摘要：随着高层、超高层以及大型、超大型建筑物的不断涌现，这些建筑物对地基承载力提出了比较高的要求，钻孔灌注桩就是这些建筑物基础的重要形式之一，因此本文对钻孔灌注桩施工技术进行了分析。
关键词：建筑工程；钻孔灌注桩；施工技术
在建筑工程项目中，地基与基础工程造价约占单位工程造价的1/4～1/3[1]，所以基础施工是非常重要的环节。钻孔灌注桩具有适应范围广（不受土层限制）、承载力大、振动小、经济合理、安全性高等优点，因而在建筑工程中获得广泛应用。但桩基施工也有隐蔽性、连续性和复杂性特点，对施工技术和质量控制提出了较高要求，因此本文对建筑工程钻孔灌注桩施工技术进行了分析。
1 钻孔灌注桩技术原理与类型
1.1 钻孔灌注桩原理
钻孔灌注桩是通过机械钻孔在地基中形成桩孔，再在孔内放置钢筋笼，现场浇灌混凝土，形成的圆柱形混凝土桩。施工前，先在现场放出桩位坐标，再通过机械钻孔方式在地层中形成桩孔。由于桩身一般较长，钻孔时可采用泥浆护壁。灌注混凝土时，利用导管将混凝土注入桩底部。因为混凝土密度大于泥浆密度，混凝土在重力作用下将挤占泥浆的位置，迫使泥浆不断由孔口排出，而混凝土面不断上升，一直到桩顶高程。混凝土经过养护，强度达到设计要求，即完成钻孔灌注桩施工。
1.2 钻孔灌注桩技术类型与特点
按照成孔工艺类型，钻孔灌注桩技术分为正循环钻进成孔、反循环钻进成孔、冲击钻进成孔、旋挖钻进成孔等类型。正循环钻进成孔技术是指钻头钻进过程中，利用泥浆泵通过钻杆内孔压入冲洗液（泥浆或清水）冲洗孔底，冲洗液携带钻屑从钻杆与孔壁之间向上运动，并由孔口流向沉淀池，这样的循环方式为正循环。反循环钻进成孔技术的冲洗液是由钻杆与孔壁之间进入，从钻杆内孔排出[2]。与正循环钻进成孔技术相比，因为钻杆内孔面积比钻杆与孔壁之间的环形面积小得多，所以冲洗液流动速度要快得多，可达2～4m/s，显著提升了排渣能力，所以钻进效率更高，尤其对2m以上大直径孔的优势更加明显。冲击钻进成孔技术是利用冲击式钻机或卷扬机吊起钻头，在一定高度自由落下，利用冲击力破碎岩层或冲挤土层而形成桩孔，因每冲击一次冲锥就转过一定角度，所以桩孔断面一般为圆形，其清渣采用捞渣筒或泥浆循环方式。旋挖钻进成孔是利用旋挖钻机并根据不同地层选用相应的钻头（螺旋钻头、旋挖钻斗、筒式取芯钻头、冲击钻头、冲抓钻头等），在计算机控制下钻进，钻孔效率高，定位准确。在灌注桩成桩并达到预期强度后，有些工程还要求通过预置压浆管注浆，这种做法称为后压浆工艺，目的是改善土体物理性质和力学性能，在一定程度上提高桩端阻力和桩侧阻力，进而提高单桩承载力。
2 钻孔灌注桩施工技术要点与质量控制
2.1 工艺流程
以反循环钻进成孔技术为例，工艺流程如下：
施工准备→平整场地→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→钻孔→中间检查→终孔→清孔→测孔→下放钢筋笼→安装导管→二次清孔→灌注水下混凝土→拔出护筒→凿桩头→桩基检测。
2.2 施工准备
施工前，根据工程实际情况，选择适合的施工机械与技术方法，并组织人员培训和交底。例如反循环钻进成孔法选择反循环钻机，其他设备包括混凝土搅拌机、混凝土运输车、钢筋加工设备、测量仪器等。
2.3 平整场地
根据施工现场情况对场地进行清理和平整。场地杂物要清除，置换掉地表软土，再平整和夯实。
2.4 桩位放样
采用全站仪放出桩位中心十字线，并在中心线上打入护桩，然后对照施工图纸复核桩位坐标和水准高程。护桩采用一端削尖的木桩。
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2.5 埋设护筒
护筒一般采用5～10mm钢板卷制，其内径为桩体直径+100～200mm。护筒外周、刃脚部位加焊环，避免护筒打入时变形，并设置溢流液口。护筒埋设可采用振动沉拔锤打入地层。
2.6 钻机就位
