。同时要认真进行记录，这对日后发现问题的桩或评价桩的质量有很大作用。钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计模型的基础上进行参数测定和检验，并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果，同一个桩基工程，各检测单位用同一种方法进行检测，由于技术人员的实践经验的差异，其结论偏差很大的情况也时有发生。

综上所述，要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制都能得到保证。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。