钻孔灌注桩施工技术及常见质量问题防治措施

张伟靖 张伟琴 王格平

(中国华阴兵器试验中心,陕西 华阴 714200)



钻孔灌注桩施工技术及常见质量问题防治措施

张伟靖 张伟琴 王格平

(中国华阴兵器试验中心,陕西 华阴 714200)

从桩位放线、制浆、埋设护筒、钻孔等方面，阐述了钻孔灌注桩施工技术要点，并针对钻孔灌注桩施工中常见的质量问题,提出了防治措施，指出钻孔灌注桩具有适用范围广、操作方便、污染少、振动小等优势。

钻孔灌注桩，施工技术，质量问题，防治措施

0 引言

随着经济社会的发展、人口数量的增加和城市化进程的加快，高层建筑、运输铁路的数量越来越多，但是由于多数地方的地质条件较差，地基不能直接承受上部荷载压力；而钻孔灌注桩具有很强的传承荷载的作用，可将上部荷载传递到地质中的持力层(坚硬的岩石层或较坚硬的砂层)，因而钻孔灌注桩在建筑业中得到了广泛的应用。

1 钻孔灌注桩的特点

钻孔灌注桩具有设备构造简单，适用范围广，操作方便，工艺成熟，不受施工场地限制，污染少、振动较小等特性，广泛的应用于建筑业。

2 灌注桩的施工技术

2.1 桩位放线

依据设计图纸，由专业测量人员按甲方提供的定位基点对施工图中每根桩的位置及地面标高进行放样，经监理复核符合设计及施工规范要求后，方可施工。

2.2 制浆

制浆的时候应严格按照设计比例进行制备，须严格控制水、粘土和添加剂的比例，泥浆控制指标应满足下列要求：相对密度： 一般土层1.05～1.20，易坍土层1.20～1.45；粘度：一般土层16 s～22 s，易坍土层19 s～28 s；静切力：一般土层1.0 Pa～2.25 Pa，易坍土层3 Pa～5 Pa；含砂率：8%～4%；与此同时应准备好钻孔的护壁。

2.3 埋设护筒

护筒通常采用4 mm～10 mm厚钢板制作，护筒的内径大于钻头直径200 mm～300 mm，高度随埋深确定。护筒埋深根据地下水位确定；其上部开设溢浆口，并高出地面0.3 m～0.4 m；埋设护筒应定位准确，周围用粘土分层回填夯实固定，防止护筒施工过程中因震动产生移位和因漏浆而导致护筒倾斜。

2.4 钻孔和清孔

在施工开钻之前，首先对每一个孔位标志点都要进行复核，要保证钻头对准桩中心；其次要保证钻孔机在整个作业过程中的稳定性。钻孔达到设计深度后，在混凝土灌注之前，孔底沉渣厚度应达到下列要求：端承桩不大于500 mm；摩擦桩不大于100 mm；因此在清孔期间中要连续地置换泥浆，直到灌注混凝土，且保持距孔底500 mm以内的泥浆相对密度小于1.25，粘度不大于28 s，含砂率不大于8%；在第一次清孔达到规范要求后，因下放钢筋笼及导管，清孔需要中断一段时间；因此在灌注混凝土时根据需要进行二次清孔。

2.5 钢筋笼制作、安装

制作时，钢筋笼长度超过20 m时，宜分段制作；分段后主筋接头应相互错开，同一截面内主筋接头数量不大于50%；双面搭接焊缝长度不小于5d，单面搭接焊缝搭接焊缝长度不小于10d。钢筋笼主筋保护层厚度为5 cm，通过钢筋笼外侧焊接钢筋制作的耳环垫块或绑扎预制混凝土垫块来实现。在制作过程中保护层厚度、顶部和中心误差应控制在20 mm之内，底部为50 mm。安装时，用吊车对准孔中缓慢垂直自由下放，避免碰壁变形；分段制作在孔口对接时，从两个垂直方向校正其垂直度；钢筋笼和声测管同步安装，就位后立即固定。

2.6 灌注混凝土

灌注导管要便于安拆，接头用双螺纹方扣快速接头，连接处必须安密闭橡胶圈，保证钢管具有满足施工规范要求的刚度、强度和密闭性。

混凝土需要严格按照设计强度先进行试验，之后制定出合适的现场配合比，坍落度宜为180 mm～220 mm，粗骨料可采用碎石或卵石，最大粒径不大于30 mm。

开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300 mm～500 mm；第一批混凝土必须连续浇筑，保证导管插入混凝土深度不得少于1 m，随后的持续灌注中控制在2 m～6 m。严禁灌注混凝土的过程中将导管提出混凝土面，并应控制提拔导管速度；混凝土要连续灌注，及时计算混凝土的充盈系数，充盈系数应为1.0～1.3，并不得小于1.1。

