浅谈钻孔灌注桩桩基施工工艺

李 丽

（中交第三公路工程局第四分公司，重庆 401120）

随着国内外交通建设的发展，钻孔灌注桩作为一种桩基承载方式，广泛运用于各施工建设领域。笔者根据在某大桥施工中所参与的钻孔灌注桩施工，对施工工艺进行了详细叙述。

1 工程概况

某特大桥（预应力混凝土梁桥）桥长1 802.55 m，桥高28 m，孔跨布置为 4×24+7×32+3×24+22×32+5×24+4×32+3×24+6×32+3×24+2×32。位于山前冲洪积倾斜平原及黄河II，III级阶地上，地层较简单，岩性以砂质黄土为主，其次为碎石类土、砂类土，桥梁基础类型以桩基础（钻孔桩）为主。桩基础采用Ф1000钻孔灌注桩，桩身混凝土设计强度等级为C30。

2 钻孔灌注桩施工工艺

2.1 施工准备

在进场道路及场地平整的基础上，钻孔的准备工作主要有桩位测量定位、制作和埋设护筒；泥浆备料调制、泥浆循环系统设置及准备钻孔机具等。

2.2 工艺要点

成孔采用YTR160型旋挖钻机、正循环旋转钻机成孔及反旋转钻机成孔，钻机通过自行履带自行就位，就位后，钻头中心点对准桩位中心，同时调整钻桅垂直，然后钻进。在表层土中采用泥水钻头，进入岩层采用螺旋钻头加旋挖斗配合进行成孔。施工流程见图1。

图1 钻孔桩施工工艺流程图

2.2.1 测量定位

根据设计单位提供的测量基准点和基线进行复测，再据此测出桩位中心，打入定位桩。护筒埋设后四周需填黏土夯实，为增加刚度防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋。

旋挖钻机就位时钻头应精确对准桩中心，并与钻架钻杆在同一铅垂线上，双向校正钻杆的垂直度和磨盘的水平，保证钻机机身的稳定，以确保钻孔质量。

2.2.2 泥浆护壁

泥浆性能：比重1.1～1.4 g/cm3，含砂率＜4%。

泥浆造浆材料选用优质黏土，必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂，并且采取适当的过滤措施，保证泥浆在施工过程中达到性能稳定、沉淀少、护壁效果好和成孔质量高的要求。

2.2.3 钻孔施工

2.2.3.1 正循环旋转钻钻孔

（1）先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输入钻孔中一定数量后，方可开始钻进。开始钻进时，应低档慢速钻进，使护筒下口处有坚固的泥皮护壁。钻至护筒下口1 m后，才可按正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻头，向孔中填入黏土，再下钻头钻孔，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆后再继续钻进。

接长钻杆时，先卸去方形套，提升钻杆达到钻头与钻杆相连处露出转盘为止。用钻杆夹持器卡住钻头并支承于转盘，卸去方钻杆，然后吊起一节圆钻杆连接于钻头，卸去夹持器，把圆钻杆连同钻头放入钻孔。当圆钻杆上端接近转盘时，照上述夹持器支持圆钻杆，松吊绳，将方钻杆吊来与圆钻杆联结，撤去夹持器，把方钻杆降入转盘内并安好方形套，继续钻进。以后需要再接长钻杆时，照以上步骤在方钻杆同圆钻杆之间加接圆钻杆即可，一直钻孔到需要深度为止，卸钻杆按上述逆做法办理。接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取尽快完成，以免停钻时间过长。

钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5 m以上以防止坍孔埋钻。

（2）在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层采用不同的钻进方法。在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，宜选用平底钻头，控制进尺，低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。在砂粒土、碎石类土层中钻进时，因土层软硬不均，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量的方法钻进。

（3）钻孔时，必须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80%，这样可使钻杆维持竖直状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

