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【内容摘要】 随着我国建筑行业的发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便、对相邻建筑物影响小等特点广泛地应用于工程建设领域。
【关键词】 钻孔灌注桩 质量控制要点
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
钻孔灌注桩主要包括成孔和成桩两大过程，是一项工序环节较多，工作量较大，技术要求较高，工艺比较复杂，并需要在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。笔者现结合工程实际，浅谈钻孔灌注桩的施工技术要点，供大家探讨。
收集相关资料
1、地质资料准备
在钻孔灌注桩施工前，根据设计单位提供的桩基施工图纸和地勘设计部门提供的地质勘探资料等结合当地天气信息、水文地质信息进行详细研究，制定切实有效的施工部署。
2、施工质量控制依据
钻孔灌注桩施工质量控制应按以下文件进行：
合同文件设计图纸和技术要求建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）建筑地基基础设计规范(GB50007-2011) 钻孔灌注桩桩基施工方案
二、钻孔灌注桩施工工艺
场地平整—桩位(基础)放线—开挖浆沉淀池及浆沟—护筒埋设—钻机就位—钻进成孔—第一次清孔—验孔—制作钢筋笼—吊放钢筋—下导管—第二次清孔—清孔换浆—终孔验收—下钢筋笼和导管—灌注水下砼—成桩
三、钻孔灌注桩施工技术要点
1、施工准备
1.1平整场地：场地平整、清除杂物，回填土应夯打密实，保证地坪具有足够的承载力，能承受钻机本身的自重和施工过程中产生的荷载，使钻机在开钻过程中不倾覆。
1.2测量放线：
测定桩位分三次，在挖埋护筒前测量一次，在埋设护筒后复测一次使护筒中心与桩位偏差不大50mm，拉好十字线，在护筒边上用油漆做好标记。然后用水准仪测量护筒标高，做好测量记录，第三次测量，在钻机就位前进行，并检查钻机是否对准桩心标记
1.3开挖浆池：设置好泥浆循环系统，配制好开钻前必需的泥浆。泥浆稠度达到规范要求，粘度测定17—20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等。
1.4埋设护筒
护筒尽量选用≥3mm厚钢板焊成，截面为圆形，护筒内径比桩径大20cm～30cm，护筒底端埋深2m，顶部高出地面0.3m左右。护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不得大于1%
1.5钢筋笼制作
钢筋笼加工严格按照施工图纸要求制作。钢筋原材料检测合格，钢筋间距、焊接、搭接长度符合施工及验收规范要求。
钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法
注意：最后一节钢筋笼要事先计算吊筋长度，吊筋一般选用两根二级钢筋≥Ф16并保证吊筋与钢筋笼焊接牢固，不使钢筋笼下沉。
吊筋长度计算可参考以下公式计算：
、净长=吊筋顶部固定位置的高程（一般垫枕木+钢扁担 就是护筒顶高程+到扁担顶的高度）-钢筋笼笼顶标高、吊筋与钢筋笼主筋的搭接长度=一般双面焊5D 单面焊10D
1.6砼原料的选择砼原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%，坍落度控制在160～220MM，控制好水灰比，以提高砼的流动性,防止堵管。关键是初凝时间不能太短，北方一般3~4小时，终凝时间5~6小时为宜。如果条件允许采用商品砼，效果较好。
2、钻孔、成孔中施工要点
2.1钻孔
钻孔采用旋挖钻机、湿法成孔方法。开始钻孔前，应当设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接，结合施工现场合理布置。
