建筑施工中钻孔灌注桩技术的研究

建筑施工中钻孔灌注桩技术的研究

吴文壮

一、钻孔灌注桩技术的概述

钻孔灌注桩技术可以依据护壁不同的形式来区分，主要有全套管钻孔灌注桩以及泥浆护壁钻孔灌注桩这两种方法。泥浆护壁钻孔灌注桩施工的过程主要是先将泥浆按照一定比例来配料，实现冷却钻头、悬浮钻渣的目的。采用泥浆护壁不仅能达到保护钻具、润滑器械的目的，同时也可以在孔壁形成泥皮的时候实现防止钻孔塌陷的效果。泥浆护壁钻孔灌注桩技术的大致流程为：场地平整、制备泥浆、埋设护桶、架设工作平台、定位钻机、打孔、清孔、钢筋笼的下放、混凝土灌注、护桶拆除、质量检查。而全套管钻孔灌注桩技术在实际施工的过程中会省去制备泥浆以及清理钻孔的环节，在安装完毕钻机后直接将其压入到套筒内进行钻孔成型即可。

二、建筑施工中钻孔灌注桩技术的应用

2.1施工准备

在建筑工程钻孔施工前，最基本的就是对施工现场进行全面地清理，然后再对所需的施工位置进行测量与定位；第二步是埋设钻孔护桶，在埋设钻孔护桶的操作中切记要严格遵守相关规范进行施工。在埋设钻孔护桶施工结束后，就可以根据钻机就位，依次按照钻进成孔、下钻、清孔及泥浆排放等施工步骤有序科学地展开钻孔施工。为了保证钻孔施工质量，需对各个施工步骤进行全面控制评估。在钻孔现场清理与测量时，不仅要保证施工场地的整洁性，还要对施工现场进行夯压处理，从而确保钻孔施工现场的密实度与房建施工要求相吻合。另外，在测量放线施工中应该使用经纬仪等较先进的测量仪器，对施工桩基高度及位置进行测量，并且要全方位地测量房建工程桩基施工中的桩深及顶部标准高度。通常，对各个位置的测量误差应低于10mm，否则会直接影响到整个钻孔施工环节的质量；在埋设钻孔护桶的操作中应使用钢制材料，且钢制材料的厚度应控制在4mm左右。为了防止钢筋材料因厚度不够而发生变形，在护桶的中下端位置可以采用加筋的方法，对其焊接加固，继而保证埋设钻孔护桶的厚度和刚度与相关施工要求相符合。

2.2钻孔成型

（1）第一步是护桶的埋设。为了保障孔口的安全和水压力在正常的范围内，要在冲孔桩的孔口安放钢护筒或砼护壁。应该依据土质情况判断选择合适厚度的钢板制作护桶，本次工程决定选择7～9mm的钢板完成护桶的制作。护桶的放置应该以桩柱中心点为标准，圆的直径要大于冲击钻头的直径，在其顶部应设置2个溢浆孔。埋设护桶的标准很高，要求精准，具体要求为护桶和桩位的误差要小于49mm，且高于地面300mm，埋设深度的标准是大于回填土层同时大于1.1m，并且要高出施工水位的最高点大约1.6～2.1m，此外高度也要符合孔内泥浆面高度的标准。

（2）第二步是要准备好冲击机械的放置。施工现场的管理人员要对护桶的位置反复确认，没有偏差后，才可将机械就位。机械应平衡放置，利用揽风绳固定好，确保天车滑轮、钻头和护桶的各个中心一致无误。另外，还应确认机械的冲击钻头的直径与工程标准是否相符。为了确保钻孔的质量，施工人员要在钻头顶端和提升钢丝绳之间设置能保障钻头自动转向装置的防范措施。

（3）第三步是成孔。评估判断该工程的地质情况，起先冲击时应使用低锤密击，冲击的范围维持在1m范围内，若表面是淤泥、细砂等不易施工的土层，此时用粘土块夹小石片多次冲击，以达到孔壁密实的效果，孔的深度直至护桶以下4m，即可认定钻孔完成。采用慢转、大泵量的方式进行首次清孔，清孔持续时间约为24分钟，同时检测到的泥浆含砂率≤8%，检测结果合格之后方可结束。