3 常见问题及处理措施

3.1 钻孔偏斜、弯曲

通常原因是土层松软不均匀、地下岩石面倾斜、钻架位移等原因造成。当钻孔偏斜垂直度在1%～1.5%时，可用钻锤反复在偏斜处上下扫孔，修复到钻孔垂直。当钻孔偏斜，垂直度大于1.5%时，应用砂石土回填钻孔至地面，待沉积稳定后重新钻孔。

3.2 钻孔过程中坍孔

孔内水位瞬间沉降又上升，钻机负荷增加而深度不见增加。坍孔通常是泥浆不符合要求、孔内未保持一定水位、钻锤碰撞孔壁等原因造成。处理措施：坍孔部位不深，地下水位以上时，可采取增加护筒埋设深度，重新钻孔；坍孔较深时，应采用砂类土或砾石土回填钻孔，没有上述土质时可采用掺入5%～8%的水泥的粘质土回填，15 d后可重新钻孔。

3.3 缩孔扩孔

缩孔常因地层中有遇水能膨胀的软塑土造成，可用失水率小的优质粘土进行泥浆护壁；钻锤磨损过大也能引起缩孔，应及时焊补钻锤。发生缩孔时，可用钻锤反复上下扫孔，扩大孔径。扩孔多因孔壁小坍塌或钻锤摆动过大造成，应采取措施防止塌孔和钻头摆动过大。

3.4 钻孔漏泥浆

通常采用护筒周围回填素土夯实、增加护筒埋设深度、适当减小护筒内水位高度、相对增加泥浆粘度和密度、慢速转动钻锤、增加孔壁粘质土层厚度等措施。或采取加大泥浆稠度，同时填入碎石土、卵石土等反复冲击使碎石进入孔壁以增强孔壁密实度和强度。

3.5 钻孔过程中卡钻或埋钻

原因是塌孔、钻渣过多或底层上涌，此时不能强提钻机，应缓慢提升，如提不起来时，可给钻机较小的冲击或用冲吸的措施将钻头周围的沉渣松动后缓慢提出来。

4 混凝土灌注易出现的事故及预防与处理措施

灌注水下混凝土是钻孔灌注桩成桩的重要工序，直接关系到成桩的质量，应注意以下几点：首先混凝土的品质符合设计要求，其次明确灌注过程中各工序的准确衔接，责任到人，最后做好事故预案；若施工过程中出现质量事故时，能及时采取补救措施，将损失减少到最低。

4.1 导管漏水

原因是：第一批混凝土灌注量不够或导管底口距孔底间距过大不合规范要求，第一批混凝土未能将导管底口封住，水从导管底口涌入；导管提升过快，使导管底口超出混凝土上表面，底口涌入泥水；导管接头密闭性不好，水进入。解决措施：首先导管出混凝土面后，应赶快提出导管并清洗，重新清孔直至设计深度和沉渣厚度符合规范要求后，再下导管灌注混凝土。其次导管接头密闭性不好进水，应更换新导管插入混凝土中，将导管内的水和沉淀物用吸泥机吸出后，先用高标号混凝土灌注，随后用正常配合灌注。

4.2 卡管

原因是初灌时混凝土量小隔水栓卡管或混凝土坍落度过小，流动性差、混凝土质量不合格等问题；措施是施工中加强对导管的检查和采用合格的混凝土。

4.3 埋管

主要原因是一次性灌入混凝土量过大，导管埋入混凝土的长度过深，且混凝土初凝时间太短导致导管内外混凝土已初凝；提管时初凝后的混凝土对导管产生的摩擦力过大，或提升混凝土导管过快过猛将导管提断。解决措施是加混凝土缓凝剂延缓初凝时间；每次灌入的混凝土量不能太大，控制导管埋深不得大于6 m。

5 结语

灌注桩具有良好的承载能力，能更好的承受由高层建筑传来的荷载，因此在施工中应严格按照灌注桩施工技术及工艺工序等施工，以保证成桩质量，对施工中出现的一些常见质量问题，提前做好防治措施，才能避免质量事故或把质量事故发生率降低，并制定安全可靠又经济的处理方案。

[1] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[2] 张 良，邵 泉，陈 刚，等.广州电视塔扩底钻孔灌注桩施工技术[J].施工技术,2009(7):1-3.

[3] 王 瑞.旋挖成孔灌注桩施工工艺要点控制[J].山西建筑，2016，42(18):89-91.

On construction technique of bored piles and prevention measures for common quality problems

Zhang Weijing Zhang Weiqin Wang Geping

(ChinaHuayinWeaponsTestCenter,Huayin714200,China)

From the pile position setting, pulp making, burial of pile casting, and drilling, the paper illustrates the points for the bored pile construction technique, points out the prevention measures according to some common quality problems in the bored pile construction, and indicates the pile is featured with extensive scopes, convenient operation, few pollution, and little vibration.

bored pile, construction technique, quality problem, prevention measure

1009-6825(2016)27-0061-03

2016-07-18

张伟靖(1974- ),女,工程师

TU473.14

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