浅谈正、反循环钻孔灌注桩施工

樊果

摘要：在施工中作业人员须保持认真的工作态度，加强对钻孔灌注桩各个环节的质量控制。本文就正、反循环钻孔灌注桩的施工准备、施工工艺、砼灌注过程的质量控制及常见的故障处理进行了简单讨论和分析，并提出了一些相应的解决措施。

关键词：钻孔灌注桩、质量控制、故障处理

一、施工准备

钻孔桩施工前，应平整场地，清除杂物，做好“三通一平”及场地规划。钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生差异沉陷。开钻前，在桩位附近采用机械开挖泥浆池。泥浆池分为沉淀池和循环池两部分，并配套挖设适当长度的泥浆沟，以加快钻进过程钻渣沉淀。泥浆池挖好后，将粘土加水用制浆机具拌匀形成泥浆备用。

二、主要施工步骤

泥浆护壁施工法：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。

1、泥浆制备

泥浆制备根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计，宜选用高塑性黏土或膨润土。现场应设置泥浆池和泥浆收集设施，废弃的泥浆、渣应进行处理，不得污染环境。

2、钻孔

开钻前及钻进过程中经常测量校核桩位，保证桩基中心位置正确，根据地质情况及泥浆补给情况控制钻进速度，随时补充损耗、漏失的泥浆。泥浆护壁施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，及时调整泥浆指标，以防坍孔。应经常检测钻机平整度，固定钻（冲）机应牢靠，钻（冲）机主轴中线应与桩位中心处于同一直线上，及时纠正钻机偏斜或位移。及时、准确做好钻孔记录，并与图纸地质资料相对照，如不相符，应及时向施工技术员及监理工程师汇报。

钻孔达到设计深度后，采用检孔器对孔深、孔径、孔形和斜度进行检查，符合要求则应立即进行清孔。清孔目的是抽换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀物，尽量减少孔底沉淀层厚度。设计未要求时端承型桩的沉渣厚度不应大于100mm；摩擦性桩的沉渣厚度不应大于300mm。

3、吊放钢筋笼

钢筋笼加工应符合设计要求。钢筋笼制作、运输和吊装过程中应采取适当的加固措施，防止变形，须注意在钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块。钢筋笼起吊入孔一般采用吊机，无吊机亦可采用钻机钻架、灌注塔架。

吊放钢筋笼前，应对钢筋笼的钢筋直径、根数及笼的尺寸、制作及电焊质量按设计和规范要求进行检验，检验合格才能吊放，否则应进行整修或重做。吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，就位后应采取加固措施固定钢筋笼的位置。

吊放钢筋笼时应注意不得碰撞孔壁，防止塌孔及将杂物带入孔内。钢筋笼分段吊装，焊接采用帮条焊，焊接质量应保证。钢筋笼逐段下放时应校正轴线位置，不得扭转变形。

4、水下混凝土灌注

灌注前首先必须保证搅拌机设备生产混凝土能力应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。混凝土浇筑前应对桩孔的直径、深度、垂直度、孔底沉渣厚度、以及钢筋笼下放的位置和固定进行检查，符合规范要求后方可浇灌混凝土，浇灌混凝土时要注意控制混凝土的配合比和坍落度。一般用导管灌注混凝土，内径为200～350mm，视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压合接头抗拉试验，主意严禁用压气试压。

首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度和填充导管底部的需要。首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。灌注过程中及时检测混凝土页面高度，控制导管拔管节奏，不得将导管拔出混凝土液面，当混凝土液面标高达到设计标高时继续灌注约0.8～1.0m，以便凿除浮浆后裸露的桩顶混凝土能够达到设计强度。

