1、1浅谈钻孔灌注桩施工技术施工工艺及常见施工质量问题与防治措施简介：由于钻孔灌注桩对各种地质条件的适应性、施工简易性、操作且设备投入不大，噪声小、可承受较大的垂直荷载及水平荷载，抗震性能好，施工速度快，节约劳动力资源，成本低，施工过程中不用降低地下水位，对邻近结构物的沉降不会造成影响等一系列的优点。因此在大型桥梁、各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应用，并取得了明显的社会效益及经济效益，得到了工程技术界的充分肯定及积极推广。 关键字：灌注桩,施工工艺，施工质量,防治措施 中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号： 一、钻孔灌注桩施工原理 钻机的主旋杆下端连接钻杆、钻头、通过转动装置带动
2、水平转盘，转盘箍筋主钻杆一同转动。造孔时，钻头的进尺靠主钻杆、钻杆、钻头等重量对地下各地质层的垂直压力，快速旋转钻进。造孔钻进时，必须注入合乎黏稠度的泥浆。泥浆由泥浆池吸进，经过胶管、主钻杆、钻杆、转头的中心圆孔送到孔底。大量泥浆的注入，将造成钻孔落在原土中的砂石颗粒和泥团挤压冒出井孔上口，浮溢出孔外流入已设好的泥浆池中。通过对泥浆池的不断捞渣清排泥浆中的泥团和粗颗粒石子，其余泥浆经过静置沉淀，砂石颗粒沉入池底，由泥浆泵从另一管路吸上泥浆车外运。2由一定比重的泥浆，由泥浆泵循环使用，于孔壁表面形成泥浆护壁层，保护孔壁不易坍塌。 测量达到设计深度要求或钻端持力层后，需停止钻桩，进行一次清孔，待清
3、出泥浆比重、稠度、含砂量达到要求后，即可拆卸钻杆装置。安装钢筋笼及接驳混凝土下料管，导管接驳长度后，利用导管进行第二次清孔。 二次清孔尤为重要，二次清孔合格后即进入成桩灌注混凝土阶段，灌注前必须在导管上端安放隔水栓。 二、钻孔桩施工流程工序 桩位放线 -桩机就位-埋设护筒-拌制护壁泥浆-钻孔-质量检测-拆钻杆-（钢筋笼制作）吊放钢筋笼-吊放导管-第二次清孔-灌注混凝土。 三、钻孔桩技术控制关键环节及要点 3.1 泥浆： 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
4、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 1.11.3 为宜，在钻进大卵石层时可用 1.4 以上，粘度为 1020s，在较好的粘土中钻孔，也可3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。 3.2 钻孔 ： （1）钻具联结要牢固，铅直，初期钻进速度不要太快，在孔深 4.0m以内,不超过 2m/h，以后不要超过 3m/h。在覆盖层始终要减压钻进，钻进速度与泥浆排放量相适应。冲孔钻在开孔时要慢，孔深 2.0m 以内，不超过 1.5m/h。 （2）钻进过程中，经常测试泥浆
5、指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度，本工程地下水位埋深 23 米，泥浆压力超过水压力，可满足施工规范要求。 （3）经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因，及时处理。钢丝绳和润滑部分必须每班检查一次。 （4）小工具如扳手、榔头、撬棍用保险绳栓牢，防止掉入孔内。 （5）经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜。3.3 清孔： (1)钻孔到设计深度，施工单位提出终孔要求，需由现场监理工程师决定，并进行孔径，孔偏斜度、孔深的验收。验收方法是制造一个长度等于 46 倍桩径，直径等于孔径的钢筋笼，将钢筋笼吊放入孔，并顺利放到设计要求的孔底，说明孔径和偏斜度达到要求。孔深用测绳和钢
6、尺丈量。钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直，钢筋笼能顺利放到底为止。 4清孔方法是用原浆换浆法清孔，清孔后泥浆指标比重 1.151.20 之间，含砂量小于 4%，粘度 2022”，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。 (3)清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位 1.52.0m 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。 3.4 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。一般钢筋笼
7、用焊接方法，个别连接点用绑孔。钢筋笼外侧的定位钢筋可用空心穿孔砼预制圆柱体，或直接用钢筋弯曲成型并焊接在主筋上，以保证主钢筋保护层厚度。 钢筋笼的加强箍必须与主筋焊牢，焊条一般用 5 字头型号，以保证钢筋笼焊接质量。钢筋笼在安装过程中不能变形。 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. 3.5 浇注水下砼 用直径 30cm 导管灌注水下砼。导管每节长度 34m。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5缝。 导管安装时底部应高出孔底 3040cm。导管埋入砼内
8、深度 23m，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 1822cm，以防堵管。 （5）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。 3.6 桩基检测 （1）凿除桩顶预加高的砼，桩头钢筋不能乱弯。凿桩头用风镐或人工凿除。桩顶标高按设计要求，桩顶要大致平整。 （2）桩基检测的方法是动测，超声波。每条桩用什么方法检测由设计和监理工程师和质检部门决定。 （3）施工单位配合质检部门对每条桩进行检测。质量合格后方能
9、进行下道工序施工。 四、钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施 （一） 、钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施 1、护筒冒水 护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。 造成原因：埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头6起落时碰撞。 防治措施：在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持 1.0-1.5m 的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。 2、孔壁坍陷 钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆
