钻孔灌注桩施工技术应用探讨

张泽丰，刘曙光，刘咏华，王 帆

湖南省通泰工程有限公司，湖南 长沙 410001

随着建筑工程规模的不断扩大，各种施工方法不断完善，桩基础施工方法也越发多样，形成了各种类型的桩。在建筑工程基础施工过程中，钻孔灌注桩是一种相对成熟的方法，广泛用于桩基工程。但是，由于钻孔灌注桩施工完成后无法直观检查施工质量，也无法进行开挖验收，易影响工程质量和施工进度。研究表明，目前近20%的钻孔灌注桩存在质量问题。随着桥梁基础设施的不断建设，对施工人员的专业技术水平和专业知识有了更高的要求，施工人员应在施工过程中总结相应的工作经验，根据施工难点制订有效的解决对策，从而保证桩基础结构的施工质量。

湖南省宁乡至韶山高速公路土建工程第二合同段项目位于宁乡市坝塘镇，起止桩号为K22+210～K28+440，全长6.23km，起点连接第1合同段终点，终点为南田坪互通起点。该项目沿经5座桥，钻桩共有53根，灌注桩桩基分为4种常规桩径，分别为Φ1.2m、Φ1.6m、Φ1.8m、Φ2.0m，最大桩长为PM16#墩桩基，直径Φ2.0m，长14.7m。该项目桩基为端承桩，地质资料显示，桩基持力层以强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩为主，岩体强度总体较低，局部有卵石层，卵石层层厚达到3.5m，因此桩基施工以旋挖钻成孔为主，对卵石层或地基坚硬路段的桩基辅以冲击钻成孔方法。该工程投入6台旋挖钻机，施工现场配备泥浆系统，钢筋笼分节拼接制作，制作完成后运至现场安装。

（1）测量放样。专业测量人员根据图纸确定场地基准、基准点，测量轴线、桩位和桩的地面标高。为了保证取样数据与图纸相符，消除误差，采用极坐标法确定每根桩上孔的坐标，每根桩重复定位3次。定位、标高等数据测量完成后先进行自我复查，再报告给有关部门和人员，并通知监理等部门进行评价，确认其符合设计和规范要求后方可进行后续施工。

（2）埋设护筒。首先进行施工场地的平整，使用压土机将工作平面压实，防止场地不平整影响后续工作的准确性。护筒埋设前，根据测量放样时的极坐标法确定桩位中心，以此为基础拉出十字线在距离护筒约90cm处设立4根控制桩。随后在控制桩桩位处挖出根据护筒尺寸确立的圆坑，并在其坑底填筑高约20cm的黏土。为了确保位置准确，护筒采用对称吊缓慢放入坑内，吊放完成后，用吊线锤检验护筒垂直情况，并检查护筒与桩位中心偏移距离是否小于50mm。达到以上要求后，方可回填黏土，并分层夯实以埋设护筒，并且在回填夯实过程中需要防止护筒倾斜。

（3）钻孔施工。在工程前期进行了勘探和试验，根据土样确定了土壤类型，得到泥浆性能参数，因此该工程旋挖钻施工采用泥浆护壁成孔施工工艺。泥浆性能参数如表1所示。

表1 泥浆性能参数表

该项目的旋挖钻机底盘配备有自由伸缩式的自动整平装置，旋挖钻机采用筒式钻斗。使用钻机前，需要调整钻杆的垂直度，防止发生偏移。进行钻机施工时，泥浆液面应不低于套管底部，并时刻保证孔壁的稳定性，防止发生施工意外。

钻孔是钻孔灌注桩最为关键的环节，成孔的质量直接决定钻孔灌注桩的质量，因此钻进时应根据土壤类型及土壤情况控制好钻进速度，严格监控护壁泥浆的各种异常情况，避免塌孔等事故发生。成孔的过程中若出现松散层漏浆情况，可回填黏土堵住漏浆部位。施工中钻斗的升降速度要根据土质情况进行实时控制，避免过快的水流冲刷孔壁使得冲刷力量过大，导致孔壁坍塌。为了保证施工质量，应安排现场工作人员严格检查钻斗升降速度。根据旋挖钻机钻孔的速度变化和提出渣土的变化，该工程钻斗时采用的升降速度不大于1.0m/s，空斗时升降速度不大于1.2m/s。根据钻孔结果绘制地质剖面图，与勘测设计剖面图进行对比，如果差别较大，则应及时上报。

