浅谈钻孔灌注桩施工工艺

曹掌霞

（甘肃省水利水电工程局有限责任公司，甘肃兰州730030）

灌注桩是通过人工或机械在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而形成的基桩，主要起到增强地基承载力和侧向支撑的作用，具有施工噪声和震动小、可建造大直径桩、适用于多种地基等优势，但混凝土质量较难控制、成孔速度慢、泥渣处理不当易造成环境污染。灌注桩施工质量对建筑物的稳定性具有重要影响，施工过程中要按照“经济适用、安全合理”的原则，综合考虑建筑结构类型、地质条件、荷载性质、桩端持力层土壤类型、施工能力、地下水位及交通条件等因素选择桩型和成桩工艺。

1 施工前的准备工作

1.1 布置施工现场

施工现场为旱地时要进行平整、除杂、换出软土、夯实，坡度较大时还需用枕木或木排架搭设工作平台。施工现场为潜水区时要用到筑岛法，确保岛顶平面高出水面（1.5±0.5）m。施工现场为深水区时，要根据水的深度、流动速度和水底地质情况等采用浮动式钻探船或固定平台。

1.2 试桩

正式施工前要进行荷载试验和工艺试验，以科学选择施工方法、施工工艺和施工机具，并验证其承载能力和成桩质量是否满足设计要求。试验时要选择具有代表性或预计钻进难度大的地层，着重查明地质情况，判定施工工艺是否适宜；确保试桩的材料和规格与设计完全相同；力学性试桩的数目不少于2 根，且要超过基桩总数的3%。荷载试验包括垂直静荷载试验和水平静荷载试验，其中垂直静荷载试验的目的是测定垂直最大承载力，掌握桩的沉降情况；水平静荷载试验的目的是测定桩的水平位移和转角[1，2]。

1.3 测量放样

专业测量人员按照建设单位提供的基线和水准点，制作施工平面控制网，通过极坐标法对所有桩孔进行放样。为了确保放样精度，需对每根桩进行3 次定位（第一次定位挖埋护筒，第二次定位校正护筒，第三次用十字交叉法在护筒上定出桩位），并经业主和监理单位验收达标后才能进行后续施工。

1.4 埋设护筒

埋设护筒时要确保准确稳定，埋深一般控制为1～1.5 m，坍塌较深的桩孔要适当增加埋设深度，护筒内径略大于钻头直径（冲击成孔或冲抓成孔时约大200 mm，回转钻成孔时约大100 mm），用黏土回填护筒四周并夯打密实。护筒材质主要有木质、钢质和钢筋混凝土3 种，但多为钢质。

1.5 泥浆制备

制备泥浆时黏度控制为10～25 s，最大含砂率不超过6%，最小胶体率95%，最大失水量30 ml/min，pH 控制为 8±1。

2 造孔

2.1 造孔方法

常用的造孔方法有冲抓钻进法、冲击钻进法、冲击反循环钻进法、正循环钻进法和泵吸反循环钻进法。造孔时施工平台要铺设台版、枕木，确保钻机稳定、水平、周正，钻具对准测放的中心开孔钻进；严格控制成孔质量，经常查验孔径、孔型和孔斜；出渣时泥浆补给要及时，以避免发生塌孔；确保桩位孔口的最大偏差不超过5 cm，桩身垂直度控制在1%以内。

2.2 清孔

清孔的目的是通过抽换孔内泥浆，减少孔底沉淀层的厚度，确保灌注混凝土的质量。常用的清孔方法有掏渣清孔、泵吸反循环清孔、空压机清孔和正循环清孔等。要将孔底的沉淀沙土全部清除，灌注混凝土前孔底50 cm 范围内的泥浆含砂率控制为8%左右，漏斗黏度不超过28 s。

3 钢筋笼制作与安装

3.1 制作

制作前要进行除锈和调直（除螺旋筋外），并对焊接钢筋进行可焊性和焊接质量试验。制作时要根据设计要求确定箍筋用料长度，将钢筋切好备用；主筋保护层的厚度约为7 cm；绑孔或焊接钢筋混凝土预制块，在主筋外侧焊接环筋（直径≥1 cm）；为了防止变形，制作好的钢筋笼要放于平整的地面上。钢筋笼的长度超过10 m 时要分段制作，此时主筋接头要错开，同一截面内的接头数目不超过主筋总数的一半。多为搭接、绑条或坡口焊接，相邻接头间距要超过50 cm。加强筋和箍筋与主筋间分别通过电焊和绑扎连接。

3.2 安装

将钢筋笼用大型吊车吊起，对准桩孔中心垂直放入孔内，避免碰撞孔壁。下放受阻时杜绝强行下插，而要查明受阻原因。钢筋笼入孔后通过单面焊接与上部钢筋连接，焊接好后需冷却1 min 才能放入孔中。安装结束后，对钢筋笼的位置、垂直度、焊缝质量等进行验收，验收合格后才能灌注混凝土。

4 混凝土的配置与灌注

4.1 配置要求

水泥的初凝时间要超过3 h，桩身混凝土的密度为（2 350±50）kg/m3，坍落度为（20±2）cm，水泥的最少用量为360 kg/m3，且强度不低于32.5#。粗骨料可用碎石或卵石，粒径不超过4 cm，且要控制在导管直径的1/8 之内，同时不能超过钢筋最小净距的1/3。细骨料多选用质地坚硬的粗砂。为了提高混凝土的和易性，含砂率控制在40%～45%，水灰比不超过0.5。混凝土拌合用水是洁净的天然水或自来水，与水泥发生化学反应的水约为水泥重量的1/5，其余的水起润滑作用。为了改善水下混凝土的性能，需使用添加剂。桩身混凝土养护4 周后应凝结密实，不能出现蜂窝、裂缝、夹层、空洞等，钢筋与水泥砂浆粘结良好，不能出现脱粘露筋现象[3，4]。

4.2 混凝土灌注

混凝土灌注多采用导管灌注法。灌注导管多用钢管制成，管壁最小厚度为3 mm，直径为（2.5±0.5）cm。

灌注混凝土前要测定孔底沉渣厚度，厚度不达标时要再次清孔。导管底部与孔底的距离一般控制在（40±10）cm，桩径不超过 60 cm 时，可适当拉大该距离。连续不间断的灌注完首批混凝土后，要由专业人员测量混凝土面的深度，将充盈系数和导管埋设深度分别控制为1.1～1.2、（4±2）m。导管内进水较多时要立刻停止灌注。提升导管时应设置三角形加筋板，不能挂住钢筋笼，也不能提出混凝土面。同一根桩的灌注须在4 h 内完成，灌注结束后存在混凝土顶升困难现象时，以20 cm 左右的幅度上下串动导管。终灌时桩顶混凝土面要高于设计要求的桩顶至少50 cm。灌浆结束后要拔出护筒，并回填欠浇段。