摘要：钻孔灌注桩施工技术在建筑工程中的应用越来越广泛，近几年随着我国建筑行业的不断发展，对这项技术的应用也越来越多，其自身的优势使得操作的过程简单，有效地降低了施工过程的噪音。随着环境保护意识的增强及建筑施工的增多，建筑基础遇到的情况越来越繁杂，造成严重的噪音污染，该技术使得这一问题得到了很好的解决。
关键词：钻孔灌注桩、施工技术、环保、操作
1、概述
中建城3#地块工程，位于唐山市丰润区同庆道南，祥和路东，林荫北路西，由住宅楼、公共建筑（幼儿园、商业配套、物业配套办公等）、车库组成，公共建筑、车库为框架结构、1#-22#主楼为剪力墙结构。总建筑面积366288.86㎡。其中10#、11#、15#、16#主楼根据岩土工程勘察报告，场地表面填土较厚，工程性能稳定性差，故需进行地基加固处理固综合考虑工期、安全性及经济性、环保性，采用长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工工艺。
2、控制要点及工艺
（1）长螺旋钻孔灌注桩施工工艺：长螺旋钻孔灌注桩它采用专用长螺旋钻孔机钻至预定深度，通过钻杆与混凝土输送泵连接经钻头活门向孔内连续泵注高流态细石混凝土，至桩顶设计标高以上500mm为止，然后利用吊车吊起钢筋笼和振动锤，在振动锤的振动下插入钢筋笼而形成的钢筋混凝土桩体。
（2）长螺旋钻孔灌注桩特点
a、长螺旋钻孔灌注高流态细石混凝土灌注桩不受地下水位限制，所用混凝土流动性好，骨料分散性好，石子能在混凝土中悬浮而不下沉，不会产生离析，放入钢筋笼容易；
b、所用螺旋钻机即可钻孔又可压灌混凝土且桩尖无虚土，防止了断桩、缩径、塌孔等施工通病，施工质量容易得到保证；
c、穿硬土层能力强，单桩承载力高、施工效率高，操作简便；
d、混凝土灌注施工速度快，造价较低；
e、施工过程中噪音较低、不扰民、不需要泥浆护壁、不排污、不挤土、施工现场文明容易保证。
2.1测量放线定桩位、复核
（1）、测量放线依据及高程依据
依据建设单位提供的坐标高程控制点，转点至施工现场内埋点形成定位控制网，作为施工测量、复测、复核依据。
（2）、测设方法
首先要设计图纸进行桩位编号，并计算出各桩位的坐标数据（可以是绝对坐标也可以是相对坐标，视现场实际地坪而定），然后采用电子全站仪根据转至场内并经复测的控制点位测设出将要施工的桩位并经质检及监理单位复核。施工桩位一般采用竹片或钢筋头打点，每个桩位应注明桩位编号。
当桩位较多，必须每隔十个桩位施放一个较为基准的桩位，此基准桩位采用木桩及钢钉施放，并在基准桩上标明桩位编号，施工时用此基准桩对相邻桩位进行复核。
（3）、质量要求
1~3根桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩桩位允许偏差70mm；条形桩基沿轴线方向和群桩基础的中间桩桩位允许偏差150mm。
2.2成孔
（1）、钻机就位后，进行桩位复检，钻头中心与桩位偏差小于20mm，然后调整钻机，用双垂球双向控制好钻杆垂直度，垂直度允许偏差为桩长的1%。合格后方可平稳钻进。钻头刚接触地面时，先先关闭钻头封口，下钻速度要慢。钻进过程中，不宜反转或提升钻杆。
（2）、当需要穿越老黏土、厚层砂土、碎石土以及塑性指数大于 25 的黏土时，应进行试钻。
（3）、正常钻进速度控制在1～1.50m/min，钻进过程中，如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移，应停钻查明原因，采取纠正措施后方可继续钻进。
（4）、钻出的土方及时挖机清理转运至施工作业面以外，并统一用汽车外运到参建单位各方认定的弃土场倒弃。
2.3终孔验收
按上述成孔方法成孔施钻，用钻杆上的孔深标志控制钻孔深度，钻进至设计要求的深度及土层，经现场监理验收合格后方可进行灌注混凝土施工。
灌注桩成孔施工允许偏差
2.4灌注混凝土、提升钻杆、清土
