浅谈钻孔灌注桩施工工艺及技术的应用
【经济毕业论文】摘要：钻孔灌注桩是通过机械钻进成孔，就地灌注混凝土形成圆桩形的基础桩。因其诸多的优点被广泛运用，现场施工中依据钻孔灌注桩施工工艺及技术，确保钻孔灌注桩的质量。 关健词：钻孔灌注桩施工工艺技术 钻孔灌注桩是通过机械钻进成
摘要：钻孔灌注桩是通过机械钻进成孔，就地灌注混凝土形成圆桩形的基础桩。因其诸多的优点被广泛运用，现场施工中依据钻孔灌注桩施工工艺及技术，确保钻孔灌注桩的质量。
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关健词：钻孔灌注桩施工工艺技术
钻孔灌注桩是通过机械钻进成孔，就地灌注混凝土形成圆桩形的基础桩。它在工艺及技术上，现国内、国际都比较成熟；它的适应性广，可在各种地层成桩，不受地域、环境、条件的限制；它的承载力大，可根据需要设计成任意桩长、桩径，设计为摩察桩或端承桩，以满足不同承载力的要求；它的施工配套设备也比较多样化，口径、深度在不断地突破。不过它也有其不可忽视的缺点，由于采取泥浆护壁、导管水下灌注，很难控制施工质量，容易造成扩颈、缩颈、断桩、砼离析、施工周期较长、排污较困难等，所以施工过程中一定要严格管理，把好质量关。
总之，钻孔灌注桩是目前适用很广泛的一种桩基形式。这里笔者根据自己的施工经验，就钻孔灌注桩施工工艺及技术谈一些看法。
一、施工前的准备工作
在施工前，首先应做好施工组织设计，了解工程概况和设计要求，熟悉工程勘察报告，掌握场地的地层情况，安排好施工程序和各类施工、管理人员的工作，制定合理的施工方案，规定严格的施工管理制度和质量管理制度，以保证工程顺利地进行。
施工场地在设备进场前要保证“三通一平”，即电通、水通、路通，使场地平整，安排好材料堆场和搭建各种临时设施，并开始让各种材料陆续进场。
根据桩位平面图进行测量放点，桩孔的中心位置偏差不大于5mm。开始埋设护壁筒，以控制桩位，保护孔口，防止地表杂堆土坍塌，保证孔内的水头高度，护筒内径一般比设计桩径大100～150mm。
在钻机开钻前，要配制好泥浆，安排好泥浆循环系统。泥浆的性能指标，是根据不同的成孔方法和地层条件确定的。一般使用反循环成孔，其泥浆比重和粘度要小于正循环成孔，而一般地层其指标又比松散易塌地层要小。
二、回转钻进成孔施工技术
1、正循环回转钻进成孔
正循环的施工原理就是钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，泥浆泵泵送泥浆经过钻杆内部输送到孔底并携带钻渣，再经过钻杆与孔壁之间的环状空间返回地面。正循环的设备简单轻便，适用于小直径的桩孔施工。为缓解这一问题，一是增大泵量，二是提高泥浆的比重和粘度，而要想获得很大泵量也是不大可能的。所以正循环中泥浆具有举足轻重的作用。根据正循环施工的特点，其施工方法，主要适用于第四系的粘土层、砂土层、砾径较小的砂砾层和含少量卵砾石层及基岩层，且孔径不宜大于φ1000mm。
正循环的钻头根据不同地层一般用三翼（或四翼）刮刀式合金钻头、四翼笼式嵌齿钻头、多级取芯钻头和牙轮钻头等。
在钻进结束之后，要进行第一次清孔工作。由于钻进的需要，在成孔过程中使用了大比重、大粘度的泥浆，而在终孔后，必须进行清孔，以使孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢厚度等符合质量要求。清孔方法有正循环清孔、压风机清孔等。
2、泵吸反循环成孔施工技术
反循环钻进是指冲洗液从钻杆与孔壁间的环状空间流入孔底，来冷却钻头并携带钻屑，由钻杆内腔返回地面的一种钻进方法。它可使冲洗液获得很大的上返速度，从而提高了排渣能力，保持孔内清洁，减少岩屑的重复破碎，减少钻头损耗，大幅度提高了钻进成孔的效率，是大直径成孔施工的一种有效而又先进的方法。
