钻孔灌注桩施工技术

2013-04-16黄立武

建材世界 2013年2期

黄立武

（广州市市政集团有限公司，广州510060）

钻孔灌注桩在道路桥梁工程中应用比较广泛，它的技术发展及施工工艺也较为成熟，具有承载力大、沉降量小、稳定性好、受施工水位及地下水位高低的影响较小等优点。但是在施工过程中由于工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生，该文结合作者的工作实践，介绍了钻孔灌注桩施工工艺、技术要点，以供同行参考。

1 钻孔灌注桩施工工艺

1.1 桩位放样、钻机布设

利用全站仪对桩孔位置进行精确测定，并在桩位中心位置四周设置定位桩。平整场地，清除杂物，更换软土，夯填密实。钻机座不能直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉降。场地处于陡坡时，挖成平坡。

1.2 钢护筒埋设

1）钻孔前埋设钢护筒，以固定桩位、保护孔口，提高孔内水位以增加对孔壁的压力，防止塌孔。

2）根据钻孔桩的设计桩径选择钢护筒，钢护筒内径应比设计桩径大20cm，采用钢板制作。水中钢护筒顶面高出孔外水位2.0m，陆上钢护筒顶面高出地下水位2.0m，还应高出地面0.3m。陆上钢护筒底端埋置深度，不得小于2.5m，水中钢护筒底着床至河床底以下2.0m。

3）护筒位置、坐标、垂直度和高程由全站仪控制。必须保证护筒埋设深度达到设计要求。护筒正直下沉，护筒顶面中心与桩位中心偏差不超过4cm，倾斜度不大于1／150桩长。

1.3 泥浆制备

1）泥浆由粘土、水及添加剂组成，粘土以粘度大、水化快、造浆能力强的优良膨润土为佳。要求用于造浆的粘土含砂率不大于4%、塑性指数大于17～25、胶体率不低于90%、小于0.005mm粘土粒含量大于50%、造浆能力不低于2.5L／kg。泥浆需满足比重、胶体率等规范要求，粘土按钻孔体积的100%～120%的数量备料。

2）反循环旋转钻孔时，泥浆需要不断地循环和净化，才能正常钻进。所以在施工前要结合施工场地对泥浆的循环和净化作布置。钻孔前开挖泥浆池。

3）泥浆的全部指标均需进行试验，钻孔过程中经常对泥浆的粘度、胶体率等性能指标进行检测，根据钻进方式和地层情况确定泥浆的稠度。泥浆循环使用，废弃的泥浆要及时清理，沉淀后运走。桩基施工完毕后，所有泥浆池均挖除远运，坑池用碎石土做换填处理。

1.4 钻孔

1）安装钻机，钻机底架应垫平，使其不产生沉陷和位移。根据测量进行桩位放样，将钻头中心线对准桩位中心，其偏差不大于2cm。详细记录钻进情况，确保桩基成孔后桩中心线偏差不超过4cm，倾斜度不超过1／150桩长。

2）钻进以反循环钻进方式为主。初始阶段，为加强泥浆的护壁效果，钻孔上部应使用正循环方式开钻，以确保成孔质量及施工安全，待正常钻进后，改用反循环方式进行，并反循环清孔，以加快清孔速度，减少沉碴厚度。

3）钻孔过程中，应经常检查成孔的孔径、孔位、孔深、倾斜度以及泥浆的各项指标，及时进行调整。保持孔内水位稳定、泥浆稠度适当，及时添加粘土和水，以维持孔内外水头差，防止坍孔。

4）钻孔过程中，随时留意钻进地层变化，对钻碴进行分析，核对设计地质资料，根据地层变化情况，采取不同的钻进方式和泥浆稠度。

1.5 第一次清孔

清孔是为了尽量清除孔底沉淀层，使混凝土和基岩接合良好，以提高桩底的承载力，确保混凝土浇筑的质量。当孔底标高达到设计标高，进行终孔检查后即可进行第一次清孔。反循环旋转钻孔在终孔后，停止进尺，将钻头提离孔底10～20cm空转，保持正常循环。开始以中速压入符合规定指标的泥浆，把孔内比重大的泥浆换出，使含砂率逐步减小，直至孔内沉淀层厚度不大于30cm，置换出泥浆的比重小于1.2为合格。

