1、1钻孔灌注桩成桩施工技术及质量控制摘要:钻孔灌注桩凭借其独特的优势而被广泛应用于桩基施工中。但成孔技术存在的固有缺陷使单桩承载力明显下降。为此，本文结合工程实例，介绍钻孔灌注桩成桩施工技术，并提出了桩端后压浆施工质量控制措施。结果表明单桩承载力得到了大幅度提高，为类似工程提供了很好的施工经验。 关键词:钻孔灌注桩；成桩；施工技术；注浆；质量控制 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 近年来，随着我国的建筑业迅速发展,对地基承载力的要求越来越高。钻孔灌注桩因其承载力高、适应性强、造价低，而被广泛用于中高层及高层建筑物基础中。但钻孔灌注桩成孔工艺存在固有缺陷，桩侧泥皮过厚、桩底沉渣容易
2、使桩身摩擦力及桩端承载力明显降低，为消除这一方面的缺陷同时降低桩基成本，桩端后注浆技术越来越多地应用到工程实践中。本文结合工程施工实践，介绍了钻孔灌注桩成桩施工工艺，并总结了桩端后压浆施工的质量控制措施，为今后的类似工程的施工起到一些帮助。 1 工程概况 某建筑桩基工程，总占地面积 31254m2，本工程设 2 层地下室，1000mm 钻孔灌注桩 232 根，800mm 钻孔灌注桩 1345 根，本工程为新建工程，所有桩均为钻孔灌注桩，桩承载形式为摩擦桩。1000mm 为长2桩，平均有效桩长 37m，以-2 及-3 层卵石层为桩端持力层，并采用桩底后注浆提高桩的承载力及减少沉降；800mm 为
3、短桩，平均有效桩长23m，桩底位于-2 中密粉细砂层或-1 中密密实圆砾层，桩底不注浆。桩头混凝土桩顶混凝土的超灌长度暂定为 2.0m。 2 钻孔灌注桩成桩施工技术 2.1 平整场地 施工场地应先做好场地回填平整，石碴填筑高度一般为 40cm 左右，用压路机辗压密实，以免桩机在施工时产生不均匀沉陷，影响工程质量。本工程在现场施工前，首先确定了场地内桩机走向路线，并针对行走路线将场地内硬化处理，完全满足钻孔灌注桩的施工作业条件。 2.2 埋设护筒 本工程护筒采用 3mm5mm 钢板制作，根据桩径不同，直径分别为1100mm 和 900mm，上设排浆口。为保证护筒刚度，防止其发生变形，在护筒的上、
4、中、下部各另设 1 道加强肋。具体埋设方法为：用人工挖深0.7m1.0m 后，将护筒放置妥后压入土层中，并用十字线法复查其中心与桩位相吻合：用黏土对护筒四周进行分层回填夯实；桩位采用全站仪测定，并用十字线法确定护筒的埋设位置，护简埋设位置应与桩位相吻合。埋设完毕的护筒中心与桩位偏差不得大于 20mm。 2.3 钻进取孔 (a)根据地质勘探资料，画出钻孔灌注桩施工导示图，推算各桩端进入的深度。 (b)钻机就位安装应做到平整、稳固，水平、转盘中心与设计桩位中3心成一线，偏差不大于 2cm。在钻进过程中，应经常检查主动钻杆的垂直度和机架的平稳。 (C)在钻进过程中，根据钻机性能及土层情况，随时观察钻
5、杆进尺、泥浆颜色和岩屑成分的变化，以便及时了解地层的变化和孔内异常情况，并做好记录。 (d)根据本工程的地层情况，应经常检查钻头直径，发现不符合桩径时应及时进行修复，以防钻头磨损后而影响孔径。钻头直径必须符合设计要求的孔径。根据本区地层情况，采用三翼钻头。 (e)在钻进过程中，根据不同的地层情况，合理调制泥浆性能，减少孔壁泥皮厚度，提高桩身侧阻力。采用优质泥浆护孔，防止缩径、塌孔，保证桩身直径。 (f)为保证成孔质量，防止相邻桩串孔，在施工时，首先应保证其安全距离应大于 4 倍桩径，或最少间隔时间不少于 36h，否则必须采取跳隔施工的方法。 (g)钻进时，注意钻机的振动、钻头的反响情况和钻进速
6、度，确定钻头是否进入持力层。 (h)当钻至含砂粉质黏土、粉质黏土层时，应控制钻进速度及泥浆质量。应采用相对密度大的优质泥浆护壁，使其在孔壁形成致密的泥皮，在孔内产生较大的静水压力来平衡承压水头，以保证孔壁的稳定，以免坍孔。 (i)在钻进上述地层过程中，可能会出现流砂或漏浆情况，若不及时解决，将可能导致塌孔等事故。若出现此情况，可调节泥浆质量，在泥4浆中加入惰性材料，如锯木粉、黏土球、麻刀等。 (J)在施工过程中，经常检测泥浆的性能，若发现承压水浸入泥浆，应立即在泥浆中掺入膨润土粉和化学试剂来改善泥浆的性能，以保证护壁质量。 2.4 第 1 次清孔 清孔的目的是为了清除悬浮在造孔泥浆中的碎屑和孔
