建筑工程机械成孔灌注桩施工方法初探

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摘要：钻孔灌注桩施工属隐蔽工程项目，质量检查比较困难。因此，施工中要严格施工工艺控制和过程质量控制，以预防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心组织施工，抓好泥浆和混凝土质量,详细做好各项施工记录,牢牢把好钻孔、清孔和砼灌注等关键工序的质量关，才能保证钢筋混凝土钻孔灌注桩的成桩质量。文章对机械成孔灌注桩施工特点及难点、施工方法作了分析。

关键词：建筑工程、机械成孔桩、施工方法

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

一、工程施工的特点与难点分析

1）本工程处于碱渣、粉煤灰回填地区．溶岩地质复杂钻孔灌注桩塌孔、漏浆现象将非常严重。

2）本工程属回填地区，桩间距离较近，施工及灌注砼过程中容易造成穿孔。故在施工过程中合理安排钻机施工。

3）现场熔岩地质复杂。地质情况特殊，多次造成补勘、这在无形中也增加了施工难度。

二、施工顺序

根据现场实际情况，四种桩型(桩径700、800、900、l000)、熔岩较发育等特点，由此决定四种桩型可同时开工，其中10％桩有溶洞的桩用2台6T实心钻头冲击钻机以正循环法施工。一般的桩都可用40台空心钻头的乌卡斯冲击钻机施工。由于各种桩型桩之间的距离都很近，施工中应跳桩施工，要求间距在四米以上。根据不同情况采取不同工艺施工。

三、施工方法

钻孔机械采用冲击钻机，并配套使用实芯或空芯冲击钻头。

3．1 场地准备

在钻孔场地清除障碍物并进行平整，清除表±、平整场地并清理干净后即可埋设护简，适当挖土1～2米后埋设。护筒采用比设计桩径大20～30CM的钢护筒。

3．2 桩位测量

钻机进场前要完成桩位的测量工作，进行桩位定位测量放样，埋设牢固桩标志，并进行统一编号,记录其坐标及高程并妥善保护。

3．3 护筒埋设

根据现场实际情况，护筒埋设应满足下列要求：

1)地质情况确定,一般情况埋置深度为l～2m．特殊情况应加深以保证成孔和灌注混凝土的顺利进行。对砂土，将护筒周围0．5m～1．0m范围内的砂土挖出。夯填粘性土至护筒底0．5m以下。

2)护筒采用8mm厚钢板卷制而成，外设加强筋，护筒内径比桩径大100～300mm。

3)护简定位时，先以桩位中心为圆心，根据护筒半径在土上定出护筒位置，护筒就位后。施加压力将护筒埋入约50cm。如下压困难，可先将孔位处的土体挖出一部分。然后安放护简埋入地下。在埋入过程中应检查护筒是否垂直，若发现偏斜．应及时纠正。

4)当钻孔内有承压水时。护筒应高于稳定后的承压水位2．Om以上。若承压水位不稳定或承压水位高于地下水位很多，应先做试桩，鉴定在此类地区采用钻孔灌注桩基的可行性。试桩结果应报监理批准后，方可实施钻孔灌注桩基。

5)护筒高度宜高出地面300mm左右。

6)护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，一般平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1％。

3．4 钻机定位

钻机为滚筒式，下垫枕木方可行走定位。枕木应垫平垫实，便于控制钻机定位和钻架垂直。钻机定位时,要确保钻杆中心对准桩位中心，并用线锤调整桩架和钻杆在纵向和横向的垂直度。符合设计规范要求后将钻机固定。

3．5 成孔

1)钻机就位前，对成孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查、维修。钻机就位后，底座和顶端平稳，不产生位移和沉陷。钻机架顶部的起重滑轮槽缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者保持在同一铅垂线上。

2)成孔施工时,须待邻孔混凝土灌注完毕，并达到一定强度后，才能开钻。开始时用小冲程冲击钻进,低锤勤打，少抽渣,使开口圆顺。

3)当钻孔钻至护筒底时，加入小于5～12厘米的片石和粘土，反复冲击，挤密护筒底部周围土层。钻进至护筒底2．Om～3．Om后以正常冲程钻进。

4)当钻孔遇有土层时，适当减少冲程。加入适量片石，并注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处捞取渣样，判断土层，记入钻孔记录表并与地质柱状图核对。每进尺5．Om～8．0m，用检孔器检查一次钻孔的直径。遇到砂层时，适当增加粘土用量，以提高泥浆比重增大悬浮力。

