土木工程中的钻孔灌注桩技术

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摘要：随着我国经济的迅速发展，我国土木工程领域的开发建设得到了空前机遇。近些年各种施工技术不断地被研制并应用，土木工程的整体素质得到飞跃式的优化与加强，不断为人类社会创建优秀的物质环境，逐渐成为现代文明中不可缺失的一部分。

关键词：土木工程；钻孔灌注桩；技术

中图分类号： TU74文献标识码： A 文章编号：

引言：

随着我国土木工程中钻孔灌注施工技术的广泛发展与应用，钻孔技术不断改善。同时，钻孔灌注技术应加强对全面质量管理的重视，严格控制各道施工程序，确保工程质量，为土木工程建设打好基础。

一、我国土木工程发展现状

1、近年来，我国土木工程的发展速度极为迅猛，在我国现代化建设领域当中取得了有目共睹的成绩，逐渐成为我国国民经济重要的支柱产业。在建筑方面，自改革开放以来，全国各地建立起众多高层、超高层建筑，在桥梁工程方面亦有惊人成就，随着桥梁结构、施工技术的不断创新与发展，我国大跨度桥梁已经进入了一个新的发展领域，如杨浦大桥、南浦大桥等等。以上资料说明土木工程在我国的发展均达到了国际化的先进水平，而此成就的基础便是施工技术。

2、钻孔灌注桩技术在土木工程中较常用，是当前建筑工程中普遍使用的一种基础承载力施工方式。它主要由钻孔和成桩灌注而成，工序环节多且工艺流程复杂，要求在短时间内迅速完成对混凝土浇灌注的过程。因此，人为因素在施工中起到的影响很大，如果施工人员有疏忽就会出现施工质量上的隐患，将导致断桩等重大事故，危及工程质量。所以必须进行该施工技术的全面质量管理控制，明确质量标准，建立健全并逐步完善施工中的管理及工程质量检查机制。钻孔灌注桩作基础的设计时，设计人员通常在施工图上未明确确定施工现场所使用的钻机型号，任建设方挑选。而建设方往往出于预算、造价等多方面因素考虑，采用的钻机往往达不到设计图所要求的标准，导致工艺不达标，从而形成数量众多的问题桩，基础承载力更是空谈。相较于传统的钻孔灌注技术，目前有更先进的施挖钻孔灌注技术，由于采用了更高科技的旋挖工具，从一定程度上减少了人为因素可能对钻孔灌注技术产生的影响，使孔洞质量得到保证，其他诸如底部清污、垂直度等指标均超越以往，其基础承载力也在原先基础之上提升很多。使现场施工的综合效率大幅度提升。

二、灌注桩施工技术

1、干作业成孔灌注桩施工技术

干作业成孔灌注桩是利用成孔机具，在地下水位以上的土层中成桩的工艺，适用于黏土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等土质。目前常采用螺旋钻机成孔，它是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土体，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。钻头是钻进取土的关键装置，有多种类型，常用的有锥式钻头、平底钻头、耙式钻头等，锥式钻头适用于黏性土；平底钻头适用于松散土层；耙式钻头适用于杂填土，其钻头边镶有硬质合金刀头，能将碎砖等硬块削成小颗粒，螺旋钻机成孔直径一般为300-600 mm。干作业成孔灌注桩的工艺流程为：测定桩位钻孔清孔下钢筋笼浇注混凝土。钻孔操作时要求钻杆垂直稳固、位置正确。如发现钻杆摇晃或难以钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机，检查排除。钻孔时应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。当螺旋钻机钻至设计标高后，应在原位空转清土，以清除孔底回落虚土。钢筋笼应一次扎好，小心放人孔内，防止孔壁塌土。混凝土应连续浇筑，每次浇筑高度控制在1.5m 以内。

2、泥浆护壁成孔灌注桩施工技术

泥浆护壁成孔灌注桩施工要点：埋设护筒。钻孔前需在桩位处埋设钢护筒， 护筒的作用有固定桩位、钻头导向、保护孔口、维持泥浆水头及防止地面水流入等。护筒一般用4-8mm 厚钢板制成，内径应比钻头直径大20cm 以上。埋设护筒常用挖埋法，埋设深度黏性土不宜小于1.0m， 砂土中不宜小于1.5m，孔口处用黏土密实封填。筒顶高m 地面0.3-0.4m，泥浆面应保持高出地下水位1.0m 以上；护壁泥浆。泥浆在桩孔内会吸附在孔壁上，甚至渗透进周同土孔隙中，避免内壁漏水。它具有保持孔内水压稳定、保护孔壁以防止塌孔、携带土渣排出孔外以及冷却与钻头的作用。在砂土中钻孔，需在现场专门制备泥浆注入，泥浆是由高塑性黏土或膨润土和水拌和的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增黏剂及堵漏剂等。在黏土中钻孔，也可采用输入清水，钻进原土自造泥浆的方法，注入的泥浆相对密度应控制在1.1 左右，排出泥浆的相对密度宜为1.2-1.4。

