中铁北京工程局集团（天津）工程有限公司 天津 300356
摘要：钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。
关键词：钻孔；钢筋笼；灌注混凝土
一、工艺流程
平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
二、施工准备
（1）施工前，清除杂物，对墩位处原地面进行平整，并进行压实。然后在每个桩位处定出十字控制桩后，埋设护筒；采用冲击钻机钻孔，泥浆护壁法成孔。
（2）钢护筒采用厚5-8mm钢板卷制焊接而成，护筒内径大于桩径20-40cm，护筒高2.5-5.0m，用汽车运至现场进行埋设。
三、施工方法
3.1、冲击钻钻进施工
（1）冲击钻机钻孔开钻时先在孔内浇筑泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。护筒底脚以下2m～4m范围内土层松散，可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击。在开孔4～5m阶段，减少掏渣次数，使钻渣挤入孔壁。正常钻进后及时掏渣，确保有效冲击孔底。
（2）钻孔施工中，在密实坚硬地层每小时纯钻进尺小于5cm～10cm，松软地层每小时纯钻进尺小于15cm～30cm时，进行取渣。取渣后及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度，投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锤、卡锤。
每钻进1m掏渣时，均要检查并保存地层渣样，记录土层变化情况，遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位，研究处理措施后继续施工。
3.2、旋挖钻钻进施工
（1）护筒埋好后，经过检桩确认误差在允许范围内，将泥浆输进桩孔中，开始钻进出渣。
（2）钻进过程中经常观察钻机上的水平仪是否水平，如有倾斜或位移，及时调整。钻孔达到设计标高后，对成孔的孔位、孔深、孔形、孔径、垂直度等几何尺寸进行全面检查，确定满足设计要求后，进行下道工序钢筋骨架起吊安装及安放导管。
3.3、清孔
清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻渣量符合质量要求和设计要求。当钻孔达到设计高程后，经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后，进行第一次清孔。
（1）使用冲击钻钻孔时，除用抽渣筒清孔外，也可采用换浆法清孔，直至孔内泥浆指标满足要求；使用旋挖钻孔时清孔采用换浆法进行。利用泥浆泵以中速将相对密度1.03～1.10的较纯泥浆通过导管压入孔内，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。直至泥浆的各项指标符合施工规范及设计。
（2）清孔达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s。同时保证水下混凝土浇筑前孔底沉渣厚度：柱桩≯5cm、摩擦桩≯20cm，且不大于规范及图纸规定。
3.4、钢筋笼制作、安装
钢筋笼主筋接头采用闪光对焊，现场下钢筋笼连接采用搭接焊或直螺纹连接，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋骨架的保护层用Φ7.5cm（半径）的M40圆饼式滚轮砂浆垫块，设置密度按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置4 个。
对于孔深较深的桩基，钢筋笼需要现场焊接的，钢筋笼分段长度不宜少于18米，以减少现场焊接工作量。
搭接焊焊接或直螺纹连接。
钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；骨架倾斜度±0.5％；骨架保护层厚度±20mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。
3.5、砼灌注
（1）安装导管
导管采用φ250-300钢管，每节2～3m，配1～2节1～1.5m的短管。吊装前先试拼，并做水密承压 试验。导管连接应牢固、封闭严密、上下成直线吊装，位于井孔中央。
（2）浇注混凝土前二次清孔
浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，如柱桩不超出5cm、摩擦桩不超过20cm，则利用导管进行二次清孔，采用换浆法：用1.1—1.25比重的纯泥浆中迅速压进孔内，把孔内悬浮钻渣较重的泥浆换出。或喷射法清孔，在灌注砼前，对孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物飘浮后，立即灌注水下砼。
（3）灌注水下混凝土
计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，并能保证导管埋入混凝土不小于1m。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。
桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，导管直径为30cm。在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2～6m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。
采用箭球、拨栓或开阀，将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，须立即拔出钢筋笼，进行清孔后，重新灌注。
灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。
导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。
拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。
在灌注过程中，当导管内混凝土含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。
当混凝土面升到钢筋骨架下端时，为防钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：①尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小可，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性；②当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并缓慢灌注混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；③当孔内混凝土进入钢筋骨架4m～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。
在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
考虑桩顶含有浮渣，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程100cm控制，以保证桩顶混凝土的质量。
参考文献：
[1]张浩.钻孔灌注桩施工工艺[J].文章编号100926825（2007）1120128202.
作者简介：
张超杰（1994-），男，天津人，毕业于石家庄铁道大学。