浅谈钻孔灌注桩的施工技术

1.引言

钻孔灌注桩的施工工艺发展至今已经比较成熟，但从其施工流程（图 1）可以看出，钻孔灌注桩的施工环节较多，整个工程施工相对复杂，在实际施工过程中，如果管控不到位，施工操作不当，很容易出现塌孔、断桩等质量问题，给项目带来较大的经济损失或是工期的滞后。所以有必要针对现场实际施工，落实钻孔灌注桩的各项技术要求，规范施工，避免出现质量问题。

图 1 钻孔灌注桩施工工艺流程

2.钻孔机械的选择

目前比较常用的成孔机械有冲击钻机、旋挖钻机、正反循环钻机。在实际施工时要根据实际地质条件及施工条件选择合适的施工机械。以某项目桩基施工为例：经过现场探勘发现现场地质为 ① 层杂填土 ② 层粉质黏土 ③ 层粉土 ④ 层淤泥质土 ⑤ 层粉土 ⑥ 层黏土 ⑦ 层弱风化石灰岩。经项目技术组讨论后，将成孔方式确定为正循环+冲击钻成孔。施工过程中，上部地层使用正循环钻机快速成孔，钻至石灰岩地层正循环无法钻进时更换为冲击钻成孔，此成孔方式相比使用单一机械成孔，保证了成孔质量，节约了施工工期，降低了施工成本。

3.护筒埋设

埋设护筒的作用在于控制桩基高程、垂直度，保持泥浆水位，防止塌孔、定位等作用。

护筒宜选用钢护筒，护筒内径比桩径大 20cm ，护筒的长度还要考虑桩位所处地质情况，护筒高出地面 50cm ，埋深长应满足穿过不同土层交接处，倾斜不超过 1% ，护筒底部四周采用黏土分层夯实。

护筒埋设前通过控制桩放样，确定桩基中心位置，并埋设 4 个护桩，护筒埋设后恢复桩基中心点，埋设的平面允许偏差不大于 5cm。

4.泥浆制备

泥浆的作用为护壁、防止塌孔、携渣、降低钻头温度等。泥浆的性能要与使用的成孔机械及地质情况相适应。钻孔的过程中要随时根据地质的变化情况，检测泥浆比重及含砂率，并对泥浆的性能指标做出调试，一般地质状态较好，孔径和孔深较小时泥浆的性能指标取要求的低限，反之取高限。

5.钻机钻孔

护筒复核无误后，安装钻机，其底座应平整，承载力满足要求。检查钻杆的倾斜度不应大于 0.5% ，在钻进过程随时检查其垂直度，开钻时低档慢速钻进，待钻头全部进入底层后，再以正常速度钻进，钻进过程中严格控制钻进速度，避免进尺过快造成塌孔。采用冲击钻成孔时，应按照“小冲程，勤松绳”原则进行，初始应低垂密击，当钻进深度超过钻头全高加正常冲程后，进行正常的冲击成孔。

钻进过程中要根据不同的地质情况，采取不同方法钻进，粘土质、粉土质采用中冲程（0.75 米左右），泥浆比重与黏度也要降低，比重控制在 1.02-1.2 间；在易塌孔土质中采用小冲程（0.5 米左右）并要多投入粘土，提高泥浆比重与黏度，比重控制在 1.2-1.4 间。防止塌孔。

为防止冲击震动邻孔孔壁坍塌，或影响已浇筑混凝土强度，钻孔时应采取跳桩方式进行施钻。钻进的过程中要及时测量孔深，每钻进 2 米或地质层发生变化时，捞取钻渣对照地质柱状图做好记录，并根据地质情况随时调整钻进参数及泥浆指标。

钻孔至设计标高后进行终孔检查，检查的项目包括孔径、孔深、垂直度。孔深使用测绳检测。孔径和垂直度检查可使用钢筋制作一个高度为孔径 5 倍长，与孔径相同的简易检孔器，使用吊车将检孔器吊放入桩孔内，若能顺利通过，则说明孔径与桩孔垂直度满足要求。

6.一次清空

孔径、孔深和倾斜度满足要求后进行第一次清空，可采用换浆法清孔。将钻头提高 20～50cm ，向孔底泵入大量性能指标符合要求的新泥浆，然后注水清孔。使孔底沉淀物翻滚上浮，直到清除孔底沉渣。清孔过程中要始终保持孔内原有水头高度。

7.安装钢筋笼

钢筋笼在加工厂集中下料、加工，根据桩基设计钢筋笼长度，分节制作后运输至施工现场。钢筋焊接搭接长度应满足双面焊 5d，单面焊 10d 的要求，钢筋笼进入孔口后，控制其垂直度，缓缓下落，当骨架下降到第二吊点附近的加劲箍接近孔口时，用工字钢穿过加劲箍下方，将骨架临时支撑于护筒上，然后起吊第二段钢筋笼，缓慢移动至第一段钢筋笼上端，使第二段钢筋笼接头与第一段接头对准，人工对钢筋笼进行焊接，焊接完毕后，取出支撑，再缓缓下放钢筋。

8.二次清孔

浇注混凝土前，应再次量测孔深、沉渣厚度及孔内泥浆的性能指标,若不符合设计或规范要求，则进行第二次清孔，二次清孔完成各项指标检查合格后浇筑水下混凝土。

9.导管安装

导管内径一般为 25-30cm ，导管接口处设橡胶垫圈。内壁光滑、圆顺，内径一致，接口严密。浇筑前进行预拼装，进行水密承压和接头抗拉试验，水密试验时的水压不应小于孔内水深 1.5 倍的压力。导管安装好吊放时注意防止触碰钢筋笼，导管下口至孔底的距离宜控制在 30cm～40cm, 。

10.浇筑混凝土 (1)封底混凝土

为防止桩基出现断桩情况，首批灌注混凝土的方量应能满足导管首次埋置深度（ ≥1.0m ）的需要，所需混凝土数量可参考以下公式计算：