混凝土输送泵通过高压管路与长螺旋钻杆相连，中空的螺旋钻杆待停止钻杆回转，把商砼公司运输到场的高流态细石混凝土通过泵管以约30Kpa的压力压至钻头底部，此时单向阀打开，混凝土压出并推动钻杆上升，随钻杆土柱的上升，孔内砼压满，由于孔内积聚高压，并有钻杆的抽吸作用，在软地段砼会充盈较多形成扩径桩（充盈系数详设计），对提高桩承载力很有好处。
灌注混凝土、提升钻杆、清土时应注意以下问题：
（1）、混凝土输送泵安放位置应合理，输送混凝土的管路尽量减少弯管，以利输送混凝土。
（2）、进场的混凝土必需符合设计及规范要求，混凝土塌落度应控制在180～220mm并具有较好的和易性、流动性，现场检验混凝土塌落度，不合格要求的砼不得用于本工程。
（3）、泵送混凝土应连续进行，输送泵料斗内的混凝土高度一般不得低于40cm，防止吸进空气造成堵管。
（4）、提升钻杆接近地面时，放慢提管速度并及时清理孔口渣土，以保证桩头混凝土质量。
（5）、有专人负责观察泵压与钻机提升情况，钻杆提升速度应与泵送速度相匹配，灌注提升速度控制在≤2.5m/min，严禁先提钻后灌料。
（6）、提升钻杆过程中被螺旋钻杆叶片输送出的土体及时用挖掘机清理至作业面以外。
（7）、混凝土灌注必须灌注至设计桩顶标高以上500mm，以确保成桩质量。
（8）、每台桩机每台班制作试块一组，并由专人负责，养护和送检，龄期28天，砼试块规格为：100×100×100mm。
2.5钢筋笼的制作、起吊下插至设计标高
（1）、钢筋笼制作
a、钢筋笼制作前先根据设计图纸进行号料、放样、制作下料单，加工房按下料单分别制作主筋、加强筋及螺旋箍筋，绑扎工人按图纸设计将主筋的间距在加强筋上标示出位置，然后用电焊将主筋与强箍筋点焊固定；主筋与强箍筋固定好后，由工人从桩尖开始向上连续环绕螺旋箍并绑扎，最后用点焊将螺旋箍筋与主筋之间点牢。
b、主筋接长采用单（双）面搭接焊接长，焊接长度10d（5d），并保证主筋同心度；螺旋箍筋采用绑扎搭接接长，搭接长度详设计要求及16G101－1图集要求。
检查主筋搭接长度
c、钢筋笼制作后，应如实填写质量检验表，必须经监理工程师检查和批准后才能使用。
d、钢筋笼制作允许偏差
项 目允许偏差（mm）
主筋间距±10
箍筋间距±20
钢筋笼直径±10
钢筋笼长度±100
（2）、下插钢筋笼施工
a、下插钢筋笼时采用汽车吊将振动锺吊起挖机及人工配合插出钢筋笼内，然后汽车吊一并将钢筋笼吊起（起吊过程中钢筋笼有变形或箍筋位移的立即用人工修整到位），等砼灌注钻机移开后立即开始插笼，减少时间差，减小插笼难度。
b、长螺旋钻机成孔、灌注混凝土至地面后，及时用挖机清理钻机叶片带到地表面上的土方至不影响同一天要施工的桩位外及时用汽车外运至场外弃倒。清理土方时应注意保护已灌注的混凝土，不得对其进行拢动或将土体掉入桩头内。
c、钢筋笼较长时（大于20米），下插钢筋笼必须进行双向垂直度观察，使用双向线垂成垂直角布置，发现垂直度偏差过大及时通知操作手停机纠正，下笼作业人员应扶正钢筋笼对准已灌注完成的桩位。
d、下笼过程中必须先使用振动锤及钢筋笼自重压入，压至无法压入时再启动振动锤，防止由振动锤振动导致的钢筋笼偏移，插入速度宜控制在1.2~1.5m/min。
e、钢筋笼下插到设计标高后关闭振动锤电源，取下起吊钢筋笼钢丝绳（振动锤不取），用汽车吊把钢管和振动锤提出孔外，提出过程中开启振动锤，以保证混凝土的密实性。
f、为了保护桩头的密实性，可以用常用插入式振动棒对桩头2米范围进行复振。
g、施工完成，移至下一颗桩按上述方法施工。成型的桩进行自然养护7天后进行桩间土开挖和人工破除桩头超灌混凝土。
3、后压浆施工
3.1施工工艺流程
准备工作→按设计水灰比拌制水泥浆液→水泥浆经过滤至储浆桶（不断搅拌）→注浆泵、加筋软管与桩身压浆管连接→打开排气阀并开泵放气→关闭排气阀先试压清水，待注浆管道通畅后再压注水泥浆液→桩检测
3.2施工工序与技术要求
（1）准备工作
a后压浆灌注桩施工应选择专业队伍进行施工。进场前必须进行技术培训，培训合格后方可开始施工。
