浅谈钻孔灌注桩施工技术在实际施工中的应用

◎杨龙

（三门峡职业技术学院建筑工程学院，河南三门峡472000）

浅谈钻孔灌注桩施工技术在实际施工中的应用

◎杨龙

（三门峡职业技术学院建筑工程学院，河南三门峡472000）

我国目前正处于城市化快速发展时期，特别是在建筑行业出现了非常多的新技术和施工工艺，为了极大的提高（构）建筑物的稳定性，钻孔灌注桩施工技术越来越多的被应用在建筑施工中，其良好的承载力解决了我国很多地区由于地质情况而影响施工建设的问题。本文以某市地铁车辆段及综合基地钻孔灌注桩施工为例，详细阐述并分析施工过程和要点，对同类型基础施工有一定的借鉴意义。

钻孔灌注桩；施工；地基；地质情况

1 工程概况

本工程为某市地铁车辆段及综合基地，里程从JDK0+000.00到JDK1+250.00，占地面积300余亩，其中停车列检库及不落轮镟库、月检库、运用综合楼、临时检修库、牵引降压混合变电所、洗车库、综合办公维修楼（含物资库）、信号楼等主要构（建）筑物，全部为框架结构，实际占地面积达73031m2。由于大部分构（建）筑物都包含在上盖下面，且上盖表面进行绿化植草，所以上盖框架结构整体质量较大，在建筑基础部分均采用直径0.8m和1m的钻孔灌注桩，总桩量达3300余根。

地质情况的复杂程度通常决定了在桩基础施工过程中特殊的成桩方法以及突发情况的处理方法。本工程场地岩土层主要包括：1.第四系全新统残积坡积层（Qel+dl/4），可塑，稍有光泽，干强度及韧性高，属Ⅰ类普通土；2.灰岩、白云质灰岩本段广泛分布；3.中风化石灰岩，中厚层状构造，裂隙发育，短柱状及块状，局部常见溶蚀现象，属Ⅴ类次坚石。本工程地下情况复杂的同时，地下水位不稳定、回填区域密实度不足，容易出现垮孔，且地下溶洞较多，部分施工区域地基岩石层较高。

如上所述，本工程具有工程量大、专业性比较强、技术要求高等特点，结合本工程特殊的地质情况，决定在基础部分采用目前先进的钻孔灌注桩施工技术，确保桩基础承载力达到设计要求。钻孔灌注桩属于桩基础中的端承桩，桩上的荷载主要由桩端阻力承受[1]。主要功能是将基础以上荷载传递到下方持力层（基岩）上，和摩擦桩有着本质的区别，性能更加可靠，具有震动小、噪音低，尤其是能在复杂的地基上应用，所以在房屋建筑工程中得到了广泛的应用，但同时也具有施工隐蔽性强和施工技术难度大以及水下进行的特点[2]。

2 施工准备工作

钻工灌注桩施工之前须要有详细的施工方案和充分的准备工作。主要包括以下四个方面：

第一，资料准备，认真查看、分析设计院提供的地质勘察报告，查阅施工图纸和相关施工规范。

第二，技术准备，结合工程目标和施工现场具体情况编制详细、科学的施工方案（钢筋工艺、成孔技术、混凝土的水下浇筑防范），编制详细、具体的工程质量控制措施和常见问题的预防方法、处理措施[3]。

第三，场地准备，由于本工程施工区域为天然荒草地，高低起伏不平，为了后续施工方便及地基的稳定性，必须进行清表工作，清除场区内所有杂草、杂物、管线等有碍施工进行的东西。

第四，机具准备，检查施工机具的使用功能、场区内修建临时道路、划分施工片区、布设施工用临时水电等，确保桩基工作能够顺利开始并按时保质完成。

3 超前探孔施工

鉴于本工程地下情况复杂，部分区域必须进行水下钻孔灌注桩施工，对地下溶洞较多的地方，要根据溶洞大小，采取高压注浆或者明挖回填的方法进行溶洞处理，这对于成孔是非常必要的，若溶洞或丰富的地下水未处理，钻孔过程中极有可能出现垮孔，严重的会出现沉桩；对于部分施工区地基岩石层较高的情况，为了达到桩身的基本长度，还要进行必要的破岩施工。特殊的地质情况决定了特殊的施工方法，所以在钻孔灌注桩施工前，要了解详细的场区地下情况，必须进行超前探孔施工。