3、清孔

钻孔达设计标高后，应测量沉渣厚度，立即进行清孔。以原土造浆的钻孔， 清孔可采用射水法，此时钻头只转不进，待泥浆相对密度降到1.1左右即可；注入制备泥浆的钻孔，采用换浆法清孔，即用稀泥浆置换出浓泥浆，待泥浆的相对密度降到1.15-1.25 即认为清孔合格。在清孔过程中通过置换泥浆，使得孔底沉渣排出。剩余沉渣厚度的控制是：对端承桩不大于50mm，对摩擦端承桩及端承摩擦桩不大于100mm，对摩擦桩不大于300m。

三、土木工程中钻孔灌注施工应用技术

1、准备场地。在钻机入场之前，技术人员应利用全站仪监测待施工的桩位，并埋设护桩。钻机的布置应考虑到平台有效施工面积，并且每一个钻机完成钻孔之后，应间隔一个桩再就位，防止两台钻机同时在相邻孔位工作。如果施工场地中有地面水，钻孔设备很难入场，就需要人工筑岛操作，应高出地面水位的50cm以上，没有地面水则应高出地下水位1m以上，如果场地比较干旱，可直接平整场地、清除杂物并换除软土，即可开展下一步埋设护筒工作。

2、埋设护筒。护筒应采用钢材质，钢护筒的内径比设计桩大约30cm，选用厚度8mm的A3钢板卷，为了保证钢护筒的整体质量，在焊接时应设置宽15cm、厚12cmm的钢带，并在护筒底加设50cm、厚14cmm的刃脚。同时要保证泥浆出口高出地面30cm。在埋设护筒时，其四周的土层应分层夯实，且选择含水量适当的粘土。在旱地的处置中，埋设外护筒适宜采取挖埋法，埋设的深度应入土中1m以上，并在护筒周围均匀、对称地回填最佳含水量的粘土，应做分层回填夯实处理，以保证最佳密实度。在水中埋设外护筒时，可采取震动加压下沉的方法，护筒底也应沉至硬土下的1m左右，否则就会造成穿孔、坍塌现象，若产生钻孔漏浆现象，就要增加护筒的埋设深度，并返工处理。

3、制备泥浆。在钻孔灌注过程中完善泥浆循环系统，确保泥浆的各项指标符合要求，提高钻机工作效率并确保桩质量。泥浆可在钻孔过程中发挥悬浮或携带钻渣、提高孔壁稳定、清洗孔底等作用。

4、开始钻进。在钻孔工作后，应适当提高钻杆、在护筒中打浆，同时使用泥浆泵循环，等到泥浆均匀后开始钻进。在钻进过程中，应适当控制进度，在护筒底部以低档慢速钻进，保证底角有坚固的泥皮护壁。如果护筒底部的土质松软产生漏浆现象，可适当提高钻头，向孔中倾入粘土块，再将钻头在其中倒转，将胶泥挤入孔壁中，堵住漏浆空隙，保证泥浆稳定钻进。

四、钻孔灌注桩在施工中常见问题及处理方法

1、孔坍塌。其主要原因是因为护筒埋设较浅，使筒底漏水。应立即拆除护筒，进行重新安装埋设，然后再钻孔。因地质问题造成的坍塌，可向孔洞内加入粘土、水泥等，构建出坚实的筒壁后，再继续作业。由于泥浆调配比不符合要求而造成的坍塌，处理时应加入高质量粘土，以增加泥浆的比重。

2、钻锤卡。遇到卡钻情况产生，采用捞钩控制钻锤左右、上下吊动。因钻孔形状产生卡钻，应使用相应的钢丝绳，使其转换角度后解决。

3、钻孔径缩小。作业中软土吸收水分后鼓胀致使钻孔径缩小，可用钻锤进行反复扫孔以达到符合要求的钻孔径。钻头的磨损也会使钻孔径不达标，应定期、及时检查钻头并进行修补。

4、钻孔位置错误。在钻孔中遇到大石块时应重新校正钻中心位置，并在作业过程中定期检查。基于钻孔底部固定性问题，会发生位置移动。应加强底座的稳定性，固定并夯实底座，在作业中注意把握速度与冲击度。

5、孔渣过多。通常由于泥浆太稀，孔未清净，泥浆比重问题，清孔后等待灌注作业时间过长等原因造成。所以在清孔后，继续保持低速动作，泥浆循环系统始终保持作业，清孔完成后尽快灌注混凝土。

6、堵塞导管。原料粒大小不一，搅拌不均匀，连接处密封不佳而形成的气阻。严格做好混凝土调配比，管道连接处封闭严实，搅拌要均匀。

7、桩顶混凝土质量差。预加混凝土高度不够，上半部压力小，混凝土的密度太低。用水稀释泥浆，减小泥浆相应的比重。

8、断桩。混凝土不连续凝固，被冲洗填充，影响整体质量，降低桩的强度和承载力。按相关技术规范处理，通过严密计算制作混凝土调配比，使其凝固有连续性。

五、结束语

综上所述，随着钻孔灌注桩技术在我国土木工程中的广泛应用和发展，其技术也在不断更新与完善，相关钻孔的设备也呈科技化趋势。只有保证了钻孔灌注技术的施工质量，才能为土木工程建设奠定良好的基础。

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