泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程和质量监理控制要点

彭 伟

（山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000）

本工程系东川河1号特大桥，位于霍州至永和关高速公路东段k68＋170处，桥梁全长3 347 m，（东川河为黄河流域昕水河水系支流，桥位位于隰县下庄村下庄水库下游1.8 km处）。上部结构采用34孔40 m先简支后连续预应力混凝土T梁＋66孔30 m先简支后连续预应力混凝土箱梁，下部结构桥墩采用矩形墩、柱式墩，桥台采用肋板台、柱式台，基础采用灌注桩基础。

地层岩性东侧以混合花岗片麻岩为主，中间以灰岩和泥灰岩及石炭系和砂岩、泥岩为主，西侧以紫红色中风化砂岩和泥岩为主，地表覆盖第四系粉土和卵石土。

1 钻孔灌注桩施工方法

钻孔灌注桩的施工，实用范围较广，能建造比预制桩的直径大的多的桩；施工噪声和震动小。优势明显。该工程用冲击钻孔，成孔采用泥浆护壁施工法。

1.1 施工准备

施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。

钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件，操作性能来选择钻机。

1.2 钻孔机的安装与定位

安装钻孔机要选择稳定的基础，否则施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良后果，还有可能导致施工事故，因此要求慎重选则安装地基。对地层较软和有坡度的地基，可用采用各种手段力求平整，同时垫上枕木，进一步加固，杜绝安全隐患。

施工的主要环节是定好中心位置，正确安装钻孔机，这样就防止了桩位不准，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在同一垂线上，进行准确定位，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不得大于2 cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳，一定要最大限度的作好安装工作，防止施工中的以外发生。

1.3 埋设护筒

孔壁是否坍塌是钻孔成败的关键。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，就能有效保护孔壁、防止坍孔。护筒就能起到 这个作用，同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向等作用。

所以护筒本身就要坚固耐用。不漏水制作护筒的材料用钢制的。大小的选择应以其内径大于钻孔直径（冲击钻大约 40 cm），长度每节约2～3 m。

1.4 泥浆制备

钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

1.5 钻孔

钻孔是极为关键工序，为保证成孔质量，施工中必须严格遵循操作要领进行操作。首先，必须对好中线及垂直度，按照要求压好护筒，这样才能保证开孔的质量。施工中要注意不断添加泥浆和抽渣（冲击式用），还要随时检查成孔是否有偏斜现象。如果采用冲击式钻机施工，钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土，否则附近土层会因受到震动而影响邻孔的稳固性。所以，钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。

1.6 清孔

钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌，在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理。对于摩擦桩，当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30 cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20 cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5 cm。清孔方法根据使用的钻机不同而灵活应用。

1.7 灌注水下混凝土

清完孔之后，将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，不能有倾斜偏差等，定位后加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时一定要保证混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

2 钻孔灌注桩遇到质量问题的预防及处理措施

2.1 成孔质量问题

2.1.1 塌孔

预防及处理措施：根据不同地层，选择合适的泥浆指标。泥浆黏度低，难以携带砂和卵砾石，无法保护孔壁，泥浆黏度高，也不合适，那样会形成交厚的泥皮，降低桩的承载力。为改善泥浆的承载力度，可以适当在泥浆中加入一定标量的的纯碱和水泥。这样可以促成泥浆成柱。若过孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填，多于坍塌孔段前后距离1～2 m为宜，捣实后重新钻进。

2.1.2 桩孔偏斜

预防及处理措施：安装钻孔机要选择稳定的基础，对地层较软和有坡度的地基，可用采用各种手段力求平整，同时垫上枕木，进一步加固，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正，杜绝安全隐患。

在坚硬土层中不强行加压，用低速度进尺。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。

2.2 钢筋笼安装质量问题

钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形，入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度精确计算，并在安装时反复核对检查。严格控制砼质量，坍落度控制在18±3 cm，砼和易性要好。砼进入钢筋笼后，砼上升不宜过快，导管在砼内埋深严格按照规范控制在2～6 m之间，提升导管时，不宜过快，防止导管挂住钢筋笼，将其带上等。

2.3 水下砼灌注问题

2.3.1 堵管预防措施

为保证砼的标准，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。

2.3.2 桩顶部位疏松预防措施

首先保证一定高度的桩顶留长度。可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。

2.3.3 桩身砼夹泥或断桩预防措施

成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。

3 钻孔灌注桩施工效果控制技术

3.1 准备阶段

施工人员对施工地点地质情况、桩位、桩径、等做详细的了解，并做好定位 桩。将定位 桩与钢围堰导向桩分层联结固定，确保导向框位置准确。根据各墩不同地质情况插打厚度长度适宜的钢护筒。

3.2 钻孔

安设钻机，按要求调试使钻杆中心重合，待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，开始用冲击钻钻孔。在砂土层加大泥浆浓度固壁。保持钻进速度始终和泥浆排出量相适应。孔内始终保持 0.2 kg/cm2的静水压力，钻进过程严禁孔内掉进异物，经常检查钻头的磨损情况。钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5 m范围内，每30 cm留1组，每根桩渣样不少于3组。

3.3 清孔

清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环。通过清孔尽可能使沉渣全部清除，使混凝土与基岩接合完好，以提高桩底承载力。终孔后，将钻头提至距孔底的0.2～0.3 m处，然后将残存在孔底的钻渣吸出；必要时投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能力，使沉渣排出孔外。 当钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度等。直至全部符合设计要求和工艺标准。

3.4 钢筋笼的制作及安装注意事项

第一，钢筋笼制作时，主筋连接，桩身纵向受力钢筋的接头应设置在桩身受力较小处；接头位置宜相互错开，且在同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%；主筋与箍筋应点焊。

第二，钢筋笼不得因任何原因变形。否责须更换合格的钢筋笼。采用整体吊装，不得碰损孔壁。吊放前，必须清除槽底沉渣，孔底沉渣厚度≤200 mm。钢筋笼吊放到设计位置时，应检测其水平位置和高度，合格后应立即固定钢筋笼，钢筋笼入孔后至浇筑混凝土完毕的时间不超过4 h。

第三，采用聚乙烯泡沫板覆盖预埋件，以便于急需。

4 结束语

随着科学技术的飞速发展，材料、机械、设备等大幅度的改良，这为我国修建大跨度的桥提供了有力保障。加上广大桥梁建设者的精心设计和施工，使我国建桥水平已跃身于世界先进行列。望广大社会主义建设者担负起建设社会主义大厦的重任，前仆后继。呕心沥血，为社会主义所需建设出高标准、高质量的路桥，为各行业建设者作好示范作用。

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[2]张立娜.泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制分析[J].四川建材，2012（1）.

[3]李竞克，侯琳.泥浆护壁钻孔灌注桩在施工工艺过程中质量控制及通病防治[J].工业建筑，2010（S1）.