钻孔灌注桩施工与量通病防治措施分析

钻孔灌注桩施工与量通病防治措施分析

钱鹏飞

上海天德建设（集团）有限公司

摘要：钻孔灌注桩既能适应各种工程地质条件，又能起到良好的抗震效果，且工艺简单，承载力强，所以，在建筑中得到了广泛的应用。然而，钻孔灌注桩的施工还存在一些问题。因此，应采取合理的预防措施，确保施工的整体质量。本文结合鄞州区YZ04-04-e2 地块 (东钱湖组团下应地段)项目桩基工程实例，对钻孔灌注桩施工技术进行分析，最后提出了质量通病防治措施，可供施工人员参考。

关键词：建筑工程；钻孔灌注桩；施工技术；质量通病；防治措施

1工程概况

鄞州区YZ04-04-e2 地块 (东钱湖组团下应地段)项目位于于宁波市鄞州区下应街道，东北至首南东路，东南至昇桥路，西南至宗德路，西北至应慈路。目总用地面积13896㎡，总建筑面积43082.62㎡。项目拟打造3幢小高层和2幢高层住宅。其中1#和2#为13F，3#为12F，4#和5#为18F。本工程桩基采用的是钻孔灌注桩。建筑桩基设计等级为甲级，桩基安全等级为二级，桩基设计使用年限为50年。

2钻孔灌注桩施工技术

2.1放桩位线

依据设计图纸的桩位进行测量放线，使用全站仪测定桩位。在桩位点打300mm深的木桩，桩上标定桩位中心，并采用“十字栓桩法”作好标记，并加以保护。测量结果经自检、复检后，报请监理复核，复核无误并签字认可后，方可施工。

图1基础桩定位示意图

2.2埋设护筒

施工选用钢护筒，护筒的直径比桩体以及钻头直径大，护筒顶的标高应当比施工面高约200～300mm，并且保证水平面与筒壁相互垂直，将地面水隔离，稳定孔口周围的土壤并且对孔壁进行保护使其不塌，确保其垂直度并且避免造成泥浆流失，以方便进行钻孔工作。护筒周围采用粘土进行分层夯实。对护筒进行定位时应当先复核桩位，然后将桩位作为中心，以此定出两条相互垂直的呈十字控制桩线，并且定好十字栓点进行控制。对护筒的孔位进行挖掘，将护筒吊放进去，同时利用定好的十字线对护筒中心进行校正，使之与桩位中心重合，并且确保桩中心与护筒中心偏差比20mm小。钻孔前应当重新对桩位进行测定，并且保证护筒的底端能够坐在原状土层。

2.3泥浆护壁

根据本工程地质资料，拟采用泥浆性能指标如下表1：

表1泥浆性能指标

钻进过程中随时对泥浆性能进行测定，保证注浆性能满足响应的指标。操作时应当把握好钻机起重用的钢丝绳与高压管之间的松紧程度，尽量避免发生晃动，钻杆加接前，应当先将钻具提起使其离开孔底，等到泥浆循环约1～2min后，再停泵对钻杆进行加接。

2.4成孔施工

施工所需的钻机运送就位后，应当保证钻机底座坚固且平稳，滑轮与护筒以及钻盘的中心应当保持在同一条铅锤线上。对钻具进行下方前，应当做好相应的检查工作，钻进时，应当注意前两根钻杆的进尺，确保钻具与孔中心相互垂直，同时需要将钻具吊紧，均匀进行钻进。钻进过程中应当根据钻遇地层的变化而对钻进参数进行改变，在整个施工过程中必须指派专人进行操作。在粘土层中进行钻进，速度应当保持在70～120r/min，而在亚砂土、粉砂层以及淤泥质土中进行钻进时，速度则应当保持在40～70r/min，同时还应当根据地层变化、含砂量大小、钻孔深度以及钻机负荷等具体实际情况，及时选择合理的速度进行钻进，以确保成孔质量符合要求，避免钻孔发生偏斜。在容易发生缩径的地层中，应当选用钻完一段然后复扫一遍的方法进行作业。

