钻孔灌注桩施工方法探讨
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摘要：因为钻孔灌注桩施工环节多，工艺复杂，成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约，严重时会导致桩身承载力的明显降低，甚至造成病桩、断桩等重大质量事故。本文阐述了钻孔灌注桩的施工工艺，以及在施工过程中注意的一些事项以及施工过程中钻孔灌注桩的施工方法。
关键词：钻孔灌注桩桩基成孔
1.施工准备
开工前召开现场技术交底以及设计交底会，使所有参与钻孔桩施工人员明确本岗位的详细技术要求、职责、尽一切力量避免出现断桩和其它问题。钻机、护筒、钢筋、泥浆箱及各种像棺材脸，准备到位。处理好文明安全施工有关事项，包括用电、排污、排放泥浆、三防等。备足有关配件材料。做到开钻后中途不停钻。检查所有测量仪器及施工机械，确保无误。提前完成钻孔灌注桩的定位工作，平整场地，接通水、电，为钻机进场创造好条件清理、清除钻孔桩桩内杂物，保证护筒顺利下放。对自备发电机组进行测试，并进行停电时的快速发电、通电检验，确保停电时能快速保证钻机重新开钻。位于旱地钻孔灌注桩，应用挖孔埋设钢护筒：位于现状河道内桥梁，搭好水上排架，排架竖向均应用6米长、直径十六米的松木桩，并用道钉连接，中间用剪刀撑加固。
1.施工方法
应用GPS150型钻机，正循环回转法施工。钻头应用尖头笼式钻头（主要用于黏土层中）及平头笼式钻头（主要用于粉砂土中）。
2.1测量放样
对整个桩基点建立测量控制网。应用全站仪确定具置，并应用十字交叉附桩。
2.2埋设护筒
护筒应用钢护筒，用五米厚钢板制成。确保在护筒埋设稍有偏差时，保证钻头能准确就位，并能顺利提钻。旱地里护筒长度为1。2米位于现状河道内的护筒长为2米（并外套钢护筒），因为上部土质较差，大部分为杂填土。原则上保证护筒进入原状态土50厘米。并高出地面30厘米左右。以确保不少于一米的水头压力，防止塌孔。如两米不够长，加长护筒。由于地质资料第一层土为粉质钻土。第二层均为淤泥质粉质黏土层，下为粉土夹粉质粘土，因此护筒埋深不宜穿透粉质黏土层，而使护筒外漏段长一些有利。
护筒就位用十字交叉法定位。护筒就位后，四周用粘土分层均匀填满夯实，确保泥浆不外漏，确保护筒位置正确牢固。如果底部土质很差，为防止护筒下沉，采取相应的加固措施，把护筒固定。护筒埋好后，测定好护筒顶标高，作好记录，请监理复合认可后，钻机就位。护筒埋好后，在桩机范围内整浇混凝土地坪，挖好泥浆排放沟，确保泥浆不外溢。
2.3泥浆循环
在各桥位四周各设置一个四根桩泥浆容量的泥浆池（泥浆比重1:3），用于泥浆循环，并及时组织泥浆车外运。
2.4钻孔
开钻前配置好比重为1。3-1。4的泥浆进入泥浆池及孔内。调平好钻孔工作平台，保证钻孔平台水平并确保牢固。在钻孔过程中不发生倾斜移位。调整好钻机，保证钻杆竖直，使钻架吊点、钻机的转盘中央和桩位中心三点在一垂直线上。在钻孔过程中，随时检查平台的水平度，发现倾斜，及时调整，确保成孔垂直度。在粘土钻孔过程中，及时检查泥浆比重，控制在1。2-1。3之间。粘度控制在16-22秒，发现不符，及时调整。钻空作业分班连续进行，不中断。在升降钻具时，保证操作平稳，钻头提升时，防止发生碰撞护筒、孔壁及挂钩护筒底现象发生。在钻孔中因故停钻时，一是确保有规定水位及相应比重的泥浆，防止塌孔；二是钻头上提两米左右，以防钻渣沉淀而埋住钻头，造成质量事故。钻孔中应用轻压慢孔现象。在粉砂土控制进尺进度，加大泥浆比重至1。3-1。4，粘度22-24秒。在粘土中控制中等转速，大泵量稀释泥浆，防止泥浆比重过大，影响成孔质量。
当钻孔达到设计深度，及时停机。对孔径、孔深、空斜率进行检查，自测合格后，报监理复测，同意后，开始清孔。
2.5清孔
达到设计深度后，开始清孔，用换浆清孔法。当泥浆比重为1。15-1。18时，再放钢筋笼。
2.6下钢筋笼
钢筋笼现场分节制作，长度根据定尺钢筋长度及钢筋笼长度确定。保证接头按50%错开。同一根钢筋两个接头错开100厘米以上。钢筋笼制好后，报监理验收合格方可使用。制作原则是：主筋顺直，距离均匀，箍筋间距均匀，点焊牢固，保护层垫块均匀为10d，持证上岗，保证焊缝饱满，长度满意规范要求。吊放钢筋笼，确保骨架垂直缓慢下放，控制好钢筋笼顶标高，用两根钢筋固定在正确的标高位置上，保证钢筋骨架不下沉、不上浮。
2.7放导管
导管在使用前检验好水密性试验。不合格的接头不准使用。保证导管在填充水下混凝土中不漏水，不漏浆，确保桩的质量。根据孔深配置好相应的导管节数，保证安装时一次性到位。下放导管时，位置保证正确，卡口旋紧。导管底与孔底保证有30厘米左右的空隙，防止导管进入沉淀中，混凝土无法涌出管外。还要避免离孔底太高，使第一斗灌注混凝土无法埋住导管口或导管埋深太少，泥浆重新涌入导管内，形成夹泥，影响成桩质量。
2.8二次清孔
放好导管后，通过导管进行二次清孔，测定好泥浆比重为1。10左右，沉淀≤10厘米，孔径、孔深符合设计要求时，报监理同意后，开始浇筑混凝土。
2.9浇筑混凝土