b后压浆施工机具进场时必须进行调试和检查，仪器、仪表等必须进行检查和标定。
c钢筋笼制作宜采用加劲箍成型法，保证钢筋位置准确无误，以便压浆管道精确定位安装。混凝土灌注过程中应注意防止钢筋笼上浮。
（2）后压浆系统安装
a压浆导管一般采用专用管，桩端压浆导管可利用检测管，但必须在检测管底部设置与桩端压浆阀相匹配的接头以便连接。
b压浆导管与钢筋笼采用铅丝绑扎固定，应牢固、均匀。桩端压浆管绑扎在加筋箍内侧，并靠近钢筋笼主筋，固定绑扎点为每道加筋箍处；压浆导管的连接要求同灌注桩检测管连接要求。
c钢筋笼制作的同时绑扎压浆导管，首节钢筋笼起吊后入孔前安装桩端压浆阀。钢筋笼主筋如有接头，采用搭接焊时，整个焊接过程必须防护，确保证压浆导管和压浆阀的安全。
d钢筋笼保护层钢筋在满足相关规范的基础上，每节钢筋笼不少于3组，每组不少于4个，以利于压浆导管和压浆阀的保护。
e钢筋笼入孔时，应对准空位，缓慢轻放，避免碰撞孔壁，下笼过程中如遇阻力，不得强行下放，应查明原因后继续下笼并再次检查压浆系统，必须保证压浆系统安全可靠。
f压浆导管的顶端应高出桩顶（或工作面）0.5米；桩端压浆导管底端应伸出钢筋笼底端，具体尺寸应根据桩底沉降层厚度来确定。钢筋笼下放到位后，将钢筋笼加焊两根悬挂筋在孔口上穿杠固定，钢筋安放标高与设计标高一致，以确保桩端压浆阀位置准确。
（3）制浆
a水泥浆液水灰比应按设计进行配制，现场施工时可根据地质水文情况及后压浆工艺进行适当调整。水灰比宜为0.6～0.8。
b制浆时应采用合适的度量方法进行配料，配料的允许误差为±5%。
c水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，应不少于3min；使用高速搅拌机时，宜不少于30s。浆液在使用前应过筛。
d水泥浆液从拌制至使用的最长保留时间应由试验来确定，一般不得超过4h。
e 注浆量大并且集中时，可建立制浆站集中制浆运输。
（4）注浆
a当桩基完整性检测合格后，方能进行后注浆作业。注浆工作宜在成桩后7天内进行。
b注浆前应对搅拌机、注浆泵等进行运转检查，对注浆管路等进行耐压试验。
c注浆顺序应按设计规定执行，若设计文件没有明确，可根据地质、水文情况由有经验的后压浆施工技术人员确定。注浆顺序一般应遵循先上部后下部、先外围后中心的原则。
d正式注入泥浆之前应先注入一定数量的清水。
e注浆终止压力应按设计规定执行，若设计文件没有明确，可根据地质、水文情况由有经验的后压浆施工技术人员确定。注浆终止压力一般为1.5～8MPa，非饱和、细颗粒、密实的土层取高值，相反取低值。
f注浆量应按设计规定执行。
g注浆过程中浆液流量要控制在75/min以内，终止注浆时浆液流量不大于30L/min。
h若注浆量达到设计注浆量的70%，注浆压力超过注浆终止压力，且注浆压力一直较大时，可终止注浆。
i注浆终止持压时间为：5min。
g注浆过程中出现异常情况时，应查明原因并进行相关处理后方可继续注浆。
（5）异常情况处理
a若遇到压浆阀不能正常开启，可适当调高注浆泵压力，用脉冲法冲通压浆阀，但最高压力不能超过10MPa。
b若出现地面冒浆，应根据具体情况采用堵塞冒浆通道、调整水灰比、降低注浆压力、间歇注浆等方法进行处理。
c若注浆量达到设计注浆量的70%，注浆压力还不足注浆终止压力的70%，且注浆压力一直很小时，应采取调整水灰比、间歇注浆、添加剂等方法进行处理。
d若遇到特殊地层，如：断裂带、流沙、软弱层、溶洞等，应召开技术专题会议研究处理。
e注浆工作必须连续进行，若因故中断，应按以下原则进行处理：
①尽可能缩短中断时间，尽早恢复注浆工作；
②中断时间超过30min时，应立即设法冲洗设备、管路等，以防水泥浆固化。
③恢复注浆后，应先注入大水灰比的水泥浆，当管路及压力阀畅通后再恢复到正常的水灰比水泥浆。
f压浆阀全部堵塞不能实施压浆时，可在桩中心和桩周钻取引孔，重新安装压浆系统实施注浆。但必须注意不损伤桩基钢筋，以及按有关规范处理引孔。
