灌注桩施工工艺的分析

□樊庆伟 □徐绍钦（临颍县水利局）

桩基作为建设工程的基础，是工程质量的重中之重。钻孔灌注桩在各类土木及水利工程中广泛运用。它具有抗震性好、适应性强、成本适中、施工简便、承载力大、施工速度快、噪音小等诸多优点。钻孔灌注桩的施工是在地下进行的，属于隐蔽性工程。施工中不可预见的因素多，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和混凝土灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素多。混凝土灌注施工要求严格，稍有不慎，就有可能出现缩颈、夹渣、夹泥、断桩等。因此施工中必须严格质量控制。

1.前期准备

1.1 施工队伍：选择灌注桩的施工队伍必须是有基础施工资质的队伍，因灌注桩是结构的基础，工程是隐蔽性工程如出现质量问题，处理起来影响整个工程工期，造价也太高，所以必须从施工中严格控制。

1.2 施工准备及施工方案

1.2.1 施工工序安排：主要是根据本工程桩基的总数量及施工机械设备的安排、施工场地的平整、工期的要求、施工道路、供水供电情况、料场及钢筋场的选择，根据桩的总数量，准备足够的钻机、吊车，确保工期和质量。

1.2.2 施工设备的选择：根据地质的特点和施工工艺要求，钻机机械必须与现场地质、桩径、桩深等要求相适应。根据地质，可选择正循环钻机、反循环钻机、旋挖钻机或冲机钻机、吊车及发电机组的配备。吊车是根据桩径及桩长配备的，一般选择：16t、25t吊车，发电机组是混凝土拌合站必须配备的。

1.2.3 灌注桩的施工工艺:主要是成孔、钢筋笼加工、混凝土拌制灌注成桩各工序的操作工艺。它是施工方案的核心，钻孔灌注桩的工艺流程一般如下：混凝土料场的建设，钢筋笼的加工，测量放线，定桩位，护筒的制作与埋设，桩机就位与调试，造浆，钻井成孔，安装钢筋笼，安放导管，二次清孔，调泥浆，灌注混凝土，成桩，桩质量检测。

1.3 做好施工准备

1.3.1 施工前首先要做好场地平整、探明和清除桩位处的障碍物，按平面图的要求做好施工现场的施工便道、供水、供电、泥浆池、排浆槽的布置、施工设施、原材料及半成品的堆放等有关布设。

1.3.2 机械设备的检修及钻机具的准备，吊车要准备性能好的吊车，防止灌注过程中吊车出现机械故障，钻机要提前检修。钻头的制作：钻头应根据设计桩径制作，护筒的制作，一般选用6～14mm厚的钢板，护筒的内径一般大于设计桩径的20～30cm。

1.3.3 施工前还应逐级进行图纸和施工方案交底，并做好原料质量检验工作，钢筋笼应制好，检验合格方能开钻。

2.施工中质量控制

对测量定位、护筒埋设、调制泥浆、钻井成孔、钢筋笼的制作与安放、安放导管、浇桩等工序要作为重点设立质量控制点。

2.1 测量定位：用全站仪根据设计图纸坐标放好桩位，并复核一次，再用钢卷尺再复核一次，确保桩距、桩墩，误差在最小范围内，再把桩位4面用两线控制一点的方法打好控制桩，方能进行护筒埋设。

2.2 护筒埋设：护筒埋设应准确和稳定，护筒外壁与坑壁之间用粘土分层夯实、护筒中心线与桩位中心线偏差≤1cm，倾斜度≤1%，高度宜高出地面30cm或水面100～200cm。护筒埋设深度应根据设计要求或水文地质情况而定，旱地、筑捣处一般超过杂填土埋设深度50cm，在粘土中≥100cm，在砂土中≥150cm，同时应保持孔内泥浆面高出地下水位100cm以上，冰冻地区应埋入冻层以下50cm，有冲刷影响的河床，应埋入局部冲刷线以下≥100～150cm。

2.3 调制泥浆：开始钻井前应先调制泥浆，泥浆的主要性能有相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度（PH值）。

制作泥浆：一般用粘土制作，粘土以水化块，造浆能力强，粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，尽量就地取材，也可用膨润土、烧碱、纤维素制作泥浆，制作泥浆一般情况下掌握好相对密度、含砂率、粘度即可，根据地层调制泥浆，一般粘土层（粘土、粉质粘土、粉土）相对密度在1.05～1.2之间，粘度在16～22之间，含砂率≤4，砂土层（粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂）相对密度在1.2～1.45之间，粘度在20～35之间，含砂率≤4。

