桩基础施工技术的探讨

佘伟强

1 人工挖孔桩基础的施工

根据水准测量控制基准点，确定桩位中心位置。开挖桩孔时应从上到下逐层进行，先挖中间部分的土方，然后扩及周边，有效地控制开挖孔的截面尺寸。每节的高度应根据土质好坏、操作条件而定，一般以0.9 m～1.2 m为宜。

为防止桩孔壁坍方，保证其稳定性和整体性，确保安全施工，成孔应设置钢筋混凝土井圈。当桩孔直径较小，桩较短且土质较好，地下水位较低的情况下，也可以采用喷射混凝土护壁。护壁模板采用拆上节、支下节重复周转使用。模板之间用卡具、扣件连接固定，也可以在每节模板的上下端各设一道圆弧形的、用槽钢或角钢做成的内钢圈作为内侧支撑，防止内模因受胀而变形。为了便于挡土、挡水，第一节护壁以高出地表面15 cm～20 cm为宜，厚度一般取10 cm～15 cm。浇筑护壁的混凝土强度一般为C20，坍落度控制在10 cm，确保孔壁的稳定性。

桩孔挖至设计的深度后，用支杆检查桩孔的直径及井壁圆弧度，应使上下垂直平顺。桩底可分为扩底和不扩底两种情况。扩底桩应先将扩底部位桩身的圆柱体挖好，再按扩底部位的尺寸和形状自上而下削土扩充成设计的要求。如无明确要求，扩底直径一般为1.5d～3.0d。扩底部位的变径尺寸为1∶4。

桩成孔以后必须对桩身直径、扩头尺寸、孔底标高、桩位中线、井壁垂直度和虚土厚度进行全面地测定。

2 钻孔灌注桩基础施工

目前常用的钻孔灌注桩有冲击钻和回旋钻两种。均采用泥浆循环护壁法成孔，导管法灌注水下混凝土。钢筋笼采用标准节12 m分段制作，最后一节为调整节段。

2.1 钢护筒制作与埋设

一般护筒用10 mm的钢板制作，其内径要求:如用旋转钻机，则比钻头大20 cm;如用冲击钻机，则比钻头大40 cm。护筒一般情况埋深宜为2.0 m～4.0 m。但在特殊情况应加深，以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。为防止变形，在护筒上、下端口和中部外侧各焊一道加劲肋增加刚度。陆地、浅水中桩基护筒的埋设采用人工挖埋法。

护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0.5 m，保护桩孔顶部土层不致因钻头(钻杆)反复上下升降、机身振动而导致坍孔。护筒埋置时，护筒顶面宜高出施工水位或地下水位2 m，还应满足孔内泥浆面的高度要求，在旱地或筑岛时还应高出施工地面0.5 m。埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样，把钻机钻孔的位置标于孔底。再把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，用十字线在钢护筒顶部或底部作标记，然后移动钢护筒，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒竖直。此后，在钢护筒周围对称、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。以保证其垂直度及防止泥浆流失、位移、掉落，如果护筒底土层不是粘性土，应挖深或换土，在孔底回填夯实30 cm～50 cm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏坍方，夯填时要防止钢护筒偏斜。

2.2 钻机就位

钻机立好钻架并调整和安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放进护筒内。启动卷扬机把钻盘吊起，垫方木于钻盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，安装钻盘，要求冲锤中心线或钻盘中心与钻架上的起吊滑轮在一铅垂线上，钻杆位置偏差不大于2 cm。

2.3 泥浆的制备及循环净化

泥浆制作的各项指标如下:泥浆比重:1.1～1.3;粘度:一般地层16 s～22 s、松散易坍地层19 s～28 s;含砂率:小于4%;pH值:大于6.5;胶体率:不小于95%。根据桩基的分布位置设置多个泥浆池，泥浆池包括沉淀池和循环池两部分，用泥浆泵管输送泥浆。在围护桩边线2 m外挖坑用来作为泥浆池，泥浆池大小应满足钻孔桩的沉碴和换浆需要，沉淀池和循环池大小均为5 m(长)× 3 m(宽)×3 m(高)。出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%，使沉淀池流速不大于10 cm/s，以便于石碴沉淀。泥浆池设置见图1。

