钻孔灌注桩施工方法

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【摘要】正循环回转钻孔灌注桩以其适应性强、造价低、施工简单易操作已广泛应用于水利、公路、铁路、港口、高层建筑等工程基础中。但由于施工工艺环节较多，一环不慎，便可能发生质量事故，给国家及企业造成较大损失。为此结合笔者参与施工的多处钻孔桩的成功经验，谈一谈正循环钻孔灌注桩施工方法的要领。

【关键词】正循环、钻孔桩、施工方注、施工技术。

1.正循环回转钻孔灌注桩的施工原理及适应范围

正循环回转钻孔是用高压泥浆通过钻机的空心钻杆，从钻杆底部射出，同时钻头钻进，将土层搅松成为钻渣，被泥浆包裹浮悬，随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆溜槽，经过沉淀池净化，泥浆再循环使用。泥浆在不仅有固壁和作用，还要升携带钻渣上升外排，故对泥浆的质量要求较高。

正循环回钻适用于粘性土粉砂细中粗砂，含少量砾石、卵石（含泥量少于20%的土、软岩，孔径为80～250cm，孔深为30～100m，其优点是钻进与排渣同时连续进行，成孔速度较快，钻孔深度较大。

2.施工工艺

2.1施工放样

根据桩位平面图中各桩的坐标，用全站仪准确地测放各桩的中心位置。经复核无误后，埋设护桩进行保护。

2.2护筒埋设

护筒采用于5mm厚钢板制作，直径大于孔径20~30cm。护筒埋设平面位置偏差不大于5cm，倾斜程度不大于1%，护筒周围用粘土夯实。

2.3泥浆制作

泥浆采用自拌方法，控制指标应满足下列要求：

相对密度：一般土层1.05～1.20，易坍土层1.20～1.45；

粘度：一般土层16～22S，易坍土层19～28S；

静切力：一般土层1.0～2.25Pa，易坍土层3～5Pa；

含砂率：8％～4％；

胶体率：＞96％；

失水率：一般土层＜25mL/30min，易坍土层＜15mL/30min；

酸碱度：8～10PH。

在钻孔中，泥浆顶面应始终高出孔外水位。为回收泥浆，减少环境污染，设置泥浆循环净化系统。

2.4钻孔

钻机就位后，对钻头中心和桩位中心校核无误后，方可开钻。钻孔时钻架必须稳固，钻头对准桩位中心，开钻前对钻机及其它机具进行检查，机具配套，水、电畅通。钻孔严格按规范和招标技术文件的规定和要求进行施工，同时应符合下列要求：

（1）循环钻孔采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终承受部分钻具的重力。孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥、压块重力之和（扣除浮力）的80％，以避免和减少斜孔、弯孔、扩缩现象。

（2）开钻时慢速推进，待导向部位全部进入土层后才全速钻进。

（3）钻孔一经开始，应连续进行，不得中断；及时如实填写施工原始记录；严格执行交接班制度。

（4）经常对泥浆进行试验，以确保泥浆符合要求，在地质变化处，捞取渣样，判明土层，记入表中，以便核对地质剖面柱状图。

（5）升降钻锥时要平稳，钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁或钩挂护筒底部，拆装钻杆要迅速。

钻孔停机、提钻、捞渣时应保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度，以防坍孔。

2.5终孔及清孔

当钻孔达到设计终孔标高后，对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查，然后填写终孔检查证。清孔要求：桩径1.5m以内的摩擦桩沉渣厚度不大于10cm；桩径大于1.5m的沉渣厚度不大于15cm，端承桩无沉渣。清孔采用换浆法，即钻孔完成后，提起钻头至距孔底约20cm，继续旋转，逐步把孔内浮悬的钻渣换出，在清孔排渣时，保持孔内水头，防止坍孔。清孔后调整泥浆，使其相对密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa.s；含砂率：<2％；胶体率：>98％。

2.6钢筋

深孔钢筋笼分节预制。钢筋笼的绑扎、焊接、安装应符合规范及招标技术文件的规定和要求，同时还要做到：

（1）钢筋笼就位过程中，焊接时应保证上下两节都垂直，防止因焊接原因导致钢筋笼中心偏位和下放困难。浇注砼之前，由测量队用全站仪对钢筋笼中心进行定位，定位后钢筋笼顶面要用有效的方法进行固定，一般用四根钢筋对称焊在护筒上，以保证钢筋笼顶面标高和中心位置偏差在允许误差范围内，并能防止砼浇注过程中钢筋笼上升，还要防止钢筋笼移动和倾斜。

（2）钢筋笼应事先安设控制钢筋笼与孔壁净距的隔离块，隔离块沿柱长的间距为2m左右，交叉排列。

为了防止在下放钢筋笼过程中，钢筋笼碰撞孔壁，吊入钢筋笼时，应对准钻孔中心竖直插入。

（3）砼导管和护筒拔出时，应防止钢筋笼上升。

（4）钢筋笼底面高程的允许误差±50mm。

2.7导管安装

导管直径为φ250，安装前要进行水密、承压试验，保证在浇注过程中不漏水，吊装就位时导管应位于孔口中央，导管下口至孔底一般为40cm。导管安装完成后，要对孔底沉淀物进行检测，如果沉淀物厚度超过设计和规范的要求，需进行二次清孔，直至达到规范要求后才可进行砼灌注。

2.8水下砼灌注

2.8.1水下砼配合比设计

拌制砼所用的材料应符合规范以及招标技术文件的规定和要求，同时水下砼应符合下列要求：

水泥标号为P.o.42.5，初凝时间不小于6小时。粗骨料为级配良好的碎石，粗骨料最大料径小于4cm，且不大于导管直径的1/6，不大于钢筋笼最密净距的1/3。含砂率宜为0.4～0.5之间。塌落度为18～20cm。水泥用量不小于350kg/m3，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300kg/m3。水灰比应为0.5～0.6。