在对钻具进行提拔时，如果发现某些孔段受阻，则应当指派专人对此进行纠正。进行复扫时，必须抱着认真仔细的态度进行操作和处理。对泥浆进行控制：在亚粘土以及粘土地层中，通常情况下，泥浆的比重控制在1.1～1.2之间；在松散易塌地层以及砂层中，一般需将泥浆比重控制在1.2～1.25之间，粘度为18～24s。接钻杆时应当先将钻具稍微提高离开孔底，等到泥浆循环约2～3min后再进行拧卸，然后对钻杆进行加接。

2.5桩孔质量检测

桩孔质量参数主要包含孔深、孔壁的稳定性、孔径、沉渣厚度以及钻孔垂直度，使用桩孔测试仪器对孔径、垂直度以及沉渣进行检测。孔深：进行钻孔前应当先利用水准仪对护筒的标高进行确定，并且以此为基点，根据孔底设计的标高对孔深进行确定，通过钻具长度对孔深进行确定，孔深偏差不超过10cm。第一次完成清孔后，沉渣厚度小于10cm才能提钻；沉渣厚度应当以第二次清孔后所测定的为准。使用孔径仪对孔径进行测量，如果发生缩径问题则应当进行扫孔直至满足相应要求。

2.6清孔

第一次清孔工作：成孔后，应当立刻开展第一次清孔工作，清孔过程中应当将钻具提高至距离孔底约0.3～0.5m，缓慢进行回转，使钻头进行空转约15～20min，保证第一次清孔工作完成后孔内没有泥块以及粒径比较大的沉渣。第二次清孔工作：导管以及钢筋笼下好以后，选用正循环方式进行清孔，使用密度小的泥浆对孔内密度较大的泥浆进行替换。清孔工作完成后，应当保持孔内水头高度。二次清孔完成后孔底沉渣厚度应当不超过5cm，泥浆粘度保持在20”～22”，比重应当小于1.3。应当利用标准测锤对孔底沉渣进行测定，测绳读数必须保证准确，使用3-5孔后进行一次校正。清孔工作完成后，应当及时灌注砼，其间隔时间不能超过30min，如果超过30min，则需要重新进行清孔。

2.7钢筋笼的制作与吊放

按照设计图纸对钢筋笼进行制作，主筋采取单面焊接。焊接长度超过10d，双面焊则5d，焊接缝的宽度至少为0.7d，厚度至少为0.3d。

对于发现变形、弯曲的钢筋要进行校直，钢筋头部如果弯曲也要进行校直，钢筋笼制作时应当使用控制工具，对主筋间距进行标定，为了在孔中进行搭焊时便于保持钢筋笼的垂直度。为了避免在提升导管时钢筋笼被带动，不准将变形或者弯曲的钢筋笼下到孔内。在对钢筋笼进行运输吊放时禁止高起高落，以防止发生弯曲变形。每节钢筋笼应当焊接2～3组导正块，每组包含3只，以确保砼保护层能够均匀，导正块的厚度为50mm。使用吊索平衡器对钢筋笼进行吊放，应当将孔位对准进行慢慢轻放，防止其碰撞孔壁，下笼过程中如果遇到阻碍，严禁强行下放，应当查明原因并且进行处理后才能继续下笼。

在孔中对钢筋笼进行对接时，应当配备焊工进行施焊。焊接完每节钢筋笼后应当将接头部位的缠筋进行补足，才能继续下笼。应当选用吊筋对钢筋笼进行固定以使其定位，一端在钢筋笼上进行固定，另一端则使用钢管在孔口进行固定，防止灌砼时钢筋笼发生上浮。由于施工所用的钢筋不同，应当根据母材的材质对焊条进行合理使用。Ⅰ级钢采用E43，II级钢则采用E50。每60t钢材为一批，应当对进场的每一批次钢筋进行抽检样品并复试，检验合格后才能投入使用。现场进行钢筋焊接以每300个接头作为一批，对一组焊材试件做相应的试验报告，并且严格按照见证取样以及送样的要求执行。

