浅谈冲击钻钻孔灌注桩施工工艺过程控制

陈亮亮

陈亮亮

中铁大桥局集团第二工程有限公司

摘要：随着国家基础建设蓬勃发展和社会经济的日新月异，建筑业在国家十三五期间得到显著发展，并且呈现出势不可挡的趋势。但同时对于工程技术也提出更高要求，其中不乏有对钻孔桩施工技术要求的不断提升。本文主要针对钻孔桩施工技术过程控制的简要分析。

关键词：冲击钻孔；灌注桩；施工工艺

针对地质变化大、入岩深度深、上部结构复杂等建设环境时，对钻孔桩灌注桩的科学化施工提出更高要求。但在施工过程中，也有很多因素在影响钻孔灌注桩的质量，所以必须要提高对钻孔灌注桩的过程控制，以此来保证施工的顺利进展和工程施工的质量，为后续工序打下良好基础。

一、钻孔灌注桩施工工艺

1、施工准备

1.2场地平整

旱地区采用人工或挖机辅助清除表面杂物，挖机整平场地，压实；场地为软土或淤泥类承载力较差的土质时应予以换填压实，满足钻机钻进过程中对地基的要求。浅水区采用筑岛法施工，清除表层淤泥，填筑山皮土或山皮石，填筑时不得有大块孤石，以免影响护筒埋设和后续钻进施工，采用挖掘机将回填土整平、压实，筑捣面积应根据钻机结构尺寸大小和钻机数量确定。

1.3桩位放样

以设计院提供桩位坐标建立测量控制网，联测、平差形成测量成果，根据测量成果通过GPS或全站仪测量放出各桩位中心位置，设置可靠的护桩。护筒埋设后复测桩位，并检查护筒偏差情况。

1.3护筒制安

钢护筒在车间采用集中加工制造，直径与桩径相宜。长度按照现场施工条件确定，对于不透水层，护筒埋深宜为护筒外径的1.0～1.5倍，但不得小于1.0m；对于砂土或粉土等透水地层埋设深度同上，但宜用不透水土换填至护筒刃脚下不少于0.5m，换填直径应超出护筒直径0.5～1.0m。护筒顶面应高出施工地面0.5m。埋设护筒时，应在护筒四周回填黎土，并分层夯实。

1.4泥浆循环系统

泥浆池用普通砖块砌筑或者钢板制作，周边顶设置标准防护栏杆。泥浆池深2m，半埋式设置，其容积满足2根桩的泥浆容量。泥浆池设置2个隔舱，增强泥浆循环过程中的沉淀能力。

泥浆在护筒口流出，通过泥浆管流入泥浆池。在泥浆池内安装泥浆泵，泥浆泵连接与锤头绑定的泥浆管，正循环清渣。需加水调制泥浆时，用水泵抽取清水从泥浆入口处流入泥浆池，通过泥浆的流动调制泥浆。

2、冲击钻成孔

2.1钻机就位

冲击钻机通过汽车吊机或履带吊机安装，滚筒横纵移辅助就位。钻机定位后，底座必须平整，稳固，确保在钻进中不发生倾斜和位移，保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。

2.2钻孔

冲击钻机钻孔采用泥浆护壁，并且通过泥浆悬浮钻孔沉渣，采用孔内原土造浆，当原土造泥浆不能满足护壁和悬浮沉渣的能力要求时，投入黄土或膨润土造浆。

开孔及整个钻进过程中，孔内泥浆面不得低于地面，并低于护筒顶面0.3m以防溢出泥浆，每钻进2m和在地层变化处均应捞取渣样，以便与勘察设计的地质情况进行核对，同时也为泥浆、钻锤及钻进速度的选择提供更为直接的资料。

开孔应采用小冲程，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌。钻进深度超过钻头全高和冲程后，方可进行正常的冲击。冲程要根据土层情况而定。一般在通过坚硬密实卵石层或漂石之类的土层中宜采用大冲程（4～5m），最大冲程不得超过6m，防止卡钻，冲坏孔壁或使孔壁不圆。松散地层应采用中、小冲程。钻进过程中，必须勤松绳、少量松绳，不得打空锤；勤换浆，便钻头经常冲击新鲜地层。每次松绳量，应根据地质情况、钻头形式、钻头质量决定。钻孔施工过程中，采用泥浆正循环除渣，在掏渣后或因其它原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，以免卡钻。

钻进时应有备用钻头，轮替使用。钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。钢丝绳的长度要均匀地松放，一般在松软土层每次可松绳5cm～8cm，在密实坚硬土层每次可松绳3cm～5cm。为正确提升钻锤的冲程，在钢丝绳上采用油漆做出长度标志，防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架、钢丝绳及钻孔平台承受过大的冲击荷载；松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严重时使钢丝绳缠绕发生事故。

2.3终孔、清孔、成孔

嵌岩桩钻至持力层时，现场应取样与地质勘察资料进行对比，确认进入持力层；根据嵌岩桩要求的入岩深度确定桩底标高。继续钻至设计确定的标高，即满足嵌岩桩入岩深度后，再取样进行现场地质确认，最终确认终孔。