泵吸反循环成孔施工过程为：首先起动砂石泵，有两种方式。第一种，利用真空泵的抽吸作用排除砂石泵及其循环管路系统的空气，使砂石泵及管路系统形成一定的真空度，孔内循环介质在大气压的作用下，通过孔内钻头水口，进入钻杆内腔，水龙头，进水软管和砂石泵内。此时开动砂石泵即可形成反循环。第二种，是用一台流量较大的灌注泵，向砂石泵及其进水管路中注水，排出空气，然后开动砂石泵，形成反循环。混合液在地面进行渣液分离处理。分离后性离符合要求的泥浆可继续使用，注入孔内，形成泵吸反循环钻进，最终成孔。
终孔后，也应进行清孔，具体方法是：停止钻具回转，将钻头提离孔底50～80cm，维持反循环，并向孔中注入含砂量小于4%的新泥浆或清水，持续20～40min，即可满足质量要求。
三、钢筋笼的制作与吊放入孔
钢筋笼一般由主筋、加强箍筋与外箍筋组成，其各种钢筋型号和尺寸大小应符合设计要求，主筋的搭接有单面满焊和双面满焊两种，单面满焊，焊缝长度为10d；双面满焊为5d（d是指主筋的直径）。加强筋本身的搭接长度，应为其直径的8～10倍，可采用单面连续焊接或双面间断焊接，一般主筋与加强筋间用双面点焊，主筋与外箍筋采用绑扎或隔点点焊。
由于钢筋的长度有限，以致做出的钢筋笼长度有限，而有些桩孔深度很大，需几节钢筋笼，这样在吊放钢筋笼时就必须将几节笼子焊接在一起，两节茏子之间的主筋搭接应相互错开，使同一截面上的焊接处不大于主筋根数的50%。由于钢筋笼顶标高一般与地面标高不同，所以在顶笼上应焊接一根吊筋，使笼顶标高符合设计要求。
四、混凝土的水下灌注
1、导管的下入与第二次清孔
钢筋笼吊放孔中后，就该吊放导管了，所下导管的长度应由孔深来确定，既保证导管下到孔底，又保证上部不能高出孔口太多，以便浇灌砼，下导管时应注意不能将有破损的导管下入，以防漏水而影响浇灌质量。
下完导管后，还应安上冲头进行第二次清孔。因为终孔后到浇灌时有一段时间，孔内又有一定沉渣，为保证成桩质量，所以必须在浇灌前再次清孔，直到孔底沉渣和泥浆指标符合设计和规范要求。
2、混凝土的配制
砼是由水泥、水、碎石、砂和外掺剂按一定比例配制而成的。根据设计要求的砼强度，取一定量的材料到试验室作配合比试验，从而确定各种材料的用量，所使用的水泥、水、碎石和砂等必须符合规范要求，采用导管水下灌注砼，一般采用碎石粒径为1～3cm，砂使用中粗砂，且含泥量不能大于4%。如果需要，应该做碎石和砂的原材料试验和水泥的抽检试验。浇灌同时还必须按规范频数做砼试块并养护，以检验所拌制砼的质量。
现场拌制砼时，一定要严格依照配合比用量，注意控制用水量，使砼的坍落度符合要求。一般导管水下灌注所用砼的坍落度为18～22cm。
现场拌制砼如受场地限制，也可采用商品砼厂家提供的商品砼。
3、导管水下灌注混凝土
在第二次清孔完毕后，应该立即进行浇灌，以防孔壁缩径或坍塌。浇灌前，要在导管内的液面上放入隔水塞。一般为沙袋或高强塑料球胆，其大小以满足砼顺利下到孔底和顺利排净导管内泥浆为准。
砼的第一批灌入量经过计算得到保证。在灌注前，要将导管提高孔底30～50cm，以使塑料隔水球顺利排出，同时在第一批砼灌入后，应将导管底埋入1米以上，这样就要求第一批灌注的砼量能满足使孔内砼上升1.5m以上。
砼灌注以后，就要连续不停地灌下去，直到浇灌完毕。在灌注过程中，应边灌注，边提高导管，使砼能顺利落下，但要注意不能提得太快太猛，以防造成断桩和将钢筋笼挂起。浇灌过程中要始终保持砼埋住导管下部不小于1m，且不大于4m。因为埋得过浅易造成断桩，而埋得过深又容易使导管难以拔起而损失掉。
灌注中所用砼质量要严格保证，如发现砼已经离析、搅拌不熟、坍落度太小、已发生初凝等问题时，不得进行灌注，而应该换用质量好的砼再继续浇灌，以确保浇灌顺利和成桩质量。
五、结束语
钻孔灌注桩作为一种大直径桩，施工工艺上直径最大达6.0m，孔深80米，现钻进成孔工艺普遍采用回转钻进、冲击钻进及旋挖钻进，施工时可以根据不同的地层、荷载要求来选用适当的施工工艺。
钻孔灌注桩作为一种大直径桩，由于其能提供较大的单桩承载力，受地层条件制约较小，常用于工民建、公路、铁路的桥梁工程，因此确保桩的施工质量就更为重要，实际施工中应严格控制各道工序的质量检测、验收工作，以确保成桩质量。