三、施工中常见故障处理及预防

1、掉钻：对于钻孔桩，发生掉钻主要是由于操作人员对钻杆和钻头连接部位检查不周密，或拆装钻杆时不小心造成的；对于冲击钻，发生掉锤主要是因为冲程过大、钢丝绳断裂或卡锤造成。因此，掉钻事故应以预防为主，而预防掉钻主要应从加强操作人员的责任心抓起，嚴格按照操作规程操作，另外应备好打捞工具，以备万一发生掉钻时能尽快将钻头捞上来。

2、缩径：对于缩径，主要是由于钻锥或冲锤磨损过大后焊接不及时或因地层中遇有膨胀的软土、粘土泥岩造成的。前者应注意及时焊补钻锥，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩径时，应在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。

3、坍孔：仔细分析、查明原因和位置然后进行处理。坍孔不严重者，加大泥浆比重继续钻进，严重者回填重钻。出现流沙现象后，增加泥浆比重，提高孔内压力或粘土作成大块或泥砖投入，必要时投入小片石，用钻头冲击将小片石挤入流沙层，加强孔壁，堵住流沙。弯孔不严重时，重新调整钻机继续钻进；发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，回填修补，必要时反复几次修孔，采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。发生卡钻时，不强提，以免掉钻或坍孔，查明原因和钻头位置，采用晃动大绳或钻头以及其他措施，使钻头松动后再提起。发生掉钻时，及时摸清情况，查明原因，采取有效措施，尽快处理。如钻头被埋住，首先清除泥浆，进行打捞。

4、斜孔、螺栓孔：斜孔和螺栓孔是由于钻机位置不正、钻杆不直、钻台中心和钻杆中心不在同一垂直线上造成的。预防的措施是：检查钻机的就位情况，确保钻杆垂直，钻机稳定。成孔过程中应注意检查桩孔情况，如发生不正常情况，则应分析其原因，制定相应对策。对已形成的斜孔，要用粘土回填稳定后重新施工。

5、断桩：这是最严重的事故，由于多种原因造成的灌注混凝土的失败、灌注过程中的停顿时间过长、混凝土中个别段强度达不到要求等，均会造成断桩。归纳起来，造成断桩的原因主要有混凝土堵管、导管拔不出、导管折断、首批混凝土量计算错误、灌注混凝土过程中塌孔、机械故障等。

断桩防治措施：控制混凝土质量，塌落度、和易性等要符合要求，灌注时间较长的大直径长桩混凝土配合比中宜掺加缓凝剂。准确计算首批混凝土所需的量，要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m。根据已灌混凝土深度及导管埋深及时提升导管并拆下多余的导管。钢筋笼制作一般采用对焊，以保证焊口平顺，采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡主导管。严格对导管检漏和抗拉力试验，以防渗漏。机械设备要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能连续灌注。

灌注水下混凝土是一项技术性很强的工作，对成孔质量、护壁性能以及砼质量要求很高。施工中必须严格按操作规程进行，否则将有可能发生钢筋笼难以下放、导管与钢筋笼挂卡、导管埋入深度不够、导管拔不出来等事故而造成断桩。另外，混凝土拌合质量不匀和导管不在孔中心也有可能导致断桩。因此，断桩的预防措施除应经常检查导管及其连接情况外，加强施工人员的工作责任心同样是重要的方面。

四、结束语

钻孔灌注桩是一项隐蔽工程， 由于影响因素的复杂性，质量控制难度大，因此，在施工中必须编制切实可行的施工方案，制定合理施工工艺，施工人员要认真学好专业基础知识，自觉实践，一丝不苟，认真总结，正确应用有关规范；熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求，不断提高自身的业务素质和技术水平，抓好施工准备、成孔、清孔、水下砼灌注等各个环节的质量控制。钻孔灌注桩的质量好坏，对投资、进度有极大的影响，桩基质量不合格，将会加大投资、延误工期，给工程项目带来损失。因此钻孔灌注桩施工中必须加强质量控制，采取各种有效的措施，保障灌注桩的成桩质量。加强施工阶段桩基检测， 可以有效地避免质量事故发生， 并及时采取补救措施， 减少经济损失。