钻孔灌注桩施工要点

钻孔灌注桩施工要点

我单位施工的桥梁不论是城市桥梁还是公路桥梁绝大多数都有钻孔灌注桩基础在工程中所占的位置非常重要。施工中既有测量工作又有机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作工程种类繁多技术含量高影响因素多控制不好便容易产生质量事故而基础工程具有隐蔽性若处理不当往往延误工期造成重大经济损失。这里就钻孔灌注桩的施工技术发表一些浅见供大家探讨。

一、基本资料收集和分析 在正式施工前根据提供的地质勘探资料及从水文、气象等部门提供的桥位所在地的气候水文资料进行认真分析了解各部位所在位置及地质水文情况分清普遍性和特殊性做好标识制定相应措施。在收集资料的过程中最好能见到地质钻探土质岩芯样品。并且在钻孔的同时也要收集、记录各地层资料（包括影像、土样等）与勘探设计的情况作对比若有差异及时报告设计部门看是否需要改变桩长、桩径等也为调价索赔做好资料收集工作。前期资料的分析十分重要影响到整个桩基施工方案的编制包括机械设备的配套、作业方式的选择还有施工进度和计划安排。

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二、钻孔施工 影响钻孔质量和进度的因素较多泥浆性能、钻具形式、钻压、转速、循环方式、钻进方式等是制约钻进速度的关键因素。

1、泥浆：泥浆在钻进过程中起到护壁、浮渣、絮凝的三个作用在钻进时应配有专门的试验人员定时检测泥浆指标严格控制泥浆性能优质泥浆要求比重低、失水率低、含砂率低、粘度适当。根据地质条件和钻进方式的不同应适当予以调整。在钻孔前可用施工地的土质进行泥浆试配在不满足施工要求的情况下确定采用外运优质粘土或者添加剂。其常用性能指标见下表: 优质泥浆性能指标 相对密度 (g/cm3) 粘度 （s） 含砂率 （%） 胶体率 （%） 失水量 （mL/30min） 静切力 （Pa） pH值 泥皮厚度 （mm） 1.05~1.15 19~22 ≤2 98~100 ≤15 1~2.5 8~10 3

2、合理选择钻孔机具 钻机是钻孔的关键设备直接影响钻孔速度与成桩质量。我单位施工目前常用的钻机有正反回转钻、冲击钻、旋挖钻三种。回转钻适用于较软地层孔径80cm～250cm深度一般不大于100米冲击钻一般用在较坚硬地层孔径80cm～200cm深度不大于100米旋挖钻属于新型钻孔设备通过底部带有活门的桶式钻头的回转直接将土旋入钻头内然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土如此循环往复直至成孔。它具有噪声小、污染少、钻孔速度快的特点

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自备履带行走方便操作采用微电脑系统控制精度高速度快能自动调整桩身的垂直度和倾斜度并能准确地控制钻孔深度但对土质有较高要求在砂层中很容易坍孔。选择钻机首要考虑地质条件其次是运输条件、环境因素、工期安排以及成本控制等影响因素。

选定钻机之后要确定配套设备以气举反循环为例当钻杆直径小于20cm时配1台9m3/分钟的空气压缩机应可满足要求如钻杆大于20cm一般要有20m3/分钟的供气能力合理配置空压机直接影响钻井速度供气量不足会引起排渣困难钻头重复破碎钻渣既不能充分发挥机械效率还容易引起糊钻堵管等现象。反之供气太大由于钻头进水口尺寸大小的限制加上钻屑在钻杆内流动的阻力管口外泥浆钻渣等进入钻杆的流速必定受到限制钻杆内的液体供应量不能满足气举排渣需要钻杆内的水柱不够高气体冒出气压下降降低了排渣能力另当井深达到一定深度便要考虑是否需要使用风包钻杆由于空压机的最大工作压力是一定的当气压水压时则压缩气体便不能到达钻头底部更不能排渣一般来说大于7—8kg/cm2的空压机当钻孔深度超过50m时应加接风包钻杆将压缩空气由钻头底部排出改为由上部的风包钻杆排出。

在钻孔中选择合适的钻头也很重要钻头形式主要根据地质确定。一般对覆盖层和软弱岩层可采用刮刀钻头既加快进度又

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不容易糊钻。钻硬质岩层则要选用滚刀（牙轮）钻头钻头要求保证加工精度尽量使重心在钻杆中心位置以免钻进时摆动太大而引起扩径或破坏孔壁。

3、场地或平台建设 根据施工场地条件对于陆地或筑岛施工可将施工场地进行适当平整、硬化处理考虑钻孔桩顶设计高程（或钢筋笼顶的高程）与地面高程及地下水位的关系同时合理布置便道以利于机械设备的进出场布置好泥浆循环系统以及施工所需的水电管路布置时应尽量减少相互干扰。

部分水中钻孔桩采用钢平台或木平台施工。设计平台关键控制三点第一点是平台的高度平台既要保证高于预计工期内的最高洪水位又不得比最低水位高太多如低__水位则可能无法施工高于水位太多则一是增加材料用量二是由于水头相差过大将加大排渣的高度无论采用气举式或泵吸式反循环均增加了钻孔难度。第二点是考虑到平台的综合利用既要为钻孔桩施工服务还应考虑到其它结构的施工如系梁或承台以及下部结构。第三点是平台的面积平台面积既要满足钻机设备有足免空间摆布又要少占用河道面积以免带来通航上的麻烦或者赔偿的多余支出。

