浅谈钻孔灌注桩的施工工艺

浅谈钻孔灌注桩的施工工艺

[摘要]本文通过对广东省河源市新丰江庄田大桥钻孔灌注桩的施工工艺及施工过程的描述，重点介绍了钻孔灌注桩从成孔到砼灌注的工艺流程，以及整个过程中可能出现的问题，提出了相应的解决办法。

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0 前言

近年来，钻孔灌注桩由于其显著的优点，被广泛应用于桥梁和高层建筑物的基础。然而由于其施工技术复杂，工艺流程相互衔接紧密，且在水下及地下进行，影响施工因素较多，很容易出现蜂窝、空洞、夹泥断桩和缩颈等，影响桩身的完整性和单桩承载力。如何避免出现这些缺陷是广大工程技术人员共同关注的主要内容。我们在广东省河源市新丰江庄田大桥施工中严把各个质量环节和工序，成功地应用了钻孔灌注桩施工工艺，现对整个施工过程进行介绍，以为类似工程施工提供借鉴。

1 工程简介

庄田大桥位于河源市新丰江电厂，与厂内主干道相接，终点位于农夫山泉厂区与粤赣高速公路之间的道路，跨越新丰江，与新丰江河道交角成90°。全长428m，全桥宽12m。桩基础为钻孔灌注桩基础，嵌岩桩，支承于弱风化砂砾岩上；Φ180cm，其中Φ180cm桩24根，433延米；设计孔深16～29m，设计水下混凝土总共1043.1m3。

2 工艺流程

施工工艺均采用正循环冲击成孔、水下导管法灌注桩身砼。桥墩陆上和水上的钻孔灌注桩桩径180cm。施工顺序：护筒埋设→钻孔→清孔→安放钢筋笼→水下混凝土灌注→桩基础检测。

2.1 护筒埋设

准备场地施工前应将场地平整好，以便安装钻架进行钻孔，在钻架位置处应整平夯实，清除杂物，挖换软土。机架要平直，机座垫稳，不能软硬不均，一般桩机下垫枕木。钻孔过程中机架不能移位和不均匀沉陷。护筒制作要求坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便和能重复使用。

2.2 钻孔

（1）造浆。泥浆在钻孔中的作用是：①在孔内产生较大的悬浮液压力，可防止塌孔，②泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面

形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；③泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。因此在钻孔过程中，孔内应保持一定稠度的泥浆，一般比重以1.1～1.3为宜，在钻进大卵石层时可用1.4以上，粘度为10～20s，在较好的粘土中钻孔，也可灌入清水，使钻孔时孔内自造泥浆，达到固壁效果。调制泥浆的粘度塑性指数不宜小于15。

（2）冲孔。桩机就位后，进行桩位校核，保证就位准确，造浆完毕后，底中冲程冲孔至护筒脚下后，致用中冲程正常冲孔，当冲至岩层面后，确认岩面被冲平后，可改用中高冲程冲孔，整个成孔过程中分班连续作业，专人负责做好记录并观察孔内泥浆面和孔外水位情况，发现异常马上采取措施。成孔泥浆比重控制在1.25～1.35，粘度控制20～25s。桩孔中的泥浆指标应严格控制，好的泥浆不但有利于保证孔壁稳定，而且有利于悬浮起岩渣从而加快施工进度，在成孔过程中应定期每班检测桩孔中的各项泥浆指标。

（3）清孔。清孔方法是用原浆换浆法清孔，清孔后泥浆指标比重1.15～1.20之间，含砂量小于4%，粘度20～22”，孔底沉渣小于5cm。为防止孔内沉渣大于规范要求，一般用抽吵筒先将孔内泥砂打掉再换浆。清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5～2.0m防止塌孔。清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，泥浆和沉渣厚度。经监理工程师签证，同意隐蔽，灌注砼，再进行下道工序。

（4）钢筋笼制作安装钢筋进场必须具有合格证，每批材料，每种规格均需抽样检查合格后方可使用。钢筋笼制作必须严格按设计图和规范要求执行。钢筋笼最好一次性使用一台吊机。钢筋笼顶端要焊吊挂筋，高出钢护筒。钢筋笼就位后，吊挂筋支承在护筒顶的枕木上，不能直接放在护筒上。超声波检测桩的钢筋笼要安装镀锌钢管与箍筋连接，要保证检测钢管不漏水。

（5）浇注水下砼。用直径30cm导管灌注水下砼。导管每节长度3～4m。导管使用前试拼，并做封闭水试验（0.3MPa），15分钟不漏水为宜。仔细检查导管的焊缝。导管安装时底部应高出孔底30～40cm。导管埋入砼内深度2～3m，最深不超过4m，最浅不小于1m，导管提升速度要慢。开管的砼数量应满足导管埋入砼深度的要求，开管前要备足相应的数量。砼落度为18～22cm，以防堵管。砼要连续浇注，中断时间不超过30分钟。浇灌的桩顶标高应高出设计标高0.5m以上。砼用商品砼或自备搅拌设备，吊机吊斗入槽或用泵送砼直接入槽。施工中应保证场地清洁卫生，泥浆不可到处外溢，泥渣应及时清除。

（6）桩基础检测。灌注桩施工结束后28天，按JGJ94-94第9.1和9.2节的有关规定，对桩身和所灌注混凝土进行检验和检测，并应将检验和检测的成果报送监理人。灌注水下混凝土每一根桩均应留取试件，每台班至少取二组样，每组3块，钻孔灌注桩应每根取三组样，每组3块。

3 钻孔灌注桩易产生的质量问题及处理

在整个钻孔施工过程中，墩出现了不同的质量问题，相应的解决办法如下：

（1）钢筋笼上浮产生的原因：砼由漏斗顺导管向下灌注时，产生一种顶托力，使钢筋笼上浮。防治措施：钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定；灌注中，当砼表面接近钢筋笼底时，应放慢砼灌注速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离，以便减小对钢筋笼的冲击；砼液面进入钢筋笼一定深度后，应适当提导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注意导管埋入砼表面应不小于2m，不大于10m。

（2）“烂桩头”产生的原因：清孔不彻底，桩顶浮浆过浓过厚，影响水下砼灌注时测量桩顶位置的精度；导管起拔速度过快，尤其是桩头直径过大时，如未经插捣，直接起拔导管，桩头很容易出现砼中间高、四周低的“烂桩头”；浇筑速度过快，导致孔壁局部坍塌，影响测量结果。防治措施：认真做好清孔工作，确保清孔完成后孔口没有泥块返出；在空孔较长的桩内测量砼上升面时，应控制好测量重锤的质量。通常认为使用5～40mm碎石砼时，重锤的质量可以控制在1.5kg左右；使用5～25mm碎石砼时，重锤的质量可以控制在1kg 左右。

4 结束语

进行钻孔灌注桩作业时要求我们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，对施工过程中可能会发生的一些问题及时进行分析处理，做到科学组织，精心施工，严格管理，施工质量是完全有保证的。

参考文献

[1]《地基处理手册》（第三版）.中国建筑工业出版社.2008.

[2]《深基坑工程设计施工手册》.龚晓南，高有潮.中国建筑工业出版社.1998.