钻头直径较护筒小20cm,钻孔前各项准备工作完成经检查满足要求后，将钻机行驶到施工孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。
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。钻进过程中要注意土层变化，每进尺2m或在土层变化捞取渣样与设计地质资料对应，并做好记录
钻进过程中要保证孔内有1.5m～2m的水头高度,并防止杂物落入孔内,损壞钻头。钻孔作业必须连续进行，升降锥头要平稳，拆除和加接钻杆要迅速。钻进过程中经常对孔深、孔径、孔位、孔形和竖直度进行检查。
2.2泥浆护壁
泥浆在整个钻孔过程中具有举足轻重的作用，因此需要重点控制，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。
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8～12h，清孔完后向孔底再注入3～5m深的新鲜泥浆，以减少泥浆中钻屑沉淀。
2.3入岩判断
在钻孔灌注嵌岩桩的施工过程中，确定桩端入岩深度的直接关系到桩端承载力。
判断是否入岩要三看：一看是否到达等高线标高：根据勘探资料，绘制中风化基岩持力层顶板标高等值线，施工中钻孔深度要达到等高线附近方可进行判别。值得注意的是由于等高线为根据钻孔资料推测绘制而成，当中风化岩面起伏较大时可能相差较大，但一般不超过1m。二看钻进情况：根据现场观察，入岩后往往钻进较平稳，不会出现跳钻、别钻现象，钻进速率在强风化层中一般为20~50cm/h，在中风化层中为10~20cm/h。钻进速率一般与桩机型号及钻头种类、钻头磨损程度有关。三看岩样：强风化层岩样一般棱角不明显，多为次棱及次圆形，粒径一般5~12cm，硬度较低，矿物风化蚀变较强，多见石英及长石颗粒；中风化层岩样多为棱角形及刃角形，粒径3~8cm，硬度较高，矿物较新鲜。碎石层岩样一般成份较杂。总的来说，入岩判别主要与施工机械、钻进情况、基岩埋深及岩性特征等有关，对于不同的工程要区别对待。对于岩面起伏大的场地，要更准确的确定入岩深度还要建议补充一定数量的工程地质钻孔。
2.4清孔、清渣
清孔要分两次进行，钻孔达到设计深度后，检查孔径、孔深、孔位、垂直度，各项指标符合要求后立即进行清孔，一般采用泥浆置换法；钢筋骨架、导管安装完毕，浇筑砼之前，应进行第二次清孔。
在清孔排渣时注意保持孔内水位，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，进行二次清孔，保证孔底沉渣厚度不大于设计要求。
采用测绳、等检测设备检查孔深、孔底沉渣厚度，报请监理工程师检验，填写终孔记录。
2.5钢筋笼吊放
(1)成型后的钢筋笼保证平整，焊点牢固，每节钢筋笼长度为6-8米，直径符合设计图纸要求，为了保证保护层厚度，在每节钢筋笼上焊接保护层筋(沿桩的间距≤2M，横向圆周≥4处)。
(2)钢筋笼采用吊装入孔。为了吊装时有足够的刚度，主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋笼采取分段入孔，分段处采用焊接，接头错开，同一断面的焊接头焊接长度、焊接质量必须符合施工规范。
(3)钢筋笼吊放达到设计标高后，固定牢固。以免在灌注砼过程中发生掉笼或浮笼现象。
(4)灌注桩顶要留足与墩台和柱的连接和锚固钢筋，并将此高度作为破桩头的范围。
2.6 灌注水下混凝土
水下混凝土灌注采用导管法，导管直径φ300mm，壁厚10mm分节长度2m～4m最下一节长4m，接头为法兰盘式。混凝土由拌和站统一供应，其坍落度控制在160～220毫米之间。灌注首批混凝土时，导管口与孔底部距离控制50cm以内。首批灌注的混凝土要能满足导管初次埋置深度的需要。可参照下式进行计算。
V≥（πd 2h1）/4+（πD 2Hc）/4
式中：V—首批混凝土所需数量，m3
h1—井口混凝土高度达到Hc时，导管内混凝土柱平衡导管外泥浆压力所需要的高度，即h1≥Hwrw/rc，m；