2.8商品砼及灌注

商品砼应当选择质量和信誉都过硬，拥有一级资质和足够的生产及运输能力，并且报请监理并得到业主认可的供应商进行生产，商品砼自拌和至运输到灌注现场进行注放所用的时间不能超过2h。每次运达现场的商品砼都应认真对验收工作进行记录，每车混凝土进行注放前都应进行塌落度试验，要求塌落度控制在180～220mm，并且应当拥有良好的和易性及流动性。商品砼一旦完成拌和后严禁随意进行水分添加。对于发生离析或者现场进行测试不合格的商品砼严禁灌注进桩孔内。

3钻孔灌注桩质量通病防治措施

3.1坍孔防治措施

（1）在流砂或者松散粉砂土中进行钻孔时，应当选用粘度较高以及比重较大的泥浆，并且将进尺速度减慢，也可以将粘土挤入孔壁以使孔壁稳定。（2）根据地质条件的不同，对泥浆比重进行合理调整，保证泥浆拥有足够的稠度以保证孔内外的水位差，以维护孔壁的稳定性。（3）清孔时应当指派专人负责进行补水，确保钻孔内所需的水头高度。（4）当出现孔口坍塌时，应当立刻将护筒拆除并对钻孔进行回填，在钻坍孔不深位置对护筒进行重新埋设时，可以采用深埋护筒法，将护筒周围的土夯实并充填密实后重新进行钻孔。（5）当孔内发生坍塌时，应当对坍塌位置进行判断，将砂土和砂的混合物回填到坍孔上方1～2m的位置。如果坍孔比较严重时应当全部进行回填，等到回填物发生沉积并且严密紧实后再重新钻进。

3.2偏斜防治措施

3.2.1对钻孔采取防振措施

在施工过程中，如果钻机晃动和振动的幅度过大将严重影响成孔质量。为了确保钻机在施工过程中能够保持稳定，可以采取垫枕木、千斤顶以及U型卡槽等多种方法避免钻机发生移动和振动，并且将水平尺和吊锤安装在钻机上以对其移动和振动情况进行监控，如果发现异常则应及时进行调整。

3.2.2对钻孔速度的控制

在进行成孔前，施工人员应当先对现场的地质资料进行详细了解，根据实际情况对钻进速度进行合理选择，在钻进前期应当低速进行钻进，后续逐渐转到正常所需的钻速。当钻进到硬土层时，如果进尺比较快，则钻机受到的阻力较大，也容易发生大幅度的震颤，进而导致钻进过程不够平稳，此时如果不降低进尺速度，则会导致钻杆在施工过程中难以保持竖直，进而使得成孔发生偏移。同时，由于土层之间的交界面不是完全的水平面，导致软硬土层交界位置同一孔深的土质存在差异，容易使得钻头受到偏心力，在进行钻进时会导致软土一侧受到侧向压力，进而使其倾斜至软土侧，因此，在软硬土交界位置应当降低钻进速度，等到钻杆完全进到硬土层后，再转到正常所需的钻速。

3.2.3随时注意成孔过程中的异常情况

在进行成孔时，如果施工人员发现钻进困难或者钻杆发生摇晃时，应当降低进尺速度，等到其稳定后再转到正常速度进行钻进。钻进过程中如果受阻应当立即停止钻进，对此进行分析，将地下障碍物或者块石排除后再继续进行钻进，严禁强行进行钻进。