2.3钢筋笼的制作和安放

2.3.1钢筋笼的制作

在钢筋笼制作之前，首先最重要的是要对钢筋的材质进行细致的检查，看其是否达到施工的标准。在检查钢筋质量合格后，要依据具体的工程设计要求对钢筋的直径、长度、规格及数量进行验收。在考虑到钢筋笼的制作时间和起吊变形的情况后，钢筋笼直径每节的长度最好应保持在5-9米之间，已制作好的钢筋笼应平放在地面上，同时堆高不宜超过2层。

2.3.2钢筋笼的安放

在钢筋笼安放之前，要依照设计要求对钢筋笼进行相应的调直、切断、弯曲以及绑扎调节等操作。钢筋笼应每2米就增加一道φ16箍筋与主筋进行点焊，在每隔4米处增加设置十字钢筋，以此起到加固的作用，保证钢筋笼不会发生变形。钢筋笼在安装时，要特别注意的是其受力最大的地方是吊点处的箍筋，所以要对此处的箍筋进行加固。方法是将顶端的箍筋与立筋进行焊接，并在立筋上绑上焊条，顶住箍筋，达到增大整个焊接面的效果。

2.3.3导管的安放

把管径（≥0.25米）的混凝土导管对准孔的中心，逐节连接直至导管底口距孔底0.26-0.5米的地方为止，然后进行隔水栓球的安装。

2.3.4水下混凝土灌注

本工程采用的是商品混凝土，坍落为190mm-230mm，利用混凝土车直接运输到孔口进行水下灌注。首次灌注的时间应在8-10分钟之间，若在这个时间内不能完成，要在混凝土中加入缓凝剂。利用钢导管灌注混凝土时，使用的导管管径由桩径大小决定。在灌注砼时，导管顶端到孔底要留有地方。首次灌注的数量要符合第一次埋设导管的深度和间隙补充的要求。在浇灌的过程中，导管口要进入之前已灌注混凝土内，避免泥浆和水注入管内。初凝之前，要从桩顶开始清除掉被污染的混凝土。在混凝土灌注的过程中，对于废弃的泥浆，要在合适的地方对其处理，避免环境污染或造成其他不便。（具体的钻孔灌注桩技术施工流程图如下图所示）

2.3.5桩基的检测

工程中设有两根小于0.8m的试桩，若两根单柱的竖向抗压极限承载力都大于7000kN，能够满足工程设计的要求。通过240根的试桩柱应变检测结果如表1所示，均满足设计要求。

2.4施工问题的总结

2.4.1糊钻、埋钻现象

在施工过程中，进入粘土层的时候，出现了糊钻的现象。造成这一现象的主要原因是由于粘土层泥浆太稠，进度较慢。避免糊钻的现象就要加大泵量，稀泥浆钻进要选取合理的钻进参数，保证液流通畅。在钻头的结构设计上，要选用腰带翼板间不加焊助板的形式，同时要保证翼板表面光滑，上边缘薄，呈锋刀状，这样才能有效地提高钻进速度。

2.4.2断钻杆现象

在施工过程中，出现了断钻杆的现象。当钻杆断裂情况发生时，此时要将钻杆壁换为16mm的型号，另外还要选取与工程要求相符合的钻进工艺参数。若出现钻杆断裂且掉入孔内的情况时，要及时地捞起。

2.4.3浮笼现象

在施工过程中，出现了浮笼现象。造成这种现象的原因是混凝土的灌注速度太快和导管埋设的位置太深，导致钢筋笼提升时容易被导管挂住。要想解决浮笼现象，就要将混凝土的灌注速度控制在一定范围之内，同时要增加测量混凝土高度的频次，导管要及时地拔掉。

三、总结

随着经济科技的发展，钻孔灌注桩施工技术必将日趋成熟完善，钻孔灌注桩作为建筑工程基础施工阶段的重要技术，更加需不断研究创新以提高建筑工程的质量，要认真抓好钻孔灌注桩施工的每一个细节，把握技术要点，做好建筑工程基础工作，促进我国建筑工程的施工质量以及工程价值的进一步提升。

参考文献：

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[2]龚声才.浅谈旋挖钻钻孔灌注桩施工技术[J].建筑知识2015年12期

[3]林远鹏.房建工程钻孔灌注桩的施工管理与质量控制措施[J].低碳世界.2016（31）

[4]陈华兴.钻孔灌注桩施工及质量控制[J].建材与装饰.2016（38）