反循环钻机成孔灌注桩施工工艺简析

张晓娟

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 前言

钻孔灌注桩是目前最具优势的地基处理施工技术之一，以其独有优势在工民建及桥梁的基础施工、水工建筑物地基处理中广泛应用。为此，施工时必须严格按照施工工艺和操作规程，以确保房屋及桥梁的基础质量及工程安全。

2 工程概况

西安地铁三号线TJSG-22标位于西安市国际港务区滋合周村和水流村内，段址位于铁路郑西客专以北，货运北环线以南，在建的港务西路以东，铁路集装箱货场以西地块内。运用库总建筑面积40196.43m2。该工程基础采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩长不小于20m。桩径600 mm，共1144根，加筋箍为HRB400级，直径16 mm，间距2000 mm，主筋为HRB400级，直径9 mm，间距16 mm，箍筋为HPB300级，直径8 mm，间距100/200 mm。持力层为<3-7>层中砂层，桩端进入持力层不小于2倍桩径。

3 施工工艺

3.1 钻孔灌注桩基工艺

3.1.1 测量放线

测量人员用全站仪精确定出桩的中线位置，然后分别沿中心线向外延伸4个点形成4个牢固的控制桩。控制桩应高于孔圈，并在孔圈上用工程线标识桩基中心连线。桩位必须反复校核，桩位确认无误后进行“米”字拴桩，最后用吊锤找中，为钢筋骨架找中等后续工作创造条件。

3.1.2 护筒埋设

护筒采用1 cm厚的钢板制作，内径比桩径大200 mm。护筒顶部应开设1～2个溢浆口，并高出地面250～300 mm。护筒周围的杂土需清除并换填黏土，整平夯实，钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和沉降。护筒平面位置允许偏差不大于50 mm，倾斜度偏差不大于1%。

3.1.3 泥浆制备

选择良好的造浆红黏土，如当地黏土无法保证泥浆比重，则可采用膨润土与火碱，火碱、膨润土、水比例为 1∶10∶100，使泥浆比重控制在 1.15～1.2，保证满足钻孔内泥浆顶标高始终高于外部水位或地下水位1.5~2.0m，二次清底结束后，孔底500 mm以内泥浆比重控制不大于1.25，孔口泥浆比重不大于1.15，且不小于1.1，泥浆含砂率小于8%，泥浆黏度不大于28 s。

3.1.4 成孔

将钻头提高距离孔面30 cm左右，用水泵抽清水至泥浆泵，泥浆泵充满水时关闭清水泵，立即启动泥浆泵，当泥浆泵出口真空压力达到0.2 MPa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环后，启动钻机慢速开始钻进，同时注意控制钻进速度。通过开闭出水控制阀，将泥石泵出口的真空压力控制在0.2 MPa。

3.1.5 清孔

当钻孔达到设计深度后，可使钻机空转不进尺，循环换浆，泥浆比重控制在1.1左右，对土质较差的砂土层和砂夹卵石层，清孔后孔内泥浆密度宜为1.15~1.25左右。清孔后应通知质检、监理人员及时验孔。

3.1.6 钢筋笼加工及吊装

钢筋原材料进场后，应具备出厂合格证和质保单。钢筋笼加工按图纸设计要求，采用现场整体加工，分两节吊装。主筋与主筋对接时，留足搭接长度，接头错开。

3.1.7 灌注水下混凝土

导管安装完毕后，再次测量沉渣厚度，如沉渣厚度大于设计要求，采用循环方式再次清孔，直到满足设计要求。然后将漏斗吊起，插入导管上口安稳。清孔采用循环清孔，保证孔底沉渣厚度不大于设计控制值（100 mm），清孔时严禁用清水，且注浆保持孔内泥浆接近护筒顶为宜，以防清孔时塌孔。

混凝土采用商品混凝土，混凝土罐车运输，以自卸方式浇筑。混凝土坍落度为180~220 mm。导管吊装前先试拼，并进行水密性试验或气密性试验。首批混凝土用皮球法泄放，即在导管内放入一皮球在漏斗下口设一开关阀门，当漏斗内储足首批灌注的混凝土量后打开阀门，使混凝土迅速落下，至孔底把导管裹住，保证初灌混凝土将导管埋深不小于0.8m。灌注混凝土应连续进行，始终保持导管在混凝土中埋深2～6m，严禁将导管提出混凝土灌注面（泥浆面）。用灌注到桩身上部3m以内时，可不提升导管，待灌注至规定标高时可一次提出导管。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高上超灌50 cm以上。

3.2 常见问题及处理措施

钻孔过程常见问题有：一是塌孔、缩径、沉渣过多；二是孔位偏移，孔斜，钻机安装不稳，土层软硬不均匀。

成桩过程常见问题及处理措施：一是导管堵塞，其原因主要有混凝土中有大石块，搅拌不均匀；导管连接部位没有密封好。预防处理措施为：严格控制原材料质量，搅拌混凝土时要确保均匀；导管连接部位要密封严实。二是串桩。其原因为：孔距过小，土层松软，混凝土通过侧向挤压进入相邻桩孔中而使桩位相串。预防处理措施为：隔一打一，待已打桩位浇筑混凝土初凝后再钻进相邻位置的桩；将钻机安放平整牢固并认真检查钻杆的弯曲程度。三是断桩。其原因为：浇筑混凝土面测量不准，导管提升过高；钻孔上部发生塌方或孔底沉渣过多；导管密封不好，因漏水，混凝土产生严重离析或混凝土因故灌注中断；测绳不准。预防处理措施为：严格按灌注规程操作，检查导管密封性，准确测量混凝土面标高；灌注前要充分考虑可能影响灌注过程的因素。四是钢筋笼上浮。其原因为：混凝土和易性差，会使混凝土面上升到钢筋笼底端时钢筋笼难以插入或无法插入而造成上浮，有时混凝土面已升至钢筋笼内一定高度时，表面混凝土开始发生初凝硬结，也会携带钢筋笼上浮；操作不当、提升导管过快，导管变形挂带钢筋笼。预防处理措施为：操作不当引起的钢筋笼上浮应注意操作，不用变形导管；由于混凝土表面初凝引起的钢筋笼上浮，应通过配置混凝土和减慢灌注速度予以避免。

3.3 施工效果

西安地铁三号线一期工程TJSG-22标运用库桩基工程于2013年5月6日开工，6月13日完工，经试桩检测均为Ⅰ类桩。