Hc—灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度，Hc =h2+h3，m；
Hw—井孔内混凝土面以下水或泥浆深度，m；
D—井孔直径，m；
d—导管直径，m；
rw、rc—井孔内泥浆容重、混凝土容重；
h2—导管初次埋置深度（h2≥1.0m）,m；
h3—导管底端至钻孔底间隙，m。
混凝土灌注应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。灌注过程中要及时调整导管埋深，导管埋深控制在2m～6m为宜。当混凝土面接近钢筋骨架底部，为防止钢筋骨架上浮，采取如下措施：
a）导管保持较大的埋深，放慢灌注速度，以減小混凝土的冲击力。
b）孔内混凝土进入钢筋骨架1m～2m后，适当提升导管，减小导管埋置深度，即增大钢筋骨架下部的埋置深度。
为确保桩顶质量，桩顶加灌混凝土0.5m～1m，后续施工须清除。分桩体部位顶、中、低部做试件3组，用以检验砼强度等级。同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录。全部混凝土灌注结束后，拔出导管，清理场地。
四、质量检测
4.1按桩总数的1%或设计明确数量(频率)做静载试验，并不得少于2根。
4.2声测管试验按设计要求进行，测试数量占测试范围总数的30%，且每一墩台不少于1根；大应变抽检桩总根数5%，且不少于5根，其余全部做小应变试验。
五、结束语
钻孔灌注桩属于隐蔽工程，成桩后质量补救比较困难，因此，施工过程中要根据实际情况采取合理的施工组织设计和施工工艺，精心施工，加强管理，并充分考虑施工中可能出现的意外情况，对施工过程的每个环节应严格控制，务将隐患消灭在萌芽状态之中。以期达到安全、优质、高效的预期目的。
参考文献：
1、中国建筑科学研究院 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）
2、建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)
3、钻孔灌注桩施工工艺2004年度优秀施工论文（技术总结）
4、李守坤、李长旭 保证钻孔灌注桩工程质量的主要措施 2007河南省建筑业行业优秀论文集
【关键词】 钻孔灌注桩 质量控制要点
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
钻孔灌注桩主要包括成孔和成桩两大过程，是一项工序环节较多，工作量较大，技术要求较高，工艺比较复杂，并需要在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。笔者现结合工程实际，浅谈钻孔灌注桩的施工技术要点，供大家探讨。
收集相关资料
1、地质资料准备
在钻孔灌注桩施工前，根据设计单位提供的桩基施工图纸和地勘设计部门提供的地质勘探资料等结合当地天气信息、水文地质信息进行详细研究，制定切实有效的施工部署。
2、施工质量控制依据
钻孔灌注桩施工质量控制应按以下文件进行：
合同文件设计图纸和技术要求建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）建筑地基基础设计规范(GB50007-2011) 钻孔灌注桩桩基施工方案
二、钻孔灌注桩施工工艺
场地平整—桩位(基础)放线—开挖浆沉淀池及浆沟—护筒埋设—钻机就位—钻进成孔—第一次清孔—验孔—制作钢筋笼—吊放钢筋—下导管—第二次清孔—清孔换浆—终孔验收—下钢筋笼和导管—灌注水下砼—成桩
三、钻孔灌注桩施工技术要点
1、施工准备
1.1平整场地：场地平整、清除杂物，回填土应夯打密实，保证地坪具有足够的承载力，能承受钻机本身的自重和施工过程中产生的荷载，使钻机在开钻过程中不倾覆。
1.2测量放线：
测定桩位分三次，在挖埋护筒前测量一次，在埋设护筒后复测一次使护筒中心与桩位偏差不大50mm，拉好十字线，在护筒边上用油漆做好标记。然后用水准仪测量护筒标高，做好测量记录，第三次测量，在钻机就位前进行，并检查钻机是否对准桩心标记
