钻孔灌注桩施工工艺及质量控制研究

钻孔灌注桩施工工艺及质量控制研究

张鑫

中建二局第三建筑工程有限公司武汉分公司湖北武汉430000

摘要：钻孔灌注桩施工主要在地下的水环境中进行成孔以及水泥混凝土的灌注。此外，其工艺中成孔方法种类较多，同时由于地理因素、混凝土灌注时间因素和施工人员的专业素养存在一定差异，非常容易造成钻孔灌注桩在施工过程中出现质量问题。因此，在本文中将围绕钻孔灌注桩施工工艺和质量的控制措施展开分析，探讨其在施工期间容易出现的质量问题及对应的解决方案。

关键词：钻孔灌注桩；工艺分析；质量控制；应对措施；

一、钻孔灌注桩工艺流程和工序分析

钻孔灌注桩工艺施工大体上可分成三个主要的环节，即成孔、清孔以及混凝土的水下浇筑。因此其工艺的工序较多，对施工技术水平有着较为严格的要求且工作量大，同时由于工程的特性，整个工艺需要在限定的时间范围内在地下或者水下的环境中造成，为了确保其工程能够按时且保质保量的完成，在施工前的准备工作必须严谨对待。

1.准备施工场地并测量放样

场地的准备第一步是将施工场地整平，利用挖掘机准备钻机就位场地、泥浆池场地和混凝土运输的场地。第二步由专业的测绘人员利用全站仪对桩孔进行精准的定位，再利用其他工具对桩孔位置校核，最终确定定位后以定位点为中心，用十字线安放定位桩，并以此为基准精准护筒位置和钻机的位置。最后确保护桩已经固定好，避免其收到施工中产生的振动发生位置的改变。

2.制作钢护筒并埋设

护筒通常使用五毫米以上十毫米以下厚度的钢板卷成，内径大于设计桩三十厘米左右，桩基钢护筒的长度大约在两米半左右。安装护筒的过程中，操作人员首先利用工具扩大桩孔，然后压入钢护筒。利用仪器查看护筒压入前后和钻孔的垂直高度。一般来讲，护筒顶部高于地面三十厘米左右即可，方便后续钻头的定位和桩孔的保护。

3.准备钻机组

护筒埋设工作完成且泥浆准备好，人力和吊车共同将钻机就位，钻架和缆风绳以及起吊系统也都随时待命，开始把钻头缓慢放置到护筒中，然后安装钻盘、水龙头等部分。钻机准备好之后，再次检查钻头的中心线和护筒的中心线是否重合，测量好孔位的偏差是否处在允许的范围内，查看钻头直径和桩径是否相同，再次检查钻具的长度以及泥浆的多项参数是否符合施工要求。

4.开钻

把钻头提升适当高度，将真空泵注满清水后关闭阀门，保证管路的封闭，打开真空管路并启动真空泵，在泥浆泵中水为充满状态后关闭真空泵再启动泥浆泵。泥浆泵出水压力达到规定后开启出水控制阀门，并将泥水混合物输送到沉淀池中，最后待其出现反循环开始缓慢开钻。正式开钻后先保证泥浆充满整个孔后空载转动，开钻的过程中注意轻压慢钻，其开钻的压力和速度要随着下钻的深度及时调整，避免其发生坍塌。

5.终孔

当钻孔深度与设计深度符合时停止，检查钻孔的深度、直径和孔型等。再用测控仪检查孔径、孔壁等。确保钻孔符合施工要求后由专业人员验收，最后进行清孔工作。

6.清孔

通常情况下采用换浆法清孔，清孔过程中注意控制好孔内水位。清孔是为了去除钻孔过程中产生的钻渣和沉淀层，控制好孔底沉淀层的厚度，保证其承载能力。其次，清孔工作一般分成两次进行。第一次清孔后可下放钢筋笼，第二次清孔则在钢筋笼下放后灌注混凝土前进行。