超前探孔施工主要是为了详细探明下方地质情况。在资料准备阶段，仅有设计院提供的地质勘察报告是远远不够的，成孔过程中，必须明确每一根桩的实际桩长，确保桩端都能坐落在下方基岩上，并且达到入岩0.6m的要求。使用取芯钻对桩位地质进行取样，详细标记不同深度处的地质情况，由此形成的资料将是后续钻孔过程中的重要成孔深度依据。因此，超前探孔施工是整个施工过程中特别重要的一个环节，探孔过程必须严格按照施工要求和规范进行，不能由于占用工期就敷衍了事，这会对后期施工产生严重的影响。

4 试桩

4.1 试桩目的

试桩是在整体钻孔灌注桩施工之前，严格按照施工工艺，按比例制作具有代表性的工艺性试桩，以复核地勘资料是否准确、设备及施工工艺是否适宜，并确定混凝土的配合比、坍落度、搅拌时间和灌注拔管速度等各项施工参数。通过试桩能检验之前制作的施工组织设计的合理性和可操作性，确定最为合理的机械设备组合和各施工队场区分布安排。

4.2 试桩

根据整体工期安排，在进行各个区域桩基施工前进行试桩，按照桩基数量和规范要求比例，试桩数量确定为12根。试桩成孔并进行混凝土灌注等一系列施工后，当混凝土强度达到规范要求，进行桩基承载力静压试验，这是比较直接地鉴定桩基承载力的方法，整个静压试验过程中要时刻观察压力变化、桩帽变化，每一小时内桩顶的沉降量不超过0.1m[4]，以使试验数据具有良好的可靠性和真实性。试桩过程中由专人进行相关数据记录并进行各项数据及参数汇总，本工程A区桩端承载力特征值为3500KN，上盖区域其余都为7000KN。试桩合格后，编制试桩总结报告，报设计院审批合格后进行桩基施工。

5 钻孔灌注桩施工

试桩合格后，开始大批量钻孔灌注桩施工，钻孔灌注桩施工技术的主要步骤为“测量定位→桩基就位→成孔→吊放钢筋笼→混凝土灌注→破除桩头”。

5.1 测量定位

钻孔平面位置是根据设计院提供的D级GPS点为基准点，放出建筑边线和各建筑物的轴线，再按设计的桩位图所示的尺寸定出每一个桩位，定出的桩位之间的尺寸须用全站仪换站进行校核，在放样钻孔点位时，必须隔排放样、隔排钻孔，防止钻孔时由于孔位较近，钻孔机压垮周边孔位。

5.2 钻孔

5.2.1 钻土

根据场区地质情况，钻进过程中虽然不需要进行泥浆护壁，但在钻土过程中必须控制好钻机转速，实时观察土质情况，判断土质含水率，如果发现由于土质含水率过大而导致缩孔甚至塌孔应及时进行处理，可以简单的回填干土，进行简单护壁，干土无法满足护壁要求时，可用适量的低标号混凝土于孔内湿土进行搅拌，等混合料达到一定强度后（不能达到100%强度），再进行钻进。

5.2.2 钻岩

钻进时，必须降低转速加大马力，并且进行钻头加压。钻岩时，钻进深度须与超前钻探施工的数据进行比对，对于出现的小溶洞应该钻穿溶洞顶部，钻进溶洞底部基岩0.6m。由于场区地质条件复杂，基岩面起伏大，设计桩长须达到10～30m，对于基岩面高于此范围的桩，改用冲击钻或人工开挖，至设计深度以上。

钻孔完成后，对孔深、倾斜度和孔径进行检查，深度满足超前探孔数据，倾斜度不得大于1%。

5.3 吊放钢筋笼

5.3.1 钢筋笼制作

钢筋笼制作时箍筋应尽量为整根，螺旋状缠绕在主筋框架上后采用扎丝进行绑扎，绑扎点为“隔一绑一”，实际生产过程中，钢筋工为了方便，往往使用电焊机直接将箍筋点焊在主筋上，这样看似牢固，实际上影响主筋受力，是规范中严格禁止的；其次，部分施工队为了能让钢筋笼顺利下到孔内，会有意缩小钢筋笼直径，这也是严格禁止的，属于偷工减料。

