大直径超深钻孔灌注桩施工技术

袁翔

摘要：大直径钻孔灌注桩以其单桩承栽力高并能适应各种土质条件而得到越来越广泛的应用，本文结合工程实例，介绍了大直径钻孔灌注桩施工技术。

关键词：大直径深孔钻孔灌注桩施工工艺安全防护控制

Abstract: large diameter predrilled cast-in-place pile with its single pile bearing planted force adapted to various high and soil condition and get more and more wide application, combining with the project example, the paper introduces the construction technique of large diameter bored piles.

Keywords: large diameter deep hole bored pile construction process safety control

中图分类号：U443.15+4文献标识码：A 文章编号：

1、工程概况

本工程主墩布置有两个承台，每个承台下设计各布置8根Φ3m钻孔灌注桩，桩长分为73m和65m两种，该区域地质按成因分类主要為： 1、素填土（Q）；2、第四系全新统（Q）冲积而成的淤泥质土、粉质黏土、砂类土等；3、基岩为泥质砂岩（K）。基岩从上至下依次分为全风化、强风化及弱风化泥质粉砂岩。主墩桩基基底承载力均为σ0=500Kpa，桩基入弱风化岩深度要为：曲线外侧不小于46.69m，曲线内侧不小于47.688m。

由于主墩两个承台分布并紧挨既有桥梁两侧，而既有桥梁下部结构为桩柱结构，本项目设计桩基位置与其基础最小净距为3.83m，对既有桥梁安全防护措施的力度势必要加强，也给钻孔施工增加了一定的难度。

2、大直径深孔钻孔桩主要施工工艺

2.1泥浆制备

选择水化快、造浆能力强、粘度好的优质粘土进行造浆。泥浆由现场制备，边钻孔边将粘土投入护筒内并加水进行造浆，开孔时，直接向护筒内投入粘土，采用小冲程开孔，以钻头反复冲击造浆。制备的泥浆要求胶体率大于98%、含砂率小于2%、粘度18至22s、PH值大于8（见下表）。一方面能在井壁形成泥皮起到护壁作用，另一方面能够充分悬浮钻渣。

优质泥浆性能表

项目 相对密度 粘度（s） 含砂率（% ） PH值 胶体率（% ）

数值 1.03～1.10 18～22 <2% 8～10 >98%

施工第一根桩时，根据冲孔进度、深度、地质情况适当调整泥浆指标，开孔时，适当增加泥浆相对密度及粘度，有效增加泥浆护壁作用；待进入基岩层后，适当降低泥浆相对密度，提高钻机钻孔效率；施工完毕，留取经验数据，指导后续桩基的施工。

2.2冲孔施工

采用正循环法施工，每个承台上布置4台JJK12.5t冲击钻，钻锤重量12.5t，钢丝绳为Φ34mm钢芯钢丝绳，吊点处按要求布置8个绳卡。每台钻机均配备独立的泥浆存放池和沉淀池，泥浆循环利用泥浆泵（4PNL）从泥浆存放池内抽取泥浆通过输送管输送至孔底，然后泥浆利用反压力悬浮钻渣流入沉淀池，通过沉淀，再流入存放池，如此反复循环直至终孔。

2.3成孔及检孔

在钻孔过程中及成孔后，均需对钻孔进行成孔质量检查，以尽早发现问题，及时处理，确保最终的孔形和孔径满足规范及设计要求。

（1）孔深和孔底沉渣厚度检查

孔深和孔底沉渣厚度采用标准测锤检查。质量标准：

孔深：不小于设计孔深；

沉渣厚度：柱桩≤5cm。

（2）孔形及竖直度检查

检查方法：根据设计桩径制作检孔器入孔检查，检孔器采用与钢筋笼主筋直径相同的钢筋，外径等于钢筋笼直径加100mm，不大于钻孔的设计孔径，长度等于桩径的4～6倍，拟采用φ28钢筋制作，外径为298cm，长度为14m的检孔器，检测时，将检孔器吊起，使检孔器的中心、孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，如检孔器能顺利到达孔底，则表明孔形和竖直度符合要求，如检孔器中途被卡住，则表明在被阻部位可能有缩孔或斜孔现象。