2.8.2砼灌注

砼在拌和站用强制式拌和机集中拌制，砼输送泵输送，为确保灌注桩的质量，必须做到：

（1）首次砼灌注前，应对首灌砼方量进行计算，配备足够大的料斗装满砼，以保证首次灌注封底成功。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要

所需砼数量按公式计算。

式中：

V——灌注首批混凝土所需数量(m3)；

D——桩孔直径(m)；

H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；

H2——导管初次埋置深度(m)；

d——导管内径(m)；

h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m)，即H1=/。

（2）首灌砼导管埋深不得小于1m，在砼浇筑过程中导管埋置深度为2～6米。

（3）砼面接近钢筋骨架时，导管保持稍大埋深，放慢灌注速度，减少砼的冲击力。砼面进入钢筋骨架4m以上后，适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有2m以上的埋深后，方可恢复正常的灌注速度。

（4）浇注砼时溢出的泥浆应引流至适当地点以防污染。砼应连续浇注，直至浇注顶面高出设计标高不小于80cm。砼在终凝7d后才能凿除桩头，并应保持凿除后砼面的平整、清洁，不应有泥及其它杂物。3.钻孔施工易出现的问题及处理方法

3.1钻孔过程中出现坍孔

其表征是孔内水位突然下降又回升，孔口冒细密水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。坍孔一般是因为泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成。查明坍孔位置后进行处理，坍孔部位不深的时，可采取深埋护筒法，将护筒填土夯实，重新钻孔；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，如果无上述土类时可采用粘质土并掺入5%～8%的水泥砂浆，应等待数日后采取改善措施重钻。

3.2钻孔偏斜、弯曲

一般是因为地址松软不均匀、岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等原因造成。可在偏斜处钓住钻锤反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重的时，应回填粘质土到偏斜处顶面，待沉积密实后重新钻孔。

3.3扩孔缩孔

扩孔多系孔壁小坍塌或钻锤摆动过大造成。钻孔缩孔常因地层中含遇水能膨胀的软塑土或泥质页岩造成，一般采用失水率小的优质泥浆护壁；钻锤磨损大也能使孔径稍小，应随时检查，及时焊补钻锤。当缩孔已发生时，可用钻锤上下反复扫孔，扩大孔径。

3.4钻孔漏浆

一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒沉埋深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻锤慢速转动、增加孔壁粘质土层厚度等措施。

3.5糊钻

多出于正循环回钻钻进时，遇软塑粘质土层，泥浆相对密度和粘度过大，进尺快，钻碴量大，出浆口堵塞而造成。应改善泥浆性能，对钻碴进出口和排碴设备的尺寸进行检查，并控制适当进尺。若严重糊钻，应停钻提出钻锥，清除钻碴。

4.砼灌注易出现的事故及预防与处理措施

灌注水下混凝土是成桩的关键工序，灌注过程中应明确分工，密切配合，统一指挥，做到快速连续施工，防止发生质量事故，若出现质量事故时，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救，以期尽量减小经济损失。

4.1导管漏水

主要原因：首批混凝土储量不够或导管底口距孔底间距过大，不能将导管底口下部封住，使水从导管底口涌入；导管接头不严，橡皮垫被高压气囊挤开，水进入；导管提升过猛，控制错误，使导管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。

处理方法：是第一种情况，立即将导管提出，进行清孔重新下导管，重新灌注。若是第

二、三种情况，应换新导管，使导管口插入混凝土中，用吸泥机将导管内的水和沉淀吸出，继续灌注混凝土，起先砼应增加水泥用量，以后的砼恢复正常配合比。

4.2卡管

主要是由于初灌时隔水栓卡管或坍落度过小，流动性差，夹有大骨料，砼离析或导管漏水引起。灌注过程中加强对导管的检查和砼各项指标的检查。

4.3埋管

主要原因是导管埋入混凝土过深，使导管内外砼已初凝、与混凝土产生的摩擦力过大，或提管过猛将导管拨断。

预防方法是严格控制导管埋深不得超过6m，混凝土内加缓凝剂，加速混凝土灌注速度，提升导管不可过猛。

5.灌注桩出现问题后的补强措施

灌注桩检测后若发现有夹层断桩、混凝土离析、空洞等事故时，经设计代表和监理工程师同意后可以进行补强处理。

采用压入水泥浆补强。钻两个小孔，分别作出浆进浆口用。深度应达补强处以下1m。用高压水泵向孔内压入清水，使夹层泥渣从出浆孔被冲洗出来。压入水灰比为0.8的纯水泥浆，待出浆孔内有水泥浆冒出来之后，再用水灰比为0.5的浓水泥浆压入，浓浆压入时应使其充分扩散，当浓浆从出浆口冒出时停止压浆，用碎石将出浆口封住，并以麻袋堵实。最后用水灰比0.4的水泥浆压入，压力增大到0.7～0.8MPa时关闭进浆阀，稳压压浆20～25min，压浆补强工作结束。

6.结束语

钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重，因此在施工中应加强施工管理,采取科学的施工方法和切实可行的实用方案。只有严格按照划范、规程操作，加强监督、检测，才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。对己出现问题的桩基，应掌握详尽而准确的现场资料，及时组织专家会诊，制定安全可靠又经济的处理方案。

参考文献：

1．建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)

2．泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工艺标准(204-1996)

3．螺旋钻孔灌注桩施工工艺标准（GY205-1996）

4．建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）