1.6 吊放钢筋笼

1）焊接钢筋笼的钢筋必须检验，合格后方可使用。钢筋笼的制作应符合规范要求。

2）钢筋笼的保护层不小于5cm，通过在加劲箍四周焊接定位钢筋来保证。定位钢筋沿圆周对称布置4块，每隔2m设置一道。最后绑扎和固定无缝钢管作为检测管，以备成桩后进行质量检测。

3）分段将桩基主钢筋笼插入钻孔内，各段的主筋采用双面焊接接头，接头错开，焊接长度不小于5D。在同一截面内，接头数应小于钢筋总数的50%。

4）钢筋笼吊装时，在钢筋笼2／3处对称焊接吊环，防止吊装过程中钢筋变形弯曲。采用吊车吊装钢筋笼时，吊点准确，保证钢筋笼的垂直度。钢筋笼吊装过程中应对准孔位徐徐下放，不得碰撞孔壁，防止坍孔，钢筋笼应分段绑扎吊装入孔、焊接。焊接时，上下两段应保持顺直，焊接接头相错量须符合规范的要求，逐段焊接逐段下放。钢筋笼就位后应牢固定位，以免在灌注混凝土过程中出现掉笼或浮笼现象。

1.7 导管安装

导管逐节拼接，采用Φ250～300mm，壁厚4mm左右的钢管，每节管长2～4m，以便调节高度，接驳处用橡胶圈密封防水。导管安装前，对全部导管进行密水试验，合格后解体吊装入孔。用型钢制作混凝土浇筑架，上部放置混凝土漏斗以及支撑悬吊导管。

1.8 第二次清孔

在第一次清孔满足设计与规范要求后，由于需要吊装钢筋笼和导管，距离浇筑混凝土的时间间隔较久，需再次复检孔深和沉碴厚度。若沉碴厚度超过设计及规范要求，利用导管中附属的风管再次清孔，直至孔底沉碴厚度达到设计要求，清孔完毕，马上浇筑水下混凝土。

1.9 水下混凝土灌注

1）混凝土强度等级须满足设计要求，混凝土运抵现场后，其和易性、坍落度符合设计要求。如不符合，应进行二次拌和，二次拌和后仍不符合要求的不得使用，粗骨料的最大粒径不超过导管内径1／6，且不超过40mm，选用级配良好的中砂。混凝土水灰比控制在0.5～0.6，水泥用量不低于370kg／m3，含砂率宜用0.4～0.5，C3A＜8%，扩散度34～38cm，坍落度为18～22cm。

2）在第二次清孔完成及钢筋笼吊装就绪后，征得监理同意，才能浇筑混凝土。混凝土浇筑时，首批混凝土的数量由计算确定，使其具备适当的冲击力，能将泥浆挤出导管，同时满足导管首次埋置深度不小于1m和填充导管底部的需要。灌注漏斗与导管间设置隔水栓，用铁丝将隔水栓悬吊在灌注漏斗下口，灌注漏斗装满混凝土后，剪断铁丝，混凝土即排开泥浆，下沉到孔底，埋住导管口。随后一边浇筑混凝土，一边拔管，浇筑应连续而有节奏地进行，并尽量缩短导管的拆除时间，保证浇筑间歇时间不超过15min，每根桩的浇筑时间不超过6h。

3）在整个浇筑过程中，导管的埋置深度应控制在2～6m。安排专人对导管埋置深度以及管内外混凝土高差进行测量，做好记录。使混凝土浇筑面在导管内外压力差的作用下徐徐上升。在混凝土浇筑过程中，导管内的混凝土不满时，后续混凝土应徐徐注入，不可从上面将混凝土整车倾入导管内，防止导管内形成高压气囊压漏导管。在浇筑即将完成时，适量加水稀释泥浆，使泥浆顺利排出。

4）桩顶面混凝土标高应比设计桩顶标高高出50～100cm，以保证桩头混凝土质量，多余部分在承台（系梁）施工前凿除。