1.3开挖浆池：设置好泥浆循环系统，配制好开钻前必需的泥浆。泥浆稠度达到规范要求，粘度测定17—20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等。
1.4埋设护筒
护筒尽量选用≥3mm厚钢板焊成，截面为圆形，护筒内径比桩径大20cm～30cm，护筒底端埋深2m，顶部高出地面0.3m左右。护筒平面位置的偏差一般不得大于5cm，护筒倾斜度的偏差不得大于1%
1.5钢筋笼制作
钢筋笼加工严格按照施工图纸要求制作。钢筋原材料检测合格，钢筋间距、焊接、搭接长度符合施工及验收规范要求。
钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法
注意：最后一节钢筋笼要事先计算吊筋长度，吊筋一般选用两根二级钢筋≥Ф16并保证吊筋与钢筋笼焊接牢固，不使钢筋笼下沉。
吊筋长度计算可参考以下公式计算：
、净长=吊筋顶部固定位置的高程（一般垫枕木+钢扁担 就是护筒顶高程+到扁担顶的高度）-钢筋笼笼顶标高、吊筋与钢筋笼主筋的搭接长度=一般双面焊5D 单面焊10D
1.6砼原料的选择砼原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%，坍落度控制在160～220MM，控制好水灰比，以提高砼的流动性,防止堵管。关键是初凝时间不能太短，北方一般3~4小时，终凝时间5~6小时为宜。如果条件允许采用商品砼，效果较好。
2、钻孔、成孔中施工要点
2.1钻孔
钻孔采用旋挖钻机、湿法成孔方法。开始钻孔前，应当设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接，结合施工现场合理布置。
钻头直径较护筒小20cm,钻孔前各项准备工作完成经检查满足要求后，将钻机行驶到施工孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，并放入孔内，调整钻机垂直度参数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。
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。钻进过程中要注意土层变化，每进尺2m或在土层变化捞取渣样与设计地质资料对应，并做好记录
钻进过程中要保证孔内有1.5m～2m的水头高度,并防止杂物落入孔内,损壞钻头。钻孔作业必须连续进行，升降锥头要平稳，拆除和加接钻杆要迅速。钻进过程中经常对孔深、孔径、孔位、孔形和竖直度进行检查。
2.2泥浆护壁
泥浆在整个钻孔过程中具有举足轻重的作用，因此需要重点控制，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。
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8～12h，清孔完后向孔底再注入3～5m深的新鲜泥浆，以减少泥浆中钻屑沉淀。
2.3入岩判断
在钻孔灌注嵌岩桩的施工过程中，确定桩端入岩深度的直接关系到桩端承载力。
判断是否入岩要三看：一看是否到达等高线标高：根据勘探资料，绘制中风化基岩持力层顶板标高等值线，施工中钻孔深度要达到等高线附近方可进行判别。值得注意的是由于等高线为根据钻孔资料推测绘制而成，当中风化岩面起伏较大时可能相差较大，但一般不超过1m。二看钻进情况：根据现场观察，入岩后往往钻进较平稳，不会出现跳钻、别钻现象，钻进速率在强风化层中一般为20~50cm/h，在中风化层中为10~20cm/h。钻进速率一般与桩机型号及钻头种类、钻头磨损程度有关。三看岩样：强风化层岩样一般棱角不明显，多为次棱及次圆形，粒径一般5~12cm，硬度较低，矿物风化蚀变较强，多见石英及长石颗粒；中风化层岩样多为棱角形及刃角形，粒径3~8cm，硬度较高，矿物较新鲜。碎石层岩样一般成份较杂。总的来说，入岩判别主要与施工机械、钻进情况、基岩埋深及岩性特征等有关，对于不同的工程要区别对待。对于岩面起伏大的场地，要更准确的确定入岩深度还要建议补充一定数量的工程地质钻孔。