5)在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的浆面和要求的泥浆密度、粘度。

6)在钻进过程中，保持孔内有1．5m～2．0m的水头高度，并防止扳手、管钳等金属工具或其它异物掉落孔内，损坏钻机钻头。钻孔泥浆采用的优质粘土在泥浆池里制备。

7)钻孔作业分班连续作业，孔达到设计深度后，技术质检人员先行自检，在孔深、孔径、孔位、孔斜等技术指标达到设计及规范标准要求后，会同设计代表、监理工程师进行检查验收。

3．6 泥浆制备和固孔

1)泥浆系统布置。泥浆系统由泥浆泵、泥浆池等组成。泥浆的主要作用在于：在钻孔过程中可增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，防止孔壁坍塌：再则在钻机成孔后至灌注混凝土前，使泥渣的沉淀迟缓，减少沉渣量。因此本工程中必须做好泥浆护壁工作，保证成孔安全。钻孔桩施工中。钻渣废浆处理是一个十分突出的问题，为保证工程顺利进行，拟在现场每个灌注桩施工块设置l座3Χ5Χ2m的30m3泥浆池，其中20m3作为泥浆池使用，另10m3作为废浆池使用，废浆经重力沉淀后，及时运出现场，并在现场内设置4个13．5m3(3Χ3Χ1．5m)的移动式泥浆箱备用。于此同时，在沉淀池中，加入无害的钻渣絮凝剂，如PAM、FELS等，加速细粒分散絮凝沉淀。泥浆循环采用泵送循环系统，其具体做法是采用泥浆泵管路、沉淀池和泥浆池作为循环系统。整体抬高钻机和孔口的高程，以满足钻进和灌浆工序时泥浆流向的要求和废浆流向的要求。泥浆通过自重流至沉淀池，经过沉淀池沉淀，流入泥浆池，最后通过泥浆泵泵入孔内，形成浆液循环。

2）护壁泥浆应选用高朔性粘土或膨润土，其性能指标符合JTJ248-200l附录C规定。若采用粘土拌制泥浆，应按规定进行土质的物理试验、化学分析及矿物成份鉴定，并应进行造浆试验。上述试验成果均应报送监理工程师审批。

3)泥浆护壁钻孔钻进期间，护筒内泥浆面应高出地下水面1．0m以上：在受水位涨落影响时，应加高护筒至高水位l.5～2．Om以上。并应采取稳定护筒内水头的措施。

4)钻进过程应不断置换泥浆，保持浆液面稳定。

5)浇筑灌注桩混凝土前，应进行第二次清孔，并检验一次泥浆性能，检测内容包括密度、含砂率和粘度等。

3．7 清孔

1)采用二次清孔，即在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和灌注桩前清孔一次。

2)第一次清孔在终孔后进行，采用泵吸或气举的方法施工，将调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻渣，以泥浆性能参数控制。

3)第二次清孔在下好钢筋笼和导管后进行，利用导管或泵吸的方法进行清孔．清孔时经常上下窜动导管，以便能将孔底周围虚土清除干净。最终沉渣厚度及泥浆指标达到设计规范要求。

4)清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1．5～2．0m防止塌孔。3.8 钢筋笼制作与吊放

1)钢筋笼制作,钢筋接头采用搭接焊接，其焊接长度单面焊lOd，双面焊5d，并将接头错开50cm以上，同一断面接头不应大于钢筋笼主筋数量的50％。为使钢筋骨架有足够的刚度以保证在运输和吊放过程中不产生变形，每隔1．5m～2．0m用Φ22的钢筋设置一道加强箍筋。在箍筋上设穿心圆式混凝土垫块，以保证钢筋保护层的厚度。运输半成品时应防止其变形。

2)吊放钢筋笼应符合下列要求：

①钢筋笼吊放前应进行垂直校正：

②就位后钢筋笼顶底高程应符合施工图纸规定；

3.9 混凝土浇筑

本工程中的灌注桩C35水下混凝土采用搅拌站拌混凝土，运输采用混凝土罐车进行运输，混凝土灌注采用导管法。

四、结语

本工程实际采用空心或实心冲击钻机钻进，自然造浆成孔，二次清孔导管法灌注水下砼。整个工艺分为成孔及成桩两大部分。成孔部分包括冲击钻进成孔，泥浆护壁及一次清孔。成桩部分包括钢筋笼制作、下放钢筋笼、导管安放、二次清孔、商品砼灌注、分次起拔导管、成桩。