清孔采用换浆法，钻孔达到设计标高后，停止进尺，在泥浆池内调试泥浆，降低泥浆比重和含砂率，稍提钻头距孔底10-20cm，将调制后的泥浆通过泥浆管压入孔底，将孔内泥浆换出。

2.4钢筋制安

2.4.1钢筋笼制作

钢筋加工车间设置桩基钢筋笼制作长线定位胎架，胎架长度满足最长钢筋笼制作要求。主筋下料采用砂轮切割机切割下料，严禁气割下料。需车丝部位端头应切割平整，并切除变形部分。螺旋筋用盘条钢筋必须经钢筋调直机调直后使用。

钢筋笼须按设计要求设置保护层垫块，混凝土垫块每隔2m设置一层，每层4个均布于钢筋笼外侧四周，垫块轴钢筋与主筋垂直并与主筋点焊固定。

钢筋笼制作完毕，经检验、验收合格后下架。钢筋笼釆用专用吊具吊装下架，运输至临时存放场按钢筋存放标准要求临时存放，或直接运至墩位安装。

3.4.2钢筋笼安装

钢筋笼安装采用专用吊具按节段顺序逐段吊装下放。钢筋笼对接时下节钢筋笼采用两根型钢扁担担放在护筒两侧的枕木上，扁担穿过顶层环形加强筋，为避免环形加强筋“脱裤子”，在环形加强筋上方，扁担两侧的主筋上各绑焊一根与主筋同规格，长100mm的钢筋以顶住环向加强筋。

上节钢筋笼吊装时，应注意主筋接头的对应。套筒丝扣的拧紧用专用管子钳施拧，施拧前，应调整主筋，使其顶紧对齐，间隙不得大于1个丝。施拧必须到位，使主筋丝头进入套筒1/2套筒长度。

3.4.3声测管安装

声测管直接购买半成品，配置各规格长度，满足单节钢筋笼长度的组装要求。在钢筋笼制作时，按设计位置固定于节段钢筋笼上，随同钢筋笼安装接长，每节安装完毕，钢筋笼下放前，将声测管内灌满清水，检查有无漏水想象，如漏水，则解决漏水现象，再下放钢筋笼。

2.5导管安装、二次清孔

导管按照水密试验时的编号拼装下放，接头采用螺旋丝扣型接头，接长时必须加垫橡胶垫圈，导管长度应按孔深和工作平台高度决定，顶口应伸出平台顶面。

在钻孔桩施工中，因提升钻具及下放钢筋笼的工作量较大，周期较长；当钢筋笼下放后，孔底一般都有沉淀，灌注混凝土前应采用导管法二次清孔。

2.6水下混凝土灌注

2.6.1混凝土生产和运输

混凝土拌制前，应严格测定粗、细骨料的含水率。拌制过程中，应对混凝土拌和物的坍落度、含气量进行测定，并做好记录。

混凝土搅拌时间为全部材料装入搅拌机开始至搅拌结束所用的时间。具体搅拌时间由试验室根据混凝土拌和物的质量、和易性、密水情况确定。

混凝土运输供应必须满足灌注速度要求，保证混凝土不出现离析、漏浆、严重泌水或过多损失陷度等现象。

2.6.2水下混凝土灌注

为满足首盘混凝土灌注后导管埋深不小于1m，在导管顶口安装料斗进行首盘拔球的同时，在料斗侧方布置混凝土灌注架，首车混凝土全部泵送在料斗和灌注架内，第二车混凝土就位正常泵送后进行拔球，同时开启灌注架阀门，将灌注架内混凝土流入料斗内，第二车灌注完成后测量导管埋深，同时拆除灌注架以及料斗，泵管插入导管内继续进行混凝土灌注。

混凝土应连续灌注完成，中途不得停顿，并应尽量缩短拆除导管的间断时间，中途停歇间隙不得超过30分钟，并经常检查管内有无漏水现象。每根桩的浇筑时间不应太长，宜在6h内浇筑完成。

2.6.3桩身质量检测

所有钻孔桩桩身混凝土在破除桩头后均应进行超声波检测，已判定桩身完整性；且按要求留置混凝土标准养护强度试件。

结语：

桥梁施工项目是我国交通建设中的重要组成部分，冲击钻孔灌注桩施工技术在桥梁应用广泛，具有施工成本低、操作简单等特点，尤其对于地质岩层厚、入岩深度大、地质风化严重等特征。

在施工工程中，要做好护筒埋置、泥浆制作、钻孔、钢筋骨架制作与安放、灌注等环节的工作，处理好钻孔灌注桩施工的薄弱环节，提升工程施工质量。同时施工前期的地质勘探尤为重要，需认真研究勘探资料和设计文件，及时与勘探单位和设计单位沟通，加强施工过程中各项施工质量事故的控制，必要时候采取有效预防措施，确保后续施工工序具备良好施工质量。