（4）钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。

2.2.3.2 反循环旋转钻钻孔

（1）开始钻孔时，为防止堵塞钻头的吸渣口，应将钻头提高距孔底约20～30 cm，将真空泵加足清水，关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭，打开真空管路阀门使气水畅通，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，产生负压，把水引到泥石泵，通过沉淀室的观察室看到泥石泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥石泵。当泥石泵出口真空压力达到0.2 MPa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环，待泥浆均匀后以低档慢速开始钻进，使护筒角处有牢固的泥皮护壁。钻至护筒脚下1.0 m后，方可按正常速度钻进。如护筒底土质松软发现漏浆时，可提起钻头，向孔内投放黏土，再放下钻头旋转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，待不再漏浆时，继续钻进。钻进过程中，保证钻孔垂直。

（2）在钻进过程中，应注意地层变化，对不同的土层，采用不同的钻进方法。在砂质黄土中钻进时，可用二档、三档转速，自由进尺；在砂类土或碎石中钻进时，宜用一、二档转速，并控制进尺，以免抽吸钻渣的速度跟不上；遇地下水丰富容易坍孔的粉砂土，宜用低档慢速钻进，减少钻头对粉砂土的搅动，同时应加大泥浆比重和提高水头，以加强护壁防止塌孔。

（3）钻孔时，必须采取减压钻进，即使孔底承受的钻压不超出钻锥重力和压重块重力之和扣除浮力后的80%，这样可使钻杆维持竖直状态，使钻头竖直平稳旋转，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

（4）施工中每钻进1 m或地层变化处，应及时捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。如遇地质情况与设计发生差异时及时报请设计及监理单位，研究处理措施后继续施工。

（5）钻进过程中应经常测量孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达到设计孔深后及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。

（6）泥石泵应有足够的流量，以免影响钻孔速度。如泥石泵流量不足可用污水泵代替。为了避免泥石泵损坏时停工，每台钻机应配备两套泥石泵轮换使用。

2.2.4 钻进施工中的质量问题及处理措施

（1）缩径处理：①开工前机台抄平，3点对中，确保垂直钻进；②粉砂层中采用浓泥浆，中速钻进；③提钻时避免碰撞孔壁，清孔时保持浅层一点的泥浆比重宜在1.2左右。

（2）塌孔处理：①钻进时保持大泵量，浓泥浆低速钻进；②及时清理循环池，排除砂砾，确保泥浆质量；③配加重钻杆，确保钻孔的垂直度；④加强工序之间配合，减少停歇时间。

（3）沉渣处理：①钻进中采用大泵量、浓泥浆、低速钻进；②清孔时采用气举反循环将碎粒清除；③及时清理循环池，确保泥浆的含砂率≤4%。

（4）斜孔处理：①开孔前机台抄平，3点对中；②在开孔时和软硬土层交界处，轻压慢钻，更换钻杆时扫孔处理；③必要时配加重钻杆。

2.2.5 成孔检测

在成孔后需进行孔径、孔形、孔深、竖直度等成桩质量检测，并要进行第一次清孔及下钢筋笼后的第二次清孔，二次清孔应采用换浆法清孔，以达到置换沉渣的目的。待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求，且复测孔底沉碴厚度在设计范围以内后，清孔方可完成，即可进行水下混凝土灌注。

3 水下混凝土灌注

桩基采用导管法进行水下混凝土灌注，导管使用前需进行接长密闭试验。下导管时防止碰撞钢筋笼，首次灌入的混凝土量需进行计算，一般Ф1 000桩初灌量应≥1.2 m3，以保证有一定的冲击压力能把泥浆从导管中排出，灌注开始后，应连续进行，不得中途停止。在灌注过程中，保持导管下口埋入混凝土的深度不少于1 m，一般控制在4 m以内，导管起拔高度应进行计算，并注意孔口泥浆液面的变化，防止断桩事故。

4 成桩检测

对钻孔桩桩身全部进行无损检测或在桩基砼中埋置钢管进行超声波检测，检测方法及频率符合施工规范及设计的相关规定。

5 结束语

钻孔灌注桩作为一种成熟的施工工艺，近几年来在我国得到了长足的发展，但在实际施工过程中，由于其不可见性，往往会形成诸多质量问题，为上部结构带来了的质量安全隐患，希望本文能为广大施工人员提供借鉴，以控制桩基施工质量。