钻孔灌注桩施工技术在建筑中的应用

陈燕

摘 要：钻孔灌注桩因其承载力大、造价低、适用于各种土质、能制成较大直径和各种长度桩等优点，而在建筑工程中应用广泛。笔者根据工作实践，就钻孔灌注桩施工特点、施工工艺和质量控制措施作以阐述，并对在施工过程中提出几点建议，以供参考。

关键词：建筑工程；钻孔灌注桩；质量；控制

1 钻孔灌注桩施工的特点

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题， 都将直接影响到整个工程的质量和进度， 甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量， 力争将隐患消除在成桩之前。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料， 对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录， 以便有效地对桩基施工质量加以控制。

2 施工工艺

冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均是采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒检查质量。

2.1 钻孔机的安装与定位

安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。

为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度，钻机位置的偏差不大于 2cm。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。

2.2 埋设护筒

钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。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。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。

制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大 20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大 40cm），每节长度约 2～3m，一般常用钢护筒。

2.3 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。

2.4 钻 孔

钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在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。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应事先规划好，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，一般可采用的顺序钻孔。

2.5 清孔

钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。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 30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于 20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于 5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。

2.6 灌注水下混凝土

清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

3 钻孔桩的质量控制

为了保证钻孔桩的质量，必须按以下措施操作：严格按设计要求及有关规范、标准进行施工；根据设计施工图测量放线，定桩位并做好标识，并在施工前应重新校核桩位。钻孔在终孔和清孔后，对孔径、孔形和倾斜度，应采用专用仪器测定；当缺乏上述仪器时，可采用外径 D 等于钻孔桩钢筋笼直径加 10mm（但不得大于钻头直径），长度不小于 4D×6D 的钢筋检孔器吊入钻孔内检测，检测结果应报请监理工程师复查。如经检查发现有缺陷，例如中心线不符、超出垂直线、直径减小、椭圆截面、孔内有漂石等，应就这些缺陷书面报告监理工程师，并采取适当措施，予以改正；对于嵌巖桩，还应检查嵌岩深度和孔底岩石是否发生变化，承包人应将施工记录和收集的地质样品提交监理工程师检验。嵌岩桩必须满足图纸要求的嵌岩深度，桩底岩层强度应不低于图纸规定强度经检验确认成孔满足要求时，应立即填写成孔检查单，并经监理工程师签认后，即可进行下道工序工作，钻孔应符合表 1 的允许偏差。

表 1 钻孔灌注桩检查项目及允许偏差

项 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率

1 混凝土强度（MPa） 在合格标准内

2 孔的中心位置（mm） 群桩 100 有经纬仪检查纵、横方向

排架桩 50

3 孔径 不小于设计桩径 查灌注前记录

4 倾斜度 直径 1% 查灌注前记录

5 孔深 摩擦桩 符合图纸要求 查灌注前记录

支承桩 比设计深度超深不小于50 mm

6 沉渣厚度（mm） 摩擦桩 符合图纸要求。图纸无要求时，对于直径≤1.5m 的桩，≤300mm；对桩径>1.5m 或桩长>40m 或地质较差的桩≤500mm 查灌注前记录

支承桩 不大于图纸

4 几点建议

为了提高建设工程钻孔灌注桩的质量，施工中应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高：

（1）对施工单位钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。

（2）不同的施工方法其效率和质量有很大的差异，施工时应从施工方法着手进行预先控制。

（3）认真研究质量检测设备的准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全度，留下工程隐患。

（4）提高和完善管理水平，应强调过程控制和事前控制为主，建议拟定系统化的动态管理制度和方法。

（5）健全质量管理制度、提高质量意识，树立质量第一和预控为主的观念不断更新质量理念。

5 结束语

总之，钻孔灌注桩施工工艺虽已成熟，技术难度不大，但由于其多为地下施工的不可见性，施工人员应认真学习相关规范，熟悉各项技术要求，不断提高自身水平，并做好事先指导和技术交底工作，对施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。