参考文献：
《建筑桩基技术规范》中国建筑工业出版社2008年
摘要：钻孔灌注桩是通过机械钻进成孔，就地灌注混凝土形成圆桩形的基础桩。因其诸多的优点被广泛运用，现场施工中依据钻孔灌注桩施工工艺及技术，确保钻孔灌注桩的质量。
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关健词：钻孔灌注桩施工工艺技术
钻孔灌注桩是通过机械钻进成孔，就地灌注混凝土形成圆桩形的基础桩。它在工艺及技术上，现国内、国际都比较成熟；它的适应性广，可在各种地层成桩，不受地域、环境、条件的限制；它的承载力大，可根据需要设计成任意桩长、桩径，设计为摩察桩或端承桩，以满足不同承载力的要求；它的施工配套设备也比较多样化，口径、深度在不断地突破。不过它也有其不可忽视的缺点，由于采取泥浆护壁、导管水下灌注，很难控制施工质量，容易造成扩颈、缩颈、断桩、砼离析、施工周期较长、排污较困难等，所以施工过程中一定要严格管理，把好质量关。
总之，钻孔灌注桩是目前适用很广泛的一种桩基形式。这里笔者根据自己的施工经验，就钻孔灌注桩施工工艺及技术谈一些看法。
一、施工前的准备工作
在施工前，首先应做好施工组织设计，了解工程概况和设计要求，熟悉工程勘察报告，掌握场地的地层情况，安排好施工程序和各类施工、管理人员的工作，制定合理的施工方案，规定严格的施工管理制度和质量管理制度，以保证工程顺利地进行。
施工场地在设备进场前要保证“三通一平”，即电通、水通、路通，使场地平整，安排好材料堆场和搭建各种临时设施，并开始让各种材料陆续进场。
根据桩位平面图进行测量放点，桩孔的中心位置偏差不大于5mm。开始埋设护壁筒，以控制桩位，保护孔口，防止地表杂堆土坍塌，保证孔内的水头高度，护筒内径一般比设计桩径大100～150mm。
在钻机开钻前，要配制好泥浆，安排好泥浆循环系统。泥浆的性能指标，是根据不同的成孔方法和地层条件确定的。一般使用反循环成孔，其泥浆比重和粘度要小于正循环成孔，而一般地层其指标又比松散易塌地层要小。
二、回转钻进成孔施工技术
1、正循环回转钻进成孔
正循环的施工原理就是钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，泥浆泵泵送泥浆经过钻杆内部输送到孔底并携带钻渣，再经过钻杆与孔壁之间的环状空间返回地面。正循环的设备简单轻便，适用于小直径的桩孔施工。为缓解这一问题，一是增大泵量，二是提高泥浆的比重和粘度，而要想获得很大泵量也是不大可能的。所以正循环中泥浆具有举足轻重的作用。根据正循环施工的特点，其施工方法，主要适用于第四系的粘土层、砂土层、砾径较小的砂砾层和含少量卵砾石层及基岩层，且孔径不宜大于φ1000mm。
正循环的钻头根据不同地层一般用三翼（或四翼）刮刀式合金钻头、四翼笼式嵌齿钻头、多级取芯钻头和牙轮钻头等。
在钻进结束之后，要进行第一次清孔工作。由于钻进的需要，在成孔过程中使用了大比重、大粘度的泥浆，而在终孔后，必须进行清孔，以使孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢厚度等符合质量要求。清孔方法有正循环清孔、压风机清孔等。
2、泵吸反循环成孔施工技术
反循环钻进是指冲洗液从钻杆与孔壁间的环状空间流入孔底，来冷却钻头并携带钻屑，由钻杆内腔返回地面的一种钻进方法。它可使冲洗液获得很大的上返速度，从而提高了排渣能力，保持孔内清洁，减少岩屑的重复破碎，减少钻头损耗，大幅度提高了钻进成孔的效率，是大直径成孔施工的一种有效而又先进的方法。
泵吸反循环成孔施工过程为：首先起动砂石泵，有两种方式。第一种，利用真空泵的抽吸作用排除砂石泵及其循环管路系统的空气，使砂石泵及管路系统形成一定的真空度，孔内循环介质在大气压的作用下，通过孔内钻头水口，进入钻杆内腔，水龙头，进水软管和砂石泵内。此时开动砂石泵即可形成反循环。第二种，是用一台流量较大的灌注泵，向砂石泵及其进水管路中注水，排出空气，然后开动砂石泵，形成反循环。混合液在地面进行渣液分离处理。分离后性离符合要求的泥浆可继续使用，注入孔内，形成泵吸反循环钻进，最终成孔。