4、质量控制要点及控制标准
4.1对用于注浆的高压注浆泵、拌浆机等设备需进行检查。高压注浆泵的工作参数要满足方案要求；在使用前对高压注浆泵及管线的密封性要进行试运行；对注浆管，要检查注浆头的长度、出浆孔径、孔距是否符合方案要求；安设注浆时，要检查注浆管与钢筋笼连接是否可靠、牢固；注浆头是否用合适的橡胶腊封闭、包裹；注浆管各节连接是否牢固、密封，及注浆管上端是否略高出地坪，并要有良好的封堵，以防止杂物进入堵塞注浆管。
4.2底部注浆导管埋设要求
1）注浆导管等距离绑扎在钢筋笼的内侧且与桩轴平行。
2）每段注浆导管采用套管焊接连接，焊接封闭密实连接接头处不得渗漏。
3）注浆导管必须超出钢筋笼，并伸入孔底，伸出地面的注浆导管采用护帽封口，以防杂物落入管内造成管的堵塞。
4.3后注浆装置的设置
1）应符合下列规定：
a.后注浆导管应采用钢管，且应与钢筋笼加劲筋绑扎固定或焊接；
b.桩端后注浆导管及注浆阀数量宜根据桩径大小设置；
c.对于桩长超过15m且承载力增幅要求较高者，宜采用桩端复试注浆；
d.对于非通长配筋柱，下部应有不少于2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底；
e.钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼、扭笼。
2）后注浆装置检测
主要检测注浆导管内是否有异物、水或泥浆。可用带铅锤的细钢丝探绳进行检测。
a.探绳直接放至注浆导管管底，无水、泥浆、异物；
b.注浆导管底部有少量的清水，可能焊接接口或导管本身存在细小的砂眼，可不做处理；
c.注浆导管内有大量的泥浆，应将钢筋笼提出孔外，查找原因后重新放入预钻孔内。
检验合格，用管箍和丝堵将注浆导管上部封堵保护。桩灌注完毕孔口回填后，应插有明显标识，加强保护，严禁车辆碾压。
4.4施工期间安全措施
吊钢筋笼查看四周环境；旁站人员在机器移动时远离机器；空桩洞口及泥浆坑防护试验时配重吊装、是否倾斜；临时用电必须达到要求。
4.5施工结束后的质量检测
施工结束后，应作承载力和桩身完整性检验，进行承载力检验的桩应选取有代表性或施工质量有怀疑的桩。在桩身混凝土强度达到设计要求的条件下，承载力检验应在注浆完成20d后进行，浆液中掺入早强剂的桩数不应少于总数的1%，桩体质量检测根数不应少于总的20%，最后复测管桩桩顶标高，未发生浮桩现象然后做低应变检测和静载检测，结果要求全部合格且满足设计要求。
结束语
随着钻孔灌注桩注浆技术在建筑工程的应用，说明该技术对于提高桩基的承载能力确实发挥着重要的作用，很好地改变了建筑物的沉降现象，而且其施工不受环境的限制，施工的方法也比较简单，很好地为施工单位降低了成本，值得在施工的过程中进行推广。虽然近几年我国的建筑行业发展迅速，但是在桩基的承载力上还需要进一步的提升，因此施工单位要在实践中不断地促进该技术的发展，使其更好地为工程建设服务。
参考文献
[1]《岩土工程勘察规范》GB50021-2009；
[2]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；
[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2013；
[4]《建筑工程施工质量验收统一标准》GBJ50300-2013；
[5]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；
论文作者:杨立群,林昭阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年17期
论文发表时间:2019/11/22
标签：钢筋论文; 注浆论文; 混凝土论文; 导管论文; 钻杆论文; 钻孔论文; 螺旋论文; 《建筑学研究前沿》2019年17期论文;