西安市太平河穿越绕城高速桩基工程中钢筋混凝土钻孔灌注桩施工技术

胡 滨

（西安市太平河渠道管理中心 陕西 西安 710086）

1 工程概况及特点

西安市太平河穿越绕城高速桩基工程位于西安市太平河新建纸厂段高速公路边坡西南角，桩号为K13+080。工程主要施工内容包括灌注桩定点放线、钻孔、制作及安装钢筋笼、商砼灌注及工程资料整理等。施工中浇筑灌注桩3个，灌注桩浇筑深度20m，孔径1m。该工程为软土地基，软土内部含水量大，空隙率大，承载力低，再加上又位于高速路路基边坡上，承受着较大的荷载，常规的灌浆加固方法无法满足边坡稳定要求。同时，施工过程中不能影响高速公路的正常通行，工程施工难度较大。经水利相关专家的充分论证，最终选择用直接在现场边坡上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼再浇筑混凝土的钢筋混凝土钻孔灌注桩的施工方法对边坡进行加固处理。

2 灌注桩施工

2.1 施工工艺流程

钢筋混凝土钻孔灌注桩是通过钻孔机械钻出设计深度的大小桩孔，桩孔成型后，用吊车或其他起重机械将事先预制好的钢筋笼吊入孔中，并在孔中浇筑混凝土而成的桩。具体施工流程如图1：

图1 钢筋混凝土钻孔灌注桩施工流程图

2.2 施工过程及要求

2.2.1 场地平整、桩位放线

根据实际勘测成果，现场确定的灌注桩桩位的中心线位于高速公路边坡西南角坡脚靠上位置。由于边坡下面紧邻太平河渠道，边坡很陡，现有场地无法满足施工条件，因此在放线前首先用挖掘机对原有边坡进行部分挖装，用装载机、自卸汽车推运的施工方法，开挖平整清理出施工平台。在平整出施工平台时，一并将原有的临时道路进行铺垫、平整，为后续工作提供便捷的施工道路。这样也有效地避免了在后续机械设备、材料运输过程中原有道路无法满足运输要求时对施工平台进行二次开挖。平台开挖好后就可进行放线定桩。

2.2.2 开挖浆池、浆沟及护筒埋设

本次施工所需要的泥浆可在钻孔时，由设备自行造浆，因此仅需开挖浆沟。浆沟开挖在桩孔的上面，沿着边坡布设。这样便于钻孔时将多余、不合标准的泥浆沿着浆沟流走。

在浆沟开挖好后，就需在桩位上架设支架，并在泥浆护壁成孔时，进行护筒的埋设，本次护筒采用钻机钻孔压进，人工回填的方式埋设。首先将钻头调整到钻孔中心位置，然后装配绞头片，开始钻孔，根据护筒的设计埋深，当钻进大概1m～2m时，拆除绞头片，安放护筒。护筒压入孔内后，在护筒侧面开300×300左右的孔，在护筒外垫20mm厚粘土，通过人工踏实，使护筒周围土夯填密实，以防地面水渗入。护筒中心位置要求与桩位中心的偏差不得大于50mm，护筒内径要大于钻头直径100mm。埋设深度原则上在黏性土中不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m。本次护筒采用5mm的钢板压制而成，内径1.2m，高度为1.5m，要求满足孔内泥浆面高度的要求，本次埋设深度为1.2m。

2.2.3 钻孔、成孔

护筒埋设好后，采用10kW的反循环钻机钻孔。钻孔前用水平尺校正钻杆，使钻头对准桩位，放下钻头，开动电机循循钻进。一节钻杆钻入后应及时停机，再接第二节钻杆，如此反复钻至设计深度。钻孔至设计标高后，对成孔的孔径、孔深和倾斜度等进行检验，检验合格后，立即用清孔钻头进行清孔，排除钻渣。同时在钻进过程中要时刻注意以下情况：

一是钻杆摆动情况。如发现钻杆剧烈摇摆，或钻了很长时间，孔深没有相应增加，那可能遇到硬土或石块。这时就需要立即停钻，否则就有可能导致桩位发生偏移，孔壁出现坍塌，钻杆被扭断等现象。本工程在钻第一个灌注桩时，当钻孔深度达到18m左右时，就出现了长时间孔深未能增加的情况。这时停机检查原因，发现由于土层18m以下，存在硬土，现有钻头无法钻进，这时采用适当增加钻头冲击压力的方式解决了这个问题；否则就需更换钻头。二是时刻注意泥浆的情况。由于泥浆起着护壁作用，保证着孔壁的安全，因此在钻孔的过程中，时刻要保证孔内泥浆的质量。在清孔过程中，对于多余的泥浆用管子导入钻孔外的浆沟，使其流走。对于未达标的泥浆需要通过用新造的泥浆置换的方式对孔内泥浆进行置换。清孔后，浇筑混凝土前，在距孔底以上50cm处取样，并用比重计测泥浆的相对密度，要求泥浆相对密度1.1～1.20，含砂率≤6%，胶体率≥90%。