钻机安装到位后，校正水平，检测钻杆垂直度。一般要求钻机垂直度偏差不超过10mm。
2.7 制备泥浆
按照10根桩泥浆用量设置一个泥浆池。泥浆池应设在已施工区域，避开要施工的桩位。利用挖掘机挖一个坑作为泥浆池。泥浆可采用当地优质黏土配制，也可采用膨润土调配。泥浆性能指标应根据地层情况决定，并在钻孔过程中随时对泥浆密度、黏度、含砂率进行测定，应按照地质条件调整泥浆密度[3]。反循环泥浆相对密度大约为1.02～1.15，黏度16～35Pa·s，一般地层取小值，易坍地层、卵石土等取大值。
2.8 成孔钻进
为避免串孔现象，可采取间隔钻孔方式。开挖导孔，下放钻头距孔底5～8cm，启动泥浆泵，循环冲洗液3～5min，启动钻机慢速回转，再轻压钻头缓慢钻进。钻进至护筒深度1m以上，再逐渐加大到正常转速。正常钻进后，调整各项参数到最佳。接钻时，先停钻，再提升钻头距孔底80～100mm，循环冲洗液1～2min，清净钻屑后停泵，再接长钻杆。在钻进过程中，随时观察钻机仪表，发现钻进偏差，如垂直度超差，应进行调整。每进尺5～10m，应检查泥浆指标，不符合要求就要及时调节。为了避免发生埋钻，因故停钻时应提起钻具离开孔底，维持冲洗液循环和孔内水头压力，以防塌孔。钻具离开孔口后，应在孔口上加护盖。成孔时，泥浆相对密度应保持在1.05～1.45之间。
2.9 清孔与验孔
钻孔至设计深度，在原处空转清土之后，再停钻提出钻杆。提钻杆时，不能让钻杆回转。然后进行清孔。反循环一般采用抽浆清孔法。为保证清孔质量，可分两次清孔，头一次在终孔后立即进行，第二次在下放钢筋笼、安装导管后。清孔后测孔深、孔径、孔斜。测孔深用测绳，测孔径用探孔器，测孔斜是通过探孔器下落后测量吊绳相对桩位中心的偏差而得。终孔和灌注混凝土前应检测泥浆指标。
2.10 制作和吊放钢筋笼
在硬化场地制作钢筋笼，并根据桩长分段加工，每段长度一般不超过18m。钢筋笼采用焊接成型，搭接长度10d（d为钢筋直径），一般采用单面焊，加强筋圈采用双面焊，应避免接头在同一截面上。钢筋笼检查合格，运至桩位，运输途中应采取必要措施避免钢筋笼变形。采用汽车吊下放钢筋笼。
2.11 安装导管
导管采用无缝钢管制作，并通过快速丝扣接头连接。导管连接处设橡胶圈密封。下放导管前，应试拼和做水密封试验。下放导管时，底部距孔底应保持30～50cm。
2.12 浇灌水下混凝土
浇灌前，测量孔深以确定沉渣厚度。再利用导管拔栓法浇灌首批混凝土。在漏斗颈部设置钢板栓，当混凝土量达到要求后，立即拔出钢板栓，使混凝土迅速落下并排走导管内的泥浆。首批混凝土浇灌成功后，将大料斗换成小料斗。进入正常浇灌，必须连续，不能中断。浇灌过程中，合理控制浇灌速度和泥浆排除流量，并根据混凝土上升情况抽拔导管，确保导管埋入混凝土2～6m。灌浆至设计桩顶高程0.5m以上，结束浇灌。
3 结语
钻孔灌注桩技术在现代工程建设中获得广泛应用，并在工程实践中不断完善。鉴于灌注桩施工隐蔽性特点，必须加强施工控制和质量管理，对施工中的每一步操作都要严格控制，只有这样才能确保桩基质量，并使建筑工程整体质量有充足的保障。
参考文献：
[1]姜正平，明维，周展钊，等.PHC管桩与钻孔灌注桩的分析与对比[J].混凝土与水泥制品，2015（10）：39-43.
[2]邓祥辉，张永杰，房海勃.后压浆钻孔灌注桩承载力分析与试验研究[J].建筑科学与工程学报，2015，32（2）：58-64.
[3]何金明，喻红霞.钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用[J].施工技术，2016，45（S1）：226-227.
论文作者:林少康
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/20
标签：钻孔论文; 泥浆论文; 混凝土论文; 钻杆论文; 导管论文; 钻头论文; 钻机论文; 《基层建设》2018年第15期论文;