7、底的淤积物，确保沉渣满足设计要求。 钻至设计要求孔深后，继续用钻机一面对孔底进行中洗，一面换出废浆，为第 2 次清孔创造条件。 2.5 钢筋笼制作与吊装 (a)钢筋笼制作。主筋分布与加劲箍连接按设计要求的尺寸在专用工作台上点焊成形后，再按设计要求的间距尺寸缠绕螺旋箍筋，并与主筋点焊。同一断面内焊接接头数量不得大于 50，且应均匀错开布置。焊接质量应符合规范要求。 (b)为保证质量，两段之间的搭接长度为10d(d 为钢筋直径)。 (c)根据桩架卷扬机起吊能力将其分段制作，确保吊放入孔时垂直放入。 (d)为使钢筋笼不卡住导管接头，主钢筋接头的焊接应沿环向筋并列，严禁沿径向并列。 (e)钢筋笼在沉放
8、前必须安装好混凝土保护块，同时由质检人员对钢筋笼的尺寸、焊接点等严格检查合格后，方可吊运沉放，并作好记录。 (f)当承压试验的锚桩和抗拔试桩的主筋直径25mm 时，采用机械连5接(挤压套筒或直螺纹连接)：25mm 及其余桩的主筋，采用单面焊 10d 连接，隔根错开，接头间净距500mm。 (g)吊放入孔前，先检查钢筋笼是否变形，若发现有变形，应修理后再使用。吊置钢筋笼入孔时，应保持垂直并缓慢放入，防止碰撞孔壁，并在放入后采取措施固定其位置。 (h)焊接成整体沉放前，应必须严格检查合格，并待焊缝自然冷却8mini0min 后，方可沉入孔中，以防淬火而使焊缝变脆，保证钢筋笼的焊接质量。 2.6 下
9、放导管、第 2 次清孔 (a)清孔的目的是为了清除悬浮在成孔泥浆中的碎屑和孔底的淤积物。孔底沉渣是影响桩身承载力的主要原因之一，因此必须确保沉渣满足设计要求。 (b)悬浮在成孔泥浆中的碎屑和孔底的淤积物在吊放钢筋笼和沉放导管时，可能会再次沉入桩孔底部，最终不能被灌入的混凝土冲击上浮，影响桩身质量，因此必须利用导管进行第 2 次清孔。此时，应待钢筋笼、导管下好后，采用导管加闷盖，高压注入优质泥浆进行清孔，保证孔底泥渣符合设计要求。 (c)若在上述清孔方法不能满足设计要求的情况下，在导管内插入通风管，启动空压机进行气体反循环清孔，同时补给性能好、相对密度相对较小的优质泥浆，以置换孔底相对密度较大的
10、泥浆和沉渣，直至沉渣厚度、孔口返浆密度均符合设计要求。 2.7 浇筑水下混凝土 6(a)原材料必须有质保单，进场前必须按规定做复检试验，合格后方可用于本工程。 (b)混凝土搅拌时间每车应不小于 90S。 (c)水下混凝土采用直升导管法灌注，导管内径为 25cm，导管节数、长度根据孔深和工艺要求配置。导管使用前应进行水密、承压和接头抗拉等试验。下放导管时，应先放至孔底，复测上、下孔深，再提管30cm50cm 待浇。导管下放和拆卸依照实际情况填写导管下放拆卸记录。(d)混凝土浇筑时，初灌量必须符合规范规定且要连续浇筑，为保证整根桩的混凝土浇注在初凝前结束，在混凝土中掺入缓凝剂(TD-1 型木质素磺
11、酸盐类混凝土外加剂)，以延缓初凝时间，并采用机动反斗车运输来缩短混凝土的运输时间。在浇筑过程中，应控制好桩身混凝土的充盈系数、密实度与坍落度。 (e)随着孔内混凝土面的上升，要适当提升和拆卸导管。提升导管前，必须测定导管内外混凝土面的标高，计算出导管埋在混凝土内的实际长度，再拔动导管。导管埋入混凝土面的深度宜为 0.3m0.6m，最小埋入深度不得小于 0.2m。严禁把导管底端提出混凝土面，以确保桩身混凝土的连续性。 (f)为防止钢筋笼上浮，采用顶笼柱固定好钢筋笼，在估计混凝土面将达到钢筋笼底部时，用测绳在导管外面测量混凝土面，从钢筋笼底部以下 500mm 开始减缓浇注速度(严禁拔动导管)，待钢