2.2.4 下钢筋笼和钢导管

终孔检验合格后，就可以下钢筋笼。为了不耽误工期，本次钢筋笼在打孔作业时就开始现场制作，制作时要特别注意链接焊缝质量，对质量不合格的要求进行补焊，确保钢筋笼的质量。制作好后笼高20m，笼径0.8m，采用长臂吊装机将其吊入孔内。钢筋下放到位后，用十字护桩对钢筋进行定位，将钢筋笼焊固在孔口方钢上，防止在混凝土灌注过程中钢筋笼出现上浮、下沉及偏移现象。钢筋笼在吊入过程中要缓慢下放，注意防止钢筋笼碰撞孔壁，不得强行下压，否则会出现钢筋笼变形、孔壁坍塌等现象，这时应停止吊放并寻找原因。钢筋笼安放后的顶面标高和底面标高应符合设计要求，安装深度误差不得大于±100mm。

钢筋笼吊入后，在混凝土浇筑工作前，首先需先吊装混凝土灌入导管，导管在场外拼装。拼装后，通过水密性试验，检查导管是否存在漏水、漏气现象。在吊装过程中将导管进行编号，然后用吊装机械分成5段按照编号顺序起吊就位，各段之间用螺栓连接，连接好后，用卡盘固定在护筒口。同时，要求导管下至距孔底50cm处。导管安装好后，先用重锤测量孔底沉渣厚度，如超过规范允许厚度，就需再次清孔，清孔可利用泵吸法进行，使沉淀厚度符合规定。

2.2.5 浇筑水下混凝土

本次灌注桩浇筑采用导管灌注法。由于灌注的灌注桩较少，混凝土用量少，因此为节省时间，直接采用现成的商砼进行灌注，但需在浇筑前对混凝土的和易性和坍落度进行检查，要求混凝土具有良好的和易性，坍落度宜在160mm～220mm之间。同时，由于施工场地位于高速公路边坡上，坡下紧邻太平河渠道，场地坡度较陡，混凝土车无法到达灌注点，因此本次只能采用泵送的方式在渠道左岸直接用高压混凝土泵通过输送管道将混凝土送到导管中。在输送的过程中，要求混凝土充满管道，保持连续状态，确保管中混凝土不分离、不自由降落、无气堵现象，要求在混凝土的流塑性未完全损失前完成水下灌注作业。因此对施工过程中混凝土的和易性、流动性要求更高，增加了施工难度，需特别注意。

灌注采用带阀门的漏斗连续灌注的方式进行，首次灌注时，应准备足够的混凝土量，保证首灌后导管埋入混凝土面以下0.8m。在灌注时在阀门下放置一个充气球胆，并且边灌注混凝土边提升导管。在这个过程中，要用测深锤探测孔内混凝土面位置，根据探测情况，及时调整导管埋深，使导管埋深控制在规定的范围内，禁止导管提出混凝土面。最后灌注高度高出桩顶50cm，以便清除桩头浮浆和消除测量误差。

2.2.6 成桩

水下混凝土灌注完成后，就需要对混凝土桩进行养护，等混凝土达到养护天数后，进行质量验收，确保灌注桩符合设计要求。按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）的有关规定对桩体承载力、混凝土实际灌注量、混凝土强度等进行质量检测，要求混凝土充盈系数大于1；强度达到设计要求；桩顶扣除桩顶浮浆层及劣质桩体标高误差不大于-50mm。

3 结语

钢筋混凝土钻孔灌注桩对各种地质条件适应性强、施工操作简单，承载力大，因此在各类加固地基、边坡中广泛使用。但作为永久性隐蔽工程，其成桩后无法对其开挖验收，其质量的好坏要在施工过程中加以控制，控制难度很大。作为基础工程的加固措施，其质量的好坏又直接影响后续其他工程的施工，如质量出现问题，将可能对整个工程造成巨大的影响。因此在施工中要严格按照施工标准要求施工，确保基础工程的施工安全。陕西水利

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[3]侯立庚.浅谈钻孔灌注桩的施工[J].中国科技信息,2008,16.

[4]建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）[S]