2.4清孔

清孔采用换浆法进行，分为两次清孔，终孔后进行一次清孔，待泥浆指标达到相应的标准后（泥浆相对密度：1.1~1.2，泥浆粘度：18~22，泥浆含砂率<4%）方可进行钢筋笼的下放；钢筋笼下放完毕及导管安装好后，进行第二次清孔，以清除由下放钢筋笼所扫刮下的孔壁泥皮和由于泥浆静止所产生的沉淀物，清孔要求沉渣厚度<5cm，泥浆相对密度：1.05~1.1，泥浆粘度：18~22，泥浆含砂率<2%；清孔采用ZX-200泥浆分离器进行，排除泥浆中大于2~3mm直径的颗粒砂及杂物，泥浆分离器通过空压机采取气举反循环抽取孔内待清泥浆，经过分离泵后，分离出砂粒及杂物，而将已清浆体送入孔内，如此反复循环，直至泥浆达到相应指标。

2.5钢筋笼的安放

对于3m直径桩基，钢筋笼的安放为技术控制的一道难点。按照原设计图，每根钢筋笼由120根Φ28mm主筋组成，主筋又分为长、中、短三种，数量为30、30、60，加劲圈为 Φ28mm钢筋，2m一道。由于钢筋笼体较重，钢筋笼易产生较大变形，在加劲圈上采用六边形+“*”字型支撑钢筋。考虑到钢筋笼体分段最长为12m一节，吊装横放时，可能会因为刚度不足而产生较大变形，故每隔一道加劲圈即4m区域，在笼体纵向增加“*”字型斜撑。

钢筋笼的吊点设置：在顶节钢筋笼第一道加劲圈下部用Φ28mm圆钢弯成“U”字型焊接在主筋上，并紧贴加劲圈，同时在主筋上焊接顶筋顶住加劲圈，形成吊点。其他普通节吊点直接利用设置顶筋，在加劲圈上起吊。

钢筋笼安装过程：桩身钢筋笼分节由平板车转至桩位处以后，由70t汽车吊分节吊放于孔中。底部第一节上口吊放至护筒顶面处后用两根2[14b型钢临时搁放于打梢平台上，待吊底部第二节并与之连接好以后再下放。继续如上步骤，到顶节时，换用四根直径Ф25mm钢丝绳通过销轴栓于打梢平台耳板处进行打梢。然后安装定位框和Ф25mm圆钢吊筋，吊筋长度要控制精确，吊筋一头穿销轴固定在定位框上，另一头直接与双根主筋焊接，焊缝质量要保障，不容许焊伤主筋和吊筋。安装好吊筋和定位框后，起吊钢筋笼，拆除打梢钢丝绳，将笼体重量传递到吊筋及定位框上，并利用定位框中心进行钢筋笼体测量定位。

2.6混凝土灌注

水下混凝土的灌注是钻孔桩施工控制最重要的环节，如何将其顺利、连续进行，必须从原材料控制、混凝土配比控制、施工准备、标高测量方法等多方面综合考虑，以做到万无一失。Φ3m大直径桩基的混凝土灌注除了按普通桩基常规方法进行外，还应主要注意如下几点：

（1）钢筋笼下放并安装导管（Φ350mm）后，开动泥浆泵，并下放射风管，在孔深2/3位置设置风包，利用气流扰动孔底沉渣，使其悬浮于泥浆中。钻孔桩施工，要求钻渣沉淀厚度<5cm 。

（2）混凝土质量控制：混凝土运输过程中要确保混凝土不发生离析、严重泌水及坍落度损失过多现象，当发生上述现象时，应在浇注前对混凝土进行二次搅拌，但不得再加水。混凝土坍落度要求：18～22cm，经时1小时损失不超过1cm，2小时损失在2cm以内，不离析、不泌水、不分层；初凝时间控制在20小时左右。桩身混凝土设计强度为C35，桩身混凝土抽芯检查强度为不小于35×1.15=40.25MPa。