大直径钻孔灌注桩施工技术

（总第１０２期）　福　建　建　筑　Ｖｏｌ・ｌ０２　２００６年第６期　Ｆｕｉｉａｎ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｎｏ６・２０ｏ６　大直径钻孑Ｌ灌注桩施工技术　吴端炬　（泉州市建设工程质量监督站３６２０００）　摘要：文章结合工程实例具体阐述了大直径钻孔灌注桩成套施工技术，并针对以往施工中常见的工程质量问题，提出了相应的　预防及处理技术措施。　关键词：钻孔灌注桩水下砼施工技术　处理方法　中图分类号：ＴＵ７５３．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—６ｌ３５（２００６）０６—０１２６—０３　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｄｉａｍｅｔｅｒ　Ｂｏｒｉｎｇ　Ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ　Ｐｉｌｅｓ　Ｗｕ　Ｄｕａｎｊｕ　（Ｑｕａｎｚｈｏｕ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　Ｓｔａｔｉｏｎ　３６２０００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｉｎ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ，ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｂｒｉｎｇ　ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ　ｐｉｌｅｓ．Ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｃｏｍｍｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｉｎ　ｐｒｅｖｉｏｕｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ｉｔ　ｂｒｉｎｇｓ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｆｏｒ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｒｉｎｇ　ｃａｓｔ—ｉｎ—ｐｌａｃｅ　ｐｉｌｅｓ，ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗａｙｓ　ｏｆ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　１　引言　程地质勘察报告提示地质条件，第五层、第八层均为中砂层，　近十年来，随着大型工业、民用建筑、高层建筑等工程的　且厚度均在５ｍ以上，本工程选择泵吸反循环施工工艺，这样　涌现，使得钻孑Ｌ灌注桩Ｆｔ益成为大型工程上经常采用的一种　既提高了钻成孑Ｌ功效，又可避免施工过程可能出现的涌砂现　深基础形式。钻孑Ｌ灌注桩以其自身的优越特点——噪音低、　象，从而保证了成孑Ｌ质量。该施工工艺流程：设置护筒一安装　振动小、施工操作简便、工效高、经济效益较好以及承载力高　反循环钻机一钻挖一第一次清孑Ｌ一移走反循环钻机一测　等，越来越受到建设单位、设计单位和施工单位的重视。但若　定孑Ｌ壁回淤厚度一吊放钢筋笼一插入导管一第二次清孑Ｌ　在施工中处理不当，也时常会出现断桩、吊脚桩、斜孑Ｌ、塌孑Ｌ等　一水下灌注砼一拔出导管一拔出护筒。　质量问题，直接影响工程质量及经济效益。　３．２钻成孑Ｌ施工　２工程地质及地质水文概况　（１）钻进操作要点。桩机就位后，对准护筒中心，待桩机　（１）泉州某大厦层高２ｌ层，地下室一层，结构体系为框　平衡后，桩机开孑Ｌ。首先起动砂石泵，待反循环正常后，才能　筒结构，总建筑面积２．３６万ｍ　，桩基型式选用钻孑Ｌ灌注桩，　开动钻机慢速回转下放钻头到底。开始钻进时，应先轻压慢　直径１０００ｍｍ，设计总根数２１５根，桩长３２—３６ｍ。单桩承载　转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸　力为３４００ｋＮ，桩端持力层为含泥砂砾卵石，桩身材料采用　口不产生堵水。其次控制好泥浆比重，保持孑Ｌ口稳定。钻进　Ｃ３０砼，设计要求桩端进入持力层≥３ｍ。　时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况，排量减少　（２）场地工程地质条件自上而下划分为９个工程地质　或出水中含钻渣量较多时，应控制钻进速度，防止因循环液比　层，依次为杂填土，厚１．００—２．１０ｍ；粉质粘土，厚１．