7.混凝土灌注

混凝土浇筑前首先需要让混凝土输送管路和容器保持湿润的状态。灌注的第一批混凝土的量必须要保证导管首次埋设的深度以及填充导管底部的高度。

二.钻孔灌注桩质量控制方法

1.选择适合的施工器具

施工机具的质量对整个工程的质量有着重要作用。好的施工设备能够有效保证施工质量。其施工主要需要钻机、泥浆循环设备以及钻头等多种。不同地区的地质条件存在差异，因此其工具型号的选择也有一定差别。例如对于钻机的选择，第一步应查看其功率和扭矩，因为随着钻孔孔径的增加其功率和扭矩也随之增加。对于钻杆的选择不应过粗也不能过细，钻杆过细会降低钻进的速度，同时细钻杆的刚度低，受压过大极容易发生弯曲。

2.钻进全程的掌控

钻孔灌注桩钻进的首要选择就是快，施工时间短能够有效的降低质量问题出现的几率，但是快并不等于急于求成，对于开孔阶段等需要慢速进行的步骤还需要慢慢进行。在钻进的过程中泥浆的循环量需要按照钻的速度和地层及时调整，避免出现质量问题。在排渣或者因为故障造成停钻时，必须要保证孔内的水位符合要求，同时钻头要离开钻孔。终孔时测量好孔的深度、直径等参数，保证其符合施工要求。

3.清孔时的质量控制

上文提出钻孔灌注桩施工需要进行两次清孔，值得注意的是不能因为需要进行两次清孔就忽视第一次清孔的施工的重要性，因为第一次清孔产生的力大，能够将绝大多数的沉渣等清除出去，与第一次相比，第二次清孔产生的力偏小，其主要清除第一次清孔后和钢筋笼放置后产生的沉渣。清孔工作完成后应进行相关性能的测定。

4.混凝土灌注时的质量控制

用于灌注的混凝土强度应符合工程设计，砂石等原材料的配比应与国家有关标准匹配，用于现场施工混凝土在正式施工前一定要在现场再次质检，确保其质量。对于混凝土灌注还有几个方面值得注意，首先是混凝土的初凝时间，通常初凝时间是实际浇灌时间两倍，避免其出现质量问题。其次是混凝土的流动性，国家相关规范对坍落度有明确规定，坍落度较小时容易堵塞导管，当坍落度过大时容易引发离析。

三.钻孔灌注桩质量问题及解决方法

1.缩颈

造成缩颈的原因主要有三个方面，首先是清孔工作不到位，在泥浆中还含有大量的泥块，造成保护层的厚度过大。其次是孔中水头下降，造成其对孔壁的静水压力降低进一步造成混凝土桩身夹带泥或者缩颈的问题。最后是塑性土发生膨胀造成桩径缩减进而造成缩颈。针对以上原因的解决办法为，第一选择尺寸适合的钻头钻孔，并按照地层的变化有针对性的配备泥浆。第二要做好清孔工作，将其中的泥渣清除干净，避免缩颈问题的发生。最后是在成孔期间，应适当增加泵量，以加速孔的形成，若有缩颈问题出现，应进行上下反复扫孔，适当增加孔径。

2.孔底堆积污泥

造成其沉积淤泥的主要原因在于从钻孔到浇灌水下混凝土的整个过程中，涉及的施工环节较多，且消耗时间长，因此其会在孔底沉积一定厚度的淤泥，进而对成桩质量产生影响。为此应保证每次清孔的质量，沉渣厚度符合施工设计应马上进行混凝土的灌注工作。

3.坍孔问题

坍孔是在水下混凝土灌注时，护筒中泥浆水位突然增高并从护筒中流出，然后突然下降并有气泡涌出的现象。此时测量混凝土面和原来的深度会发现差值较大。造成坍孔的原因可能是孔壁周围的土较为松散，或者在孔的四周放置了较重的物品以及孔的四周有机械振动。为此可以在施工期间用泥浆护壁，其次应禁止在孔的附近放置重物和禁止大型设备作业时产生的振动。

结束语：总而言之，为确保钻孔灌注桩施工质量，应控制好其每一个施工细节，每个环节都要充分重视保证施工，以此保证整体施工质量，才能有效降低事故发生的几率。

参考文献：

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