采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土，必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂，保证泥浆自始至终达到性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池，人工用网筛将石碴捞出。然后使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内，形成不断的循环。根据现场情况在施工沿线征用弃碴场地，弃碴场地可选用鱼塘、荒地及村里垃圾堆放地，并用挖机挖出大坑以堆放泥砂，及时将泥浆池中沉淀的泥砂用泥浆泵抽至弃碴场地或用汽车运至弃碴场地。不得任意堆弃在施工场地内或直接向水塘、河流排放，以避免污染环境。泥浆经过碴浆分离器后，泥浆返回钻孔内，形成不断的循环。碴浆分离器里的碴直接吊放到加工好的沉碴箱内，用履带吊起吊再汽车运至指定场地排放。施工到最后几根桩时，有多余循环泥浆，必须把多余的泥浆排放在专门加工的泥浆箱里面，及时用履带吊起吊再汽车运至指定场地排放，严禁把泥浆及废碴直接排入江内。

2.4 钻进成孔施工

准备工作完成后，可开始钻进成孔施工，钻进时需及时与设计地质资料核对桩基地质情况，经常检查泥浆指标，做好记录。群桩钻孔时采用跳桩法施工，在已灌注成桩邻近桩位钻孔时，则要等到已灌注钻孔桩混凝土强度达到2.5 MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工的钻孔桩。

2.5 出碴

正循环旋转钻进成孔是利用钻具的旋转切削土体钻进，在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻碴沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池，钻碴在此沉淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用。

2.6 地质情况记录

地质情况记录按相应地质的相关表记录;钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》，主要填写内容为:工作项目，钻进深度，钻进速度及孔底标高;《钻孔记录表》由专人负责填写，交接班时应有交接记录;根据钻机钻孔钻进速度的变化和土层取样认真做好地质情况记录，绘制孔桩地质剖面图，每处孔桩必须备有土层地质样品盒，在盒内标明各样品在孔桩所处的位置和取样时间;钻机孔桩地质剖面图与设计不符时及时报请监理现场确认，由设计单位确定是否进行变更设计;钻孔时要及时清运孔口出碴，避免妨碍钻孔施工、污染环境;钻孔达到预定钻孔深度后，提起钻杆，用以测量孔深及虚土厚度(虚土厚度等于钻深与孔深的差值)。

2.7 终孔后清孔

详细记录并绘制钻孔地质剖面图，挂在钻台上，以便对不同的地质情况选择适当的钻头、钻进压力、速度及适合的泥浆。在淤泥层、砂层、粘土层，采用笼形钻头钻进。在砂层较厚钻孔桩，则使用膨润土泥浆护壁，增大泥浆的比重，以确保顺利穿越砂层。

在钻进过程中，钻孔作业连续进行，不得中断，因故停钻时，要将钻头提起距离孔底5.0 m以上，防止埋钻。护筒内保持一定水头高度，高于地下水位不得小于1.5 m。随时做好钻孔记录及取样记录，并保留样品。验孔器应采用Ф22钢筋加工成型，外径等于桩径，有效长度为4倍～6倍桩径，并随时检查泥浆质量。

钻孔深度达到设计要求或达到要求岩层后，对孔深、孔径、孔位、竖直度进行检查。孔深可根据钢丝绳下钻锥达到的深度确定，或测锤检测，测锤的形状一般采用锥形锤，锤底直径13 cm～15 cm，高20 cm～22 cm，质量4 kg～6 kg，绳具采用标准测绳。检查合格后填写终孔检查证，报请监理工程师验孔，验孔合格经设计地勘认可后，进行孔底清碴和灌注水下混凝土准备工作。

采用泥浆泵进行循环把钻碴带出到沉淀池中，并同时向孔内注水以减少泥浆比重使其不大于1.1。当泥浆中无2 mm～3 mm大的颗粒、泥浆比重不大于1.1、含砂率小于2%、粘度17 s～20 s、沉碴厚度不大于5 cm(柱桩)或不大于10 cm(摩擦桩)时则证明清孔已达到目的。为准确判定孔底碴是否清完，在开工前期，采用沉碴盒进行检测，待积累资料和经验后再采用测锤法进行检测。

［1］ 吉月明.浅谈钻孔灌注桩施工［J］.山西建筑，2009，35(13): 123-124.