５～　重太大而中断反循环。在淤泥和淤泥质土中，应根据泥浆的　２．４０ｍ；淤泥，厚２．２～４．８０ｍ，；含泥砂夹淤泥，厚３．２５—　补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜大于１ｍ／ｍｉｎ，同时每　１０．８０ｍ；中砂，厚８．ｏ０～１２．００ｍ；淤泥质土，厚６．５０～　钻进３ｍ，应回尺２～３次，以使护壁充分稳定。进入粘土层　１３．２０ｍ；饱和粉土，厚１．００～３．５０ｍ；中砂，厚０．９—６．９０ｍ；含　时，此层可硬塑，含砂少，钻孑Ｌ时应注意控制泥浆比重，出现堵　泥砂卵石，厚１０ｍ左右，稍中密状，骨架颗粒以３～５ｃｍ为主，　水口现象应停机处理后，加碎砖块钻进。在松散砂层中，钻进　最大超过１０ｃｍ，含泥量约为１０％。　速度不宜超过３ｍ／ｈ，同时应注意控制泥浆比重在１．３～１．５　３施工过程　之间。在硬土层中的钻进速度，以钻机不发生跳动为准，并改　３．１　施工机械及施工工艺选择　换四翼钻头，在砂砾卵石层中钻进时，为防止钻渣过多，卵砾　结合工程实际，在保证工期的同时考虑现场施工场地条　石堵塞管路，可采用间断钻进，并以此来控制钻进速度。加接　件的局限，选用四台ＧＰＳ一１５型钻孑Ｌ机分向施工。根据本工　钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孑Ｌ底８一ｌＯｃｍ，维持冲洗　维普资讯 http://www.cqvip.com

（总第１０２期）２００６年第６期　吴端炬・大直径钻孔灌注桩施工技术　・１２７・　液循环１—２分钟，以清洗孔底并将管道内的钻渣携出排净，　然后停泵加接钻杆。钻进时如孔内出现塌孔、涌砂等异常情　况，应立即将钻具提离孔底，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除　塌落物和涌砂；同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水　头压力以抑制继续涌砂和塌孔，恢复钻进后，泵排量不宜过　大，以防吸塌孔壁。当钻进达到设计要求孔深停钻时，仍要维　持冲洗液正常循环，清洗吸除孔底沉渣直到返出冲洗液的钻　渣含量小于４％为止。起钻时应注意操作轻稳，防止钻头拖　刮孔壁，并向孔内补入适量冲洗液，稳定孔内水头高度。　（２）清孔。清孔过程中应观测孔底沉渣厚度和冲洗液含　渣量，当冲洗液含渣量小于４％，孔底沉渣厚度符合设计及规　范要求时即可停止清孔，并保持孔内水头高度，防止发生塌孔　事故。清孔后泥浆比重应控制在１．１５～１．２５，粘度≤２８Ｓ，含　砂率≤１０％，第一次清孔，在终孔时停止钻具回转，将钻头提　离孔底５０—８０ｃｍ，维持冲洗液的循环，并向孔中注入含砂量　小于４％的新泥浆或清水，令钻头在原地空转ｌＯ分钟左右，　直至达到清孔要求为止。第二次清孔，在第一次清孔达到要　求后，待安放钢筋笼及导管就绪后，再利用导管进行第二次清　孔。当二次清孔后孔底沉渣允许厚度符合设计及规范规定要　求时，应立即进行水下砼灌注施工。　３．３水下砼灌注施工　（１）水下砼的配合比。配合比应通过试验确定，砼坍落　度宜控制在ｌ８～２２ｃｍ范围。　（２）浇注水下砼。施工程序为：放钢筋笼安设导管使隔　水栓与导管内水面紧贴灌注首批砼剪断铁丝，使隔水栓下　落至孔底连续灌注砼，提升导管砼灌注完毕，拔出护筒。　灌注首批砼。开始浇注砼时，为使隔水栓能顺利排　出，导管底部至孔底的距离宜为３０～５０ｃｍ。首批砼初灌量可　按下式计算：　：手ｄ　（Ｈ＋ｈ＋ｏ．５ｔ）＋　ｉ　２（ｏ．５Ｌ—Ｈ—ｈ）　其中一Ｖ　砼的初灌量（ｍ　）　ｄ一桩孔直径（ｍ）　ｄ，一导管内径（ｍ）　Ｌ一钻孔深度（ｍ）　　．Ｈ一导管埋入砼深度，一般可取Ｈ＝１．０ｍ；　ｈ一导管下端距灌注前测得的孔底高度（ｍ），一般　取ｈ＝０、３～０．５ｍ；　ｔ一灌注前孔底沉渣厚度（ｍ）　本工程实际初灌量控制为０．２５ｍ　。　ｂ．导管埋深。在水下灌注砼时，应根据实际情况严格控　制导管的最小埋深，一般宜在２ｍ以上，以保证桩身砼的连续　均匀，不使其可能裹入砼上面的浮浆皮和土块等，防止出现断　桩现象；对导管的最大埋深不宜超过最下端一节导管的长度　或６ｍ，以防止埋管太深造成埋管事故。　ｅ．连续浇注砼。首批水下砼浇注正常后，必须连续施　工，不得中断。否则先浇注的砼达到初凝，将阻止后浇注的砼　从导管中流出，造成断桩。在灌注过程中，应经常用测锤探测　砼面的上升高度，并适时提升导管进行捣实、逐级拆卸导管，　保持导管的合理埋深。探测次数一般不宜少于所使用的导管　节数，并应在每次起升导管前，探测一次管内外砼面高度。　ｄｌ砼灌注时间及桩顶标高控制。砼灌注的上升速度不　得小于２ｍ／ｈ。每根桩的灌注时间按初拌砼的初凝时间控制，　本工程砼灌注时间控制在３—６ｈ内，当浇注接近桩顶部位时，　应控制最后一次浇注量，使桩顶的浇注标高比设计标高高出　０．