10、突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。 造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。 防治措施：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于 3 小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。 3、缩颈 缩颈即孔径小于设计孔径
11、。 造成原因：塑性土膨胀。 防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦7不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。 4、钻孔偏斜 成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。 造成原因：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。 防治措施：先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于20cm。在
12、不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。 5、桩底沉渣量过多 造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。 防治措施：成孔后，钻头提高孔底 10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于 30 分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢
13、筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉8渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为 30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m 以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。 （二） 、水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施 1、卡管 水中灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象。 造成原因：初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长
14、而卡管；导管进水造成混凝土离析等。 防治措施：使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为 18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的 1/4，且应小于 40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为 0.6-1.0MPa，以避免导管进水。2、钢筋笼上浮 钢筋笼的位置高于设计位置的现象。 造成原因：钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小
15、，导管在9混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升；当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有 1m 左右时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮.防治措施：钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在 1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端 2-3m 时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在 2-4m，不宜大于 5m 和小于 1m，严禁把导管提出混凝
16、土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。 3、断桩 混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。 造成原因：由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。 防治措施：成孔后，必须认真清孔，一
17、般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉10渣超过规范规定。 （三）施工中出现的其他问题及解决办法 1、钻头脱落 造成原因：在钻孔过程中下面由溶洞或地下河当钻头钻入其中后钻头偏斜，卡住后钻杆继续旋转导致钻头脱落。这种情况往往出现在地质条件不均匀分布的特殊地质地带，如溶洞喀斯特地貌。 防治措施：在探明地质状况后在开钻前在钻杆空腔内安置一根长度与桩身长度的相同的钢丝绳通过主钻杆、钻杆、转头的中心圆孔与钻头连接。 2、钻头叶轮磨损掉入井内导致施工停滞 造成原因：钻头入岩后岩体过硬或长时间钻头负荷过大未及时检修导致钻头打碎。碎片掉入井底。 处理方法：利用电磁原理制作一马蹄形电磁铁，通电后产生足够的磁性将其深入井底让碎片吸出。 防治措施：在钻头入岩后控制钻孔作业时间，及时检测钻头。大致6-8 小时检测一次钻头，3-5 小时间歇停止 5-10 分钟。 （泥浆置换不停） 参考文献： 1毛鹤琴土木工程施工 2武汉理工大学出版社，2006. 2王思敬现代岩土施工技术北京：中国建材工业出版社，2006，