（4）清孔。该工程清孔采用旋挖钻机掏渣法，由上至下依层进行清孔，终孔孔底散落松渣通过钻头空转进行处理并清除。此外，钻出的泥渣应及时运至专业废土处理厂，避免污染环境。清孔完成后，应尽快进行后续施工，避免需要再次清孔。

（1）钢筋笼制作。该项目主筋采用接头交错布置，以避免出现钢筋在同一断面处断裂的情况，从而保证钢筋笼骨架的刚度，并且钢筋的使用和绑扎要严格按设计要求进行。为了避免钢筋扭曲，其轴线与端面应保证垂直且平整。制作钢筋笼时，主筋通过胎架控制横向间距，纵向主筋采用机械连接。钢筋笼制作控制数据如表2所示。

表2 钢筋笼制作控制数据表

（2）钢筋笼运输及吊放。在钢筋棚内分节加工和拼接制作钢筋笼，分节长度为9m，高压线下钢筋笼长度为4.5m。使用平板车将钢筋笼运输至施工现场，在钢筋笼下垫30cm的方木，上盖塑料彩条布，以防止运输时变形。

吊放钢筋笼时，沿着桩孔自然下放，由专业技术人员指挥，确保按钢筋笼定位标高进行下放。为了确保钢筋笼顺直下放，应根据护筒与桩位偏差及时调整保护层厚度。同时，为了保证混凝土的保护层厚度以及钢筋笼定位的准确性，施工时应采用质量合格的垫块，侧面垫块至少每平方米4个。在下放钢筋笼的过程中，尽量保持下落速度均匀，确保钢筋笼居中。此外，需时刻将钢筋笼进行垂直放置，避免自重影响钢筋笼质量。接头处确保达到顺直且连接处无缝隙的要求，且保证钢筋对接处位于套筒中心。

灌注混凝土前，需要检测孔底沉渣厚度是否在规范要求的允许值范围内，若超过允许值则需要再次清孔，以使沉渣厚度符合要求。该项目清孔后泥浆手摸有2～3mm颗粒，取样测试后得到泥浆比重为1.03～1.10，黏度为17～20s，含砂率小于2%，胶体率大于98%，故清孔视为合格，随后开始水下混凝土的灌注作业。混凝土灌注作为钻孔灌注桩的重要工序，工作时需保证连续作业不得中断，在水下混凝土灌注过程中不得随意左右移动导管。该工程采用的商品混凝土经罐车运输至现场，进入现场后先进行均匀度和坍落度试验，检验合格后，才可以由罐车直接进行浇筑或者通过吊车用吊车斗浇筑。现场技术人员需记录混凝土方量和混凝土表面高度，以便后续复查。

浇筑混凝土时，导管至孔底的距离需控制在0.3～0.5m，为混凝土的喷筑留有一定空间。混凝土储料斗容量应满足导管初始埋入不小于1.5m和填补导管底部之间空隙的需要。为了确保桩头混凝土强度达到设计要求，实际现场灌注时混凝土高程应高出桩基设计顶面高程。该项目要求，对于Φ1.2m的桩基，超灌高度不应小于1m；
对于Φ2.0m和Φ2.2m的桩基，超灌高度不应小于1.3m；
对于Φ2.5m的桩基，超灌高度不应小于1.5m。在后续墩柱施工中凿除超灌混凝土时，需注意避免损坏桩身。

钻孔灌注桩是常见的基础施工技术之一，虽然操作简单，但是施工环节较多，涉及的技术面较广，具有一定的系统性和复杂性，而加强施工阶段的管理和对施工技术的控制，能够有效减少施工企业直接或间接的经济损失。文章依托实际工程项目对钻孔灌注桩的施工方案和施工工艺进行了一定归纳和总结，利用理论与工程实际相结合的办法，论证了相关施工技术的可行性。目前，该工程钻孔灌注桩已顺利完成，在施工过程中及后续检测中未出现任何质量问题，说明以上施工工艺切实有效，能有效减少钻孔灌注桩施工中的质量问题，为类似桩基工程项目提供了参考。

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