3.3护筒冒水、钻孔漏浆防治措施

（1）对护筒进行埋设时，要对护筒周围土进行分层夯实，选用含水量适合的粘土。通常使用钢制护筒作为外护筒，主要用来对桩位进行固定，控制孔口合适的水头，确保孔口不会坍塌，不会出现穿孔问题。通常采取挖埋法在旱地上对外护筒进行埋设。埋置深度以进到比较密室的土体为止，并且使用最佳含水量的粘土在护筒周围均匀对称地进行分层回填并且保证夯实，以使其达到最佳的密实度。在水中对外护筒进行埋设时可以选用振动加压下沉法进行施工。（2）钻头起落时应当注意对中，避免其与护筒发生碰撞。（3）存在钻孔漏浆现象时，可以加大护筒的沉埋深度，增加泥浆的比重，加入粘土缓慢进行，采用冲击法进行钻孔时，还可以添加碎卵石土和片石，反复进行冲击以增强护壁。（4）适当对护筒内的水头进行降低。施工过程中，对护筒内的水位进行严格控制，通常情况下，最好是比筒外施工水位高1.5m。水头过高则容易在护筒底脚位置出现空孔问题，水头过低又会使得井孔内的水压外渗护壁作用减弱，甚至出现“反渗”情况。（5）护筒刃脚发生冒水，可采用粘土在其周围进行加固填实。如果护筒接缝位置发生漏水，则可以派潜水工水下作业对其进行堵塞。

3.4断桩处理措施

（1）施工过程中出现断桩时，如果可以直接将钢筋笼提起，则可快速将断桩提离到孔外，再使用冲击钻再次进行钻孔，清孔工作完成后将钢筋笼下放，对混凝土重新进行灌注。（2）若由于堵管严重导致断桩，并且已经灌注的混凝土并未发生初凝时，在将导管提出并进行清理后，可以利用测锤将已灌注的混凝土顶面测量出，并对导管和漏斗的容积分别进行准确测算，然后下沉导管使其至原有混凝土顶面以下的位置，完成相应的湿接桩工作。（3）如果断桩发生在地表下超过10m的位置，并且混凝土早就已经终凝，则可以在原桩位位置，利用直径合适的冲击钻开展冲击钻孔工作，使其到达钢筋笼底口下方1m的位置，将适量的炸药投放进孔内，等到钢筋笼出现松动情况后，整体吊出或逐根将其吊出孔外。重新开展二次扩孔工作，使其达到设计直径，清孔后采用混凝土重新进行灌注。（4）如果断桩位置在地表下方不超过5m，并且具有比较好的地质条件，则需要开挖直到断桩发生处，清除其中的混凝土或泥浆，使得状况较好的混凝土开凿面能够露出，对附着在钢筋的泥浆进行清理并确保干净，支模以完成混凝土的浇筑工作，拆模后第一时间对其回填，并进行夯实。（5）如果断桩发生的位置处在地表下方约5～10m，或者虽然处在地表下方5m的范围内，但该处的地质条件较差时，可以将直径大于桩径的钢管节或混凝土管接起来，然后下沉到位于断桩发生位置下方的0.5m，将其中的混凝土或泥浆进行清除，使其露出比较好的混凝土面并进行凿毛，将附着在钢筋上的泥浆清理干净，最后将钢管或混凝土作为模板完成混凝土的浇筑工作。

4结语

综上所述，钻孔灌注桩施工能够直接影响建筑的整体施工质量，在整个施工过程中发挥着十分重要的作用。但该工作比较繁琐，施工期间存在许多因素对其产生影响。这就要求在施工过程中，相关施工人员必须选用一系列合理措施对钢筋笼上浮、钻孔桩偏位以及孔壁坍塌等问题进行处理，以确保钻孔桩具有比较好的施工效果，进而使得整体施工质量能够满足施工设计要求。

参考文献：

［1］《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008［S］.

［2］《钻孔灌注桩施工规程》（DB/J08-202-2007）［S］

［3］钻孔灌注桩施工过程中质量通病及防治方法初探［J］.韩永飞.门窗.2019-02-20