4、埋设护筒：钻孔桩使用的护筒内径比设计桩直径大20~40cm内壁平整, 竖直壁厚不得少于 5 毫米。接缝严密连接处筒内无突出物应耐拉、压不漏水。根据放样的桩基中心位

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置布设十字护桩。要求护桩位置准确不易被破坏。护筒埋设应高出地面30cm 或水面1~2 m且应高于钻孔内稳定后的承压水位 2 m 以上。护筒埋设深度为 2~4 米视具体的水文地质情况而定。护筒的定位必须准确平面中心允许误差为 50 毫米竖直线倾斜率不大于 1% 必须将护桩十字线在护筒边作上记号施工中要保护好护桩以便随时校核孔位。护筒必须埋设牢固四周的粘土应分层夯实防止护筒在施工中偏斜和下沉必要时应另行采取稳固措施。陆地护筒一般采用人工挖孔埋设水中钢护筒用振动锤振打且需与平台相连接。

5、钻孔 保持合适的水头高度是钻孔过程中的关键环节。钻进时适当加高孔内水头使泥浆对孔壁产生静压力而达到保持孔壁稳定。水头高度小压力就小水头越高则对孔壁压力越大地质情况好水头可稍小一些反之则要求高一些。反循环钻孔由于存在负压的作用（由于钻头底口的真空吸力而引起孔底水压的减小）它的水头高度比正循环要求高一些反循环钻进时一般采用2m左右的水头高度水头过高压力太大也不好如果压力超过土层承受能力则会引起反穿孔（会导致水头下降情况严重时就会引起坍孔）。

钻机操作人员根据地质情况和钻机性能对进尺速度和转速进行控制开孔时应采取慢进尺低转速保证孔口处孔壁光滑垂直之后便可加快转速和进尺速度。钻覆盖层可用中、高速档钻岩

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层须用低中档转速。正反循环钻孔均应采用减压钻进即钻机的主吊钩始终承受的钻压不超过钻杆、钻锥和压块重力之和（扣除浮力）的80%。冲击钻开孔时采用小冲程使初成孔坚实、竖直、圆顺能起导向作用并防止孔口坍塌钻进深度超过钻锥全冲程后可进行正常冲击。遇到坚硬漂卵石适宜采用中、大冲程对表面不平整的漂石、硬岩可先投入粘土夹子片石将表面垫平后钻进。旋挖钻机由于自重较大施工场地必须考虑其承载能力同时考虑钻孔的弃土位置及泥浆的循环布置。旋挖钻对中调平后开始钻机进取土开孔要求要缓慢进行防止过分扰动表层土和护筒造成护筒倾斜或塌陷。由于旋挖钻施工速度很快钻进过程中应根据地层情况控制进尺并加强泥浆指标检测防止钻进过快护壁能力不足造成塌孔。

泥浆在整个钻孔过程中具有举足轻重的作用因此需要我们重点控制在施工现场必须配备专门的试验人员及试验仪器定时测试泥浆。调整泥浆性能时泥粉、药品（ Na2CO3、NaOH、PHP等）用量一定要根据测试结果计算确定并充分溶解后再缓慢加入切忌乱加导致孔内泥浆水土分层造成质量事故及浪费加完药品后待泥浆完成一个循环后重新取样以了解泥浆指标的变化情况。

采用泥浆护壁钻孔控制孔底沉碴厚度也是一个难点一般在钻孔快到设计标高时就开始调整泥浆指标控制泥浆密度在

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1.05～1.10g/cm3间粘度在20S左右当钻到设计孔底标高后将钻头提高到孔底20cm左右使钻机空转反循环清孔清孔完后向孔底可再注入3～5m深的新鲜泥浆以减少泥浆中钻屑沉淀。

三、钢筋笼安装 钻孔桩钢筋笼一般分节制作采用汽车吊或钻机自己吊装吊装时应保证钢筋笼不发生变形钢筋笼就位后应予以固定避免灌注砼时钢筋笼上浮。吊入钢筋笼时应对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍可徐徐下放防止碰撞孔壁而引起坍塌。下放过程中要注意观察孔内水位情况如发生异常马上停止检查是否塌落。钢筋笼入孔接长采用单面搭接焊并要使上下轴线在同一直线上。钢筋笼入孔后保证中心与设计桩中心偏差在50mm以内顶端与护筒牢固定位防止在灌注混凝土过程中下落或被混凝土顶托上升。

四、水下砼灌注 水下砼灌注多使用刚性导管法。钢导管使用前必须进行水密、承压和接头抗拉试验合格后方可投入使用。施工中必须严格检查好每次接头再下放导管。导管安装应竖直避免碰撞钢筋笼。导管先放至孔底然后再向上提起 0.4 米左右将导管固定安放在孔位中心。

灌注前检查泥浆指标和孔底沉渣厚度不合格必须进行二次清孔。可通过导管向孔内注入较轻比重泥浆不断循环置换孔底沉渣直到各项指标符合设计和规范要求：沉淀厚度摩擦桩不大

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于0.4d（d为设计桩径）端承桩不大于设计规定；泥浆比重为1.05~1.20粘度 17~20 s 含砂率

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