5.3.2 钢筋笼安装

为保证钢筋笼外砼保护层的厚度符合设计要求，在钢筋笼身每隔2m～4m位置同一横截面上安设3个圆形混凝土垫块。钢筋笼入孔时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许将钢筋笼使用外力强行压入，防止孔壁坍塌。钢筋笼到位后应用吊筋使钢筋笼处于悬吊状态。

5.4 混凝土灌注

本工程桩基混凝土标号为C30，采用导管灌注法。砼灌注工作开始后，首先将料斗放满，然后放开料斗底部塞盘，混凝土顺势而下，可冲起孔底残渣及地下水。混凝土灌注间隔时间尽量缩短，确保连续浇灌，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注砼过程中，随时观察混凝土高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。为避免钢筋笼上浮，在混凝土埋过钢筋笼底端3.0m后，应及时将导管提至钢筋笼底端以上[5]。

桩体混凝土灌注为钻孔灌注桩的最后一道工序，该工序的结束也标志着桩体基本成型。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌0.5m～1m高度，在混凝土凝结前，凿除多余的一段桩头，但应保留100～200mm，以待随后修凿，连接承台[6]。

6 常见问题及控制措施

（1）钻孔时在土质较松或含水量大的区域容易出现垮孔，如果出现垮孔，应立刻停止钻进，视垮孔具体情况采取相应的解决措施，若垮孔不是很严重，可以在孔内注入低标号混凝土，并用钻机对孔中的混凝土和土进行搅拌，待混合料有一定强度但没有完全凝固时再次进行钻进；若土质含水量过大，垮孔严重，则可以考虑使用泥浆护壁。

（2）当钻进出现偏孔时，可能是钻机就位时钻头不正，但更常见的原因是钻头到达下方某一位置时，钻头一侧出现不规则岩石。此时，需及时撤出钻头，重新对位，对于下方不规则岩石用钻头冲击，破碎部分岩石，直到钻头垂直钻进。

（3）钢筋笼孔内安设不到位。主要原因为吊放钢筋笼时钢筋笼不竖直，或者成孔后，孔底清孔不干净，有过多残渣。此时不应强行用外力将钢筋笼压入，应及时提起钢筋笼，再次清孔后，重新安装钢筋笼。

（4）混凝土灌注时出现穿孔。主要原因是相邻孔位间距离过近，且下方存在较多地下水流淌通道，导致下方土质疏松，在灌注混凝土时，混凝土强大的侧向压力，使孔间出现通道。由于该现象较为隐蔽，所以在混凝土灌注时应一直关注混凝土液面高度和周边空孔内的声音，当出现穿孔，应立即停止灌注，并用挖出土方迅速回填周边空孔，直到灌注孔内混凝土液面不再下降。待孔内混凝土达到一定强度，可重新对周边已回填孔重新钻孔。

7 结束语

钻孔灌注桩技术在我国的建设工程中应用很广，其良好的稳定性为很多建筑基础提供了保障。但是，不同的地域、不同的地质情况，纵使采用钻孔灌注桩技术，施工的过程也是不尽相同的，包括钻孔过程、灌注混凝土过程等，特别是在具体的施工过程中经常会出现各种突发情况，对于出现的问题应该找出并分析成因，从而找到解决的方法。本文就某市地铁车辆段钻孔灌注桩基础施工过程为例，对钻孔灌注桩是施工过程中出现的问题进行了一定的分析，对其他同类型基础施工技术有一定的借鉴意义。

[1]GB5007-2011.建筑地基基础设计规范[S].北京.中国标准出版社，2011.

[2]王健.钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用[J].中华建设工程技术，2012（09）：120-121.

[3]陈明姝.公路桥梁钻孔灌注桩施工技术处理[J].黑龙江科技信息，2014（31）：216.

[4]JGJ106-2003.建筑村基检测技术规范[S].2003.

[5]罗梅芳，宁忠东.钻孔灌注桩施工质量控制要点[J].中国西部科技，2009（17）：43-44+89.

[6]任涛.钻孔灌注桩混凝土灌注的质量管理[J].土木建筑学术文库，2012（16）：144-146.

（责任编辑 卞建宁）

U443.15+4

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1671-9123（2015）01-0145-04

2015-01-20

杨龙（1986-），男，陕西宝鸡人，三门峡职业技术学院建筑工程学院教师。