终孔后，也应进行清孔，具体方法是：停止钻具回转，将钻头提离孔底50～80cm，维持反循环，并向孔中注入含砂量小于4%的新泥浆或清水，持续20～40min，即可满足质量要求。
三、钢筋笼的制作与吊放入孔
钢筋笼一般由主筋、加强箍筋与外箍筋组成，其各种钢筋型号和尺寸大小应符合设计要求，主筋的搭接有单面满焊和双面满焊两种，单面满焊，焊缝长度为10d；双面满焊为5d（d是指主筋的直径）。加强筋本身的搭接长度，应为其直径的8～10倍，可采用单面连续焊接或双面间断焊接，一般主筋与加强筋间用双面点焊，主筋与外箍筋采用绑扎或隔点点焊。
由于钢筋的长度有限，以致做出的钢筋笼长度有限，而有些桩孔深度很大，需几节钢筋笼，这样在吊放钢筋笼时就必须将几节笼子焊接在一起，两节茏子之间的主筋搭接应相互错开，使同一截面上的焊接处不大于主筋根数的50%。由于钢筋笼顶标高一般与地面标高不同，所以在顶笼上应焊接一根吊筋，使笼顶标高符合设计要求。
四、混凝土的水下灌注
1、导管的下入与第二次清孔
钢筋笼吊放孔中后，就该吊放导管了，所下导管的长度应由孔深来确定，既保证导管下到孔底，又保证上部不能高出孔口太多，以便浇灌砼，下导管时应注意不能将有破损的导管下入，以防漏水而影响浇灌质量。
下完导管后，还应安上冲头进行第二次清孔。因为终孔后到浇灌时有一段时间，孔内又有一定沉渣，为保证成桩质量，所以必须在浇灌前再次清孔，直到孔底沉渣和泥浆指标符合设计和规范要求。
2、混凝土的配制
砼是由水泥、水、碎石、砂和外掺剂按一定比例配制而成的。根据设计要求的砼强度，取一定量的材料到试验室作配合比试验，从而确定各种材料的用量，所使用的水泥、水、碎石和砂等必须符合规范要求，采用导管水下灌注砼，一般采用碎石粒径为1～3cm，砂使用中粗砂，且含泥量不能大于4%。如果需要，应该做碎石和砂的原材料试验和水泥的抽检试验。浇灌同时还必须按规范频数做砼试块并养护，以检验所拌制砼的质量。
现场拌制砼时，一定要严格依照配合比用量，注意控制用水量，使砼的坍落度符合要求。一般导管水下灌注所用砼的坍落度为18～22cm。
现场拌制砼如受场地限制，也可采用商品砼厂家提供的商品砼。
3、导管水下灌注混凝土
在第二次清孔完毕后，应该立即进行浇灌，以防孔壁缩径或坍塌。浇灌前，要在导管内的液面上放入隔水塞。一般为沙袋或高强塑料球胆，其大小以满足砼顺利下到孔底和顺利排净导管内泥浆为准。
砼的第一批灌入量经过计算得到保证。在灌注前，要将导管提高孔底30～50cm，以使塑料隔水球顺利排出，同时在第一批砼灌入后，应将导管底埋入1米以上，这样就要求第一批灌注的砼量能满足使孔内砼上升1.5m以上。
砼灌注以后，就要连续不停地灌下去，直到浇灌完毕。在灌注过程中，应边灌注，边提高导管，使砼能顺利落下，但要注意不能提得太快太猛，以防造成断桩和将钢筋笼挂起。浇灌过程中要始终保持砼埋住导管下部不小于1m，且不大于4m。因为埋得过浅易造成断桩，而埋得过深又容易使导管难以拔起而损失掉。
灌注中所用砼质量要严格保证，如发现砼已经离析、搅拌不熟、坍落度太小、已发生初凝等问题时，不得进行灌注，而应该换用质量好的砼再继续浇灌，以确保浇灌顺利和成桩质量。
五、结束语
钻孔灌注桩作为一种大直径桩，施工工艺上直径最大达6.0m，孔深80米，现钻进成孔工艺普遍采用回转钻进、冲击钻进及旋挖钻进，施工时可以根据不同的地层、荷载要求来选用适当的施工工艺。
钻孔灌注桩作为一种大直径桩，由于其能提供较大的单桩承载力，受地层条件制约较小，常用于工民建、公路、铁路的桥梁工程，因此确保桩的施工质量就更为重要，实际施工中应严格控制各道工序的质量检测、验收工作，以确保成桩质量。
参考文献：
《建筑桩基技术规范》中国建筑工业出版社2008年
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