12、筋笼埋入混凝土内2m3m 时，再按正常速度灌注。 7(g)混凝土导管漏水会致使混凝土严重离析，此时应及时更换导管管段连接处的止水接头和密封垫圈，同时清除管内残存混凝土，洗净管内壁，冲洗已浇混凝土面，吸出沉渣，重新浇筑混凝土。 (h)为防止混凝土导管堵塞，应改进隔水塞制作工艺，修正导管内壁平直度和外形，同时在下放导管时将导管扶正对中。若发现有混凝土进入导管，应及时进行清除。混凝土倾倒入料斗时不宜过猛，可在料斗内安装管子作引气。 3 钻孔灌注桩成桩施工质量控制 3.1 注浆管的制作和安放 每根桩的注浆管采用 2 根 35mm、壁厚为 3.25mm 的钢管。注浆头的制作方式如下：首先将浆管底压成尖形
13、然后在管底约 30cm 长均匀设166mm40mm 的射流孔，并外包绝缘胶布；最后用硬包装带再包扎 1 层。考虑到本工程地质情况，结合钢筋笼的下放实际问题，决定注浆管待钢筋笼下好后沿钢筋笼内侧对称且垂直下放，管底端比钢筋笼长约300mm。管子连接采用外接短套管6cm 进行焊接。注浆管一直通到桩顶并高出地面约 300mm，管顶端采用软木塞封闭。 3.2 开塞 压水试验的情况是选择注浆工艺参数的重要依据之一，压水试验还担负探明并疏通注浆通道，提高桩底可灌性的特殊作用。 钻孔灌注桩成桩 7d 后，向注浆管注入清水开塞。开塞压力一般控制在 2MPa4MPa，压水量一般控制在 0.6m3 左右。如一管压
14、水，另一管冒8水，则需将两管连通，或用单管开塞压水，水不断注入也说明己开塞成功。 3.3 注浆 (1)浆液浓度 浆液浓度的控制原则一般为：依据压水试验情况选择初注浓度，通常先用稀浆、随后渐浓，最后注浓浆(水灰比一般为 0.5O.7)。在可灌的条件下，尽量多用中等浓度以上浆液，以防浆液作无效扩散。调配不同浓度的注浆浆液，并采用相应的注浆压力，才能做到将有限浆量送达并驻留在桩底有效空间范围内。 (2)注浆压力及注浆量 本工程桩底注浆压力控制在 2MPa6MPa。在注浆过程中，桩底的可灌性的变化直接表现为注浆压力的变化。可灌性好则注浆压力较低，一般在 0.4MPa4MPa；反之，若可灌性较差，注浆压
15、力势必高，可达4HPa10HPa。浆液的扩散直径与灌浆压力的大小密切相关，较高的注浆压力能使一些微细孔隙张开，有助于提高可灌性，还有助于挤出浆液中的多余水分，使浆结合体的强度得到提高。但是，一旦灌浆压力超过桩的自重和摩阻力时，就有可能使桩上抬致桩悬空。 合理的注浆量应由桩端、桩侧土层类别、渗透性能、桩径、桩长、承载力增幅要求、沉渣量等诸因素确定。对于 800mm 基桩的注浆量(水泥质量)控制在 2t，对于 1000mm 的注浆量(水泥质量)控制在 3t。对于桩底附近有-2 夹层的承压桩(1000mm 的桩)，应根据地质报告和钻进情况进行确定后，每桩增加 1t 的水泥。 9在实施注浆中，还需根据
16、压水试验情况及注浆过程中的反应适当调整注入量，并通过对注浆压力、浆液浓度、注浆方法诸因素的调控。所以桩底后注浆，以注入水泥量为主控因素，以注浆压力为辅控。 3.4 注浆顺序 注浆时间安排在同一承台成桩完毕 7d 后进行，但周边 8m10m 范围内的工程桩需成桩。 在注浆过程中，总的部署为“先四周后中心” ，但属于同一承台内的桩或临近的桩，宜同时注浆。此外，对同一根桩应边开塞边注浆，应防止开塞后长时间不注浆。 3.5 注浆终止 注浆总量和注浆压力均达到设计要求，同时注浆总量已达到设计值的 75，且注浆压力超过设计值(6MPa)时，注浆终止。 3.6 注浆后的保养龄期 根据以往的施工经验，通常要求注浆后保养至少 15d 以上，最好保养 28d，才能做静载试验。 4 结语 在本工程中，由于采用后注浆施工工艺，施工中严把质量关，因此，取得了较好的注浆效果，极大提高了钻孔灌注桩的承载力。进而有效地保证了工程的整体质量、进度及造价，获得了较高的社会效益和经济效益。 参考文献 1 王黎明.钻孔灌注桩桩端后注浆施工技术的应用J.安徽建筑.102009 年第 06 期 2 林洁忠.钻孔灌注桩成桩施工工艺中的几个问题J.广东建材.2007 年第 09 期