钻孔灌注桩混凝土应用C25商品混凝土。坍落度宜控制在16厘米-22厘米。浇混凝土前，隔水塞在导管一定高度内设置好，有初灌量计算确定。初灌量确定原则：当导管孔底30-40厘米时，保证第一次混凝土下料是导管买入混凝土中一米以上。斗内灌满混凝土，剪断铁丝，混凝土连续灌溉。用测绳测得导管埋深为6米。拆导管二节并保证拆导管后，导管在混凝土内埋深＞1米，再浇混凝土，也就是控制两点，第一，导管埋深不宜过大，控制在4-6米之间，过深导管无法拔出，导致埋管形成断桩。第二，导管埋深必须保证最少有2米，防止操作中稍有失误，导管提升过高、过快，出现导管埋深过小或拔空，涌入泥浆，形成断桩、夹泥的质量事故。混凝土顶标高比设计桩顶标高出2米，确保设计桩顶以上1米内混凝土质量符合设计要求。配备一定数量泥浆车，保证泥浆顺利外运。
3、钻孔注意事项
每到工序需请监理验收合格后再进行下道工序施工。确保钻孔垂直，钻头带导向，孔底减压钻进。开钻前预先配置好优质泥浆，用粘土或膨胀土为原料，控制比重在1。3-1。42之间。遇夹沙土层时，为放缩颈，把优质泥浆注入孔内。确保孔底沉渣小于10厘米，应用二次清孔。商品混凝土严格控制坍落度及发料时间，确保混凝土连续下料。防止断桩、夹泥，备足第一斗料。现场施工记录确保正确，每根桩均报现场监理工程师予以验收签字。为防止严峻塌孔现象发生，钻孔应用梅花形间隔法（对角线）施工。如果发生塌孔、斜孔，则回填粘土至塌孔处以上1-2米，重新钻孔。发生卡钻及落钻等现象，仔细分析原因，采取按相应对策解决问题。保证每根桩成孔质量检测比例达到规范要求。在施工中严格按照规范、保准执行，不合格要返工重做。如果下雨浇筑混凝土，斗上设防雨棚，防止雨水进入混凝土内。
4、钻孔事故的防备和处理方法
4.1坍孔
坍孔的表征是孔内水位忽然下降，空口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。处理方法：施工中应严格按照要求操作，以防为主，一旦发生坍孔，找出坍孔原因，采取相应措施。
4.2钻孔偏斜
钻孔偏斜事故的预防和处理方法:安装钻机时要使钻盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心3者在一条竖直线上，并常常检查校正。由于主动钻杆较长，转动时上面摆动过大,必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架钻进。
钻杆、接头逐个检查，及时调正。主动钻杆弯曲，要用千斤顶及时调直。再有倾斜的软、硬底层钻进时，应吊着钻杆孔控制进尺，低俗钻进。
用测孔器查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处，待沉积密实后再继承钻进。
4.3落物掉钻
预防措施：
(1)开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，交大落物和钻具，可用打捞工具打捞，然后在护筒口加盖。
(2)经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
(3)为便于打捞落入八孔内的钻头，可在钻头上预先焊上打捞环，或在钻头上围困几圈钢丝绳等。
处理方法：掉钻时应及时摸清情况。如果钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住，应首先清孔，使打捞工具能接触钻头。
4.4糊钻
在软塑粘土层回转钻进，因进尺快，钻渣量大，出浆口堵塞而造成糊钻。预防处理办法：首先应对钻杆内径大小进行计算决定。还应控制进尺，加强泥浆循环。如果已严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻头残渣。
4.5扩孔和缩孔
扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，如果只孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。如果因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。
缩孔原因有两种一种是钻头焊补不及时，严重磨耗的钻头往往教设计孔径稍小的孔。另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），如水膨胀后使孔径缩小，可应用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。
4.6钻杆折断
折断原因：（1）用地质或水文地质钻探小孔径的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。（2）钻进中选用的转速不当，使钻杆扭转或弯曲折断。钻杆使用过久，连接处有操作或接头磨损过甚。（4）地层坚硬，进尺太快，超负荷引起。
预防和处理：（1）选择钻杆直径和管壁厚度尺寸时，按规范要求进行计算决定。（2）不使用弯曲严重的钻杆，要求连接处丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头，要有防反转松脱的固锁设施。（3）应控制进尺，遇有坚硬、复杂地层要仔细操作。（4）经常检查钻具各部分的磨损情况，损坏的要及时更换。（5）如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新的或大钻杆继续钻进。
为防止漏浆，可加稠泥浆慢速转动，在有护筒防护范围内，接缝处漏浆，由潜水工用棉絮堵塞，封闭接缝。
参考文献：
JGJ94-2008，建筑桩基技术规范【S】.