2.4 钻进成孔：从控制桩引线至桩中心线，对照钻机磨盘中心线，误差应控制在1cm内，同时检查机架枕木是否稳定，选多个角度检查磨盘的平整度，在钻井过程中经常检查磨盘的平整度及垂直度，有偏差要及时调整，钻进前要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，方可钻进，在粘土中钻进时，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻，宜选用中等转速，大泵量，稀泥浆钻进，在砂类土或软土层钻进时易塌孔，宜选用低转速大泵量，稠泥浆钻进，在卵石砾石类土层中钻进时，因土层较硬，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大，钻头偏斜等现象，宜采用抵挡慢速，优质泥浆、大泵量钻进，终孔后应先第一次清孔，将钻头提离孔底，8～10cm空转，以保证孔内安全的情况下把孔底沉渣清净，并对孔径、钻深、孔深、孔斜等逐项检查，并记录在钻孔记录中，尽快组织下一工序施工，以减少终孔后至灌注开始前中间的时间，确保孔的安全。

2.5 钢筋笼的制作与安放：钢筋笼的制作应将同规格钢筋根据不同长度搭配，统筹排料，一般先长料，后短料，以减少短头和损耗，避免用短尺量长料，防止产生累计误差，焊工必须持证上岗，施焊前，必须根据施工条件进行试焊，确定工艺参数，试样数量应与检查验收，每批抽样数量要求相同，施工时，操作人员严格执行工艺参数，施工员、质量员对焊机参数，接头质量随机抽样，确保焊接过程监控到位，钢筋笼一般分节安放，在保证钢筋笼垂直的情况下，尽量把钢筋笼少分几节，以减少孔口焊接时间，钢筋笼中的检测管应焊接好，不能漏浆，以保证顺利检测桩基质量，钢筋接头错开焊接，对钢筋笼立焊要加强检查控制，钢筋笼入孔时，应对准孔口徐徐轻放，严禁强制性下钢筋笼，造成钢筋笼变形，孔壁塌孔，钢筋笼对中要控制在5cm之内，保证混凝土保护层均匀，便于下一步接桩施工。

2.6 导管是灌注水下混凝土的重要工具：用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制成，其直径按桩长、桩径和每小时通过的混凝土数量决定，导管应提前做好水压试验，安放前计算好导管的长度和节数，导管单根长度一般是2～3m，不同厂家，不同规格，另外配有1.5、1、0.5m的调节，导管下口至孔底的距离一般控制在30～70cm之间，安装导管时应检查密封圈是否完好，导管井盘要对准孔中，调节平整，防止倾斜。

2.7 灌注混凝土前应测量孔深，孔深沉淀厚度不应超过桩径的0.3倍，最好二次清孔，以保证沉渣厚度及泥浆上下均匀，初灌料斗大小，应符合初次埋置深度的需要，保证能把底封好，准备好隔水栓（或沙包）隔水栓的大小应小于导管内径2～3cm，在混凝土到现场后方可停止清孔，进行料斗安装，混凝土灌注前必须检查混凝土的塌落度是否符合要求，一般控制在180～220mm之间，还要看一下混凝土的和易性是否良好，检查完混凝土后，再检查导管离孔底距离，在料斗内放满混凝土后，剪断铁丝，隔水栓埋入底部混凝土内，此时后续混凝土要及时跟上，保证混凝土连续施工，浇注过程中及时探测混凝土的上升面，探测应仔细，并以灌入的混凝土数量校对，防止错误，在混凝土上升到钢筋笼底部时，应放慢灌注速度，减少导管埋深，以降低混凝土上升的冲击力，防止钢筋笼上浮，拆除导管时，必须保证拆除后的导管下口在混凝土中埋置2～6m深度，也不应埋深过多，探测混凝土时应用测量绳，不能盲目估计，以免导管拨空造成断桩，混凝土在灌注到设计桩顶时应该多灌高50～100cm过后清除，以保证桩头质量。

3.事后质量控制

成桩检测：指桩身结构完整性（即桩体质量）及桩承载力的检测，灌注桩的检测方法主要有钻芯法、动测法、声波透射法及射线法、以及静荷载实验法。静荷载实验法比较直观，得出的数据让人信服，但缺点是操作不变，费工费时，动测法可通过波速检测出桩身的完整性和长度，取芯法的缺点是取芯深度有限，目前大部分是采用声波透射法，其机理明确，设备简单、使用方便、检测准确可靠，能测出桩身完整性、均匀性，采用静荷载法不能保证施工后沉降达到设计要求，目前动测法还不能直接测出承载力值，因此把动测法和静荷载法结合起来使用才较为合理。