2.4清孔、清渣
清孔要分两次进行，钻孔达到设计深度后，检查孔径、孔深、孔位、垂直度，各项指标符合要求后立即进行清孔，一般采用泥浆置换法；钢筋骨架、导管安装完毕，浇筑砼之前，应进行第二次清孔。
在清孔排渣时注意保持孔内水位，防止坍塌。浇筑水下混凝土前，检查沉渣厚度，进行二次清孔，保证孔底沉渣厚度不大于设计要求。
采用测绳、等检测设备检查孔深、孔底沉渣厚度，报请监理工程师检验，填写终孔记录。
2.5钢筋笼吊放
(1)成型后的钢筋笼保证平整，焊点牢固，每节钢筋笼长度为6-8米，直径符合设计图纸要求，为了保证保护层厚度，在每节钢筋笼上焊接保护层筋(沿桩的间距≤2M，横向圆周≥4处)。
(2)钢筋笼采用吊装入孔。为了吊装时有足够的刚度，主筋与加强箍筋必须全部焊接。钢筋笼采取分段入孔，分段处采用焊接，接头错开，同一断面的焊接头焊接长度、焊接质量必须符合施工规范。
(3)钢筋笼吊放达到设计标高后，固定牢固。以免在灌注砼过程中发生掉笼或浮笼现象。
(4)灌注桩顶要留足与墩台和柱的连接和锚固钢筋，并将此高度作为破桩头的范围。
2.6 灌注水下混凝土
水下混凝土灌注采用导管法，导管直径φ300mm，壁厚10mm分节长度2m～4m最下一节长4m，接头为法兰盘式。混凝土由拌和站统一供应，其坍落度控制在160～220毫米之间。灌注首批混凝土时，导管口与孔底部距离控制50cm以内。首批灌注的混凝土要能满足导管初次埋置深度的需要。可参照下式进行计算。
V≥（πd 2h1）/4+（πD 2Hc）/4
式中：V—首批混凝土所需数量，m3
h1—井口混凝土高度达到Hc时，导管内混凝土柱平衡导管外泥浆压力所需要的高度，即h1≥Hwrw/rc，m；
Hc—灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度，Hc =h2+h3，m；
Hw—井孔内混凝土面以下水或泥浆深度，m；
D—井孔直径，m；
d—导管直径，m；
rw、rc—井孔内泥浆容重、混凝土容重；
h2—导管初次埋置深度（h2≥1.0m）,m；
h3—导管底端至钻孔底间隙，m。
混凝土灌注应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。灌注过程中要及时调整导管埋深，导管埋深控制在2m～6m为宜。当混凝土面接近钢筋骨架底部，为防止钢筋骨架上浮，采取如下措施：
a）导管保持较大的埋深，放慢灌注速度，以減小混凝土的冲击力。
b）孔内混凝土进入钢筋骨架1m～2m后，适当提升导管，减小导管埋置深度，即增大钢筋骨架下部的埋置深度。
为确保桩顶质量，桩顶加灌混凝土0.5m～1m，后续施工须清除。分桩体部位顶、中、低部做试件3组，用以检验砼强度等级。同时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录。全部混凝土灌注结束后，拔出导管，清理场地。
四、质量检测
4.1按桩总数的1%或设计明确数量(频率)做静载试验，并不得少于2根。
4.2声测管试验按设计要求进行，测试数量占测试范围总数的30%，且每一墩台不少于1根；大应变抽检桩总根数5%，且不少于5根，其余全部做小应变试验。
五、结束语
钻孔灌注桩属于隐蔽工程，成桩后质量补救比较困难，因此，施工过程中要根据实际情况采取合理的施工组织设计和施工工艺，精心施工，加强管理，并充分考虑施工中可能出现的意外情况，对施工过程的每个环节应严格控制，务将隐患消灭在萌芽状态之中。以期达到安全、优质、高效的预期目的。
参考文献：
1、中国建筑科学研究院 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）
2、建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)
3、钻孔灌注桩施工工艺2004年度优秀施工论文（技术总结）
4、李守坤、李长旭 保证钻孔灌注桩工程质量的主要措施 2007河南省建筑业行业优秀论文集