５～０．８ｍ，以便清除桩顶部的浮浆渣层。桩顶灌注完毕后，　应即探测桩顶面的实际标高。砼灌注结束后，空孔部分用导　管灌填砂石到地面以防砼上升造成缩径。　４　以往施工中常见问题原因分析、预防措施与处理　方法　４．１孔壁坍落　（１）原因分析。护壁泥浆比重不足，起不到可靠的护壁　作用；护筒埋深位置不合适，埋设在砂或粗砂层中；成孔速度　大快，在孔壁上来不及形成泥膜，孔内水头高度不够或出现承　压水，降低了静水压力；安放钢筋笼时碰撞了孔壁，破坏了泥　膜和孔壁；排除较大障碍物（如４０ｃｍ左右的漂石），形成大空　洞而漏水致使孔壁坍塌。　（２）预防措施与处理方法。在松散砂土或流砂中钻进　时，应控制进尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆；将　护筒的底部贯入粘土中０．５ｍ以上；成孔速度应根据地质情　况选取；如地下水位变化大，应采取升高护筒、增大水头，或用　虹吸管连接等措施；从钢筋笼的绑扎、吊插以及定位垫板设置　安装等环节均应予以充分注意；如孔口发生坍塌，应先探明坍　塌位置，将砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上ｌ～２ｍ，如坍　孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再进行钻孔。　４．２桩孔偏斜　（１）原因分析。钻孔时遇有倾斜度的软硬土层交界处或　岩石倾斜处，钻头所受阻力不均而偏位；钻孔时遇较大的弧　石、探头石等地下障碍物使钻杆偏位；钻杆弯曲或连接不当，　使钻头、钻杆中心线不同轴；地面不平或不均匀沉降使钻机底　座倾斜。　（２）预防措施与处理方法。在有倾斜状的软硬土层处钻　进时，应吊住钻杆，控制进尺速度并以低速钻进，或在斜面处　填入片石、卵石冲平后再钻进；探明地下障碍物情况，并预先　清除干净；钻杆、接头应逐个检查，及进调整，弯曲的钻杆要及　时更换；场地要平整，钻架就位后要调整，使钻盘与底座水平，　钻架顶端的起重滑轮边缘同固定钻杆的卡孔和护简中　Ｃ，Ｚ者　在同一轴线上，并注意经常检查和校正；在桩孔偏斜处吊住钻　头，上下反复扫孔，使孔校直或回填粘土，待沉积密实后再钻。　维普资讯 http://www.cqvip.com

（总第１０２期）２００６年第６期　吴端炬・大直径钻孔灌注桩施工技术　・１２８・　４．３　断桩　漏进泥砂，或未立即浇注砼；安放钢筋笼或导管碰撞孔壁，使　孔壁泥土坍塌；清渣未净，残留沉渣过量。　（２）预防措施与处理方法。清孔要符合设计要求，并立　即浇注砼；安放钢筋笼和浇注砼时，注意不要碰撞孔壁；注意　泥浆比重控制并及时清渣。　（１）原因分析。砼坍落度太小，骨料粒径太大，未及时提　升导管及导管倾斜，使导管堵塞，形成桩身砼中断。灌注时导　管提升过高，以致底部脱离砼层或埋深太浅；灌注质量差，灌　注作业因故中断过久，表层砼失去流动性，而继续灌注的砼顶　破表层而上升，将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹形成断桩；提升　导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土体混入砼中；导管没扶正，接头　法兰挂住钢筋笼。　５　本工程施工过程中出现的问题及处理方法　５．１　护筒冒水　（１）原因分析。６２＃桩在钻进过程中发现护筒冒水，经检　（２）预防措施与处理方法。砼坍落度设计要求，粗骨料　查发现是由于埋设护筒时周围填土不够密实所至。　粒径按规范要求控制，边浇注砼边拔套管，并勘测砼顶面高　（２）处理方法。立即停止钻进，将护筒四周不密实的填　度，随时掌握导管埋入深度，避免导管脱离砼面；加强测探员　土全部挖除，并选用含水量适当的粘土重新填筑，填筑时分层　的技术培训，反复细心探测砼面，认真绘制砼灌注曲线，正确　夯实，每层厚为２０ｃｍ，从而很好地解决了这一问题。　指导导管的提升；灌注中，严格遵守操作规程，导管提升应匀　５．２堵管　速平稳，慢慢起升；当导管堵塞，砼尚未初凝时，可吊起一节钢　（１）原因分析。１８９＃桩在砼灌注过程中发生堵管现象，　轨或其它重物在导管内冲击，把堵塞的砼冲开，使砼继续浇　经检查分析是由于砼灌注时间过长，造成表面砼已初凝所至。　注，也可迅速提出导管，用高压水冲通导管，重新下隔水栓浇　（２）处理方法。立即决定上下提动导管数次，并进行振　注，浇注时当隔水栓冲出导管后，将导管继续下降，直到导管　捣以使导管疏通，恢复灌注时在不增长水灰比的原则下重新　不能再插入时再稍许提升，继续浇注砼；如果砼在地下水位以　拌和砼。　上中断，桩径又较大（１ｍ以上），泥浆护壁好，可抽掉孔内水，　６结束语　用钢筋笼网保护，对原砼面进行凿毛并清洗钢筋，再继续浇注　本桩基工程委托福建省建筑工程质量监督检测中心站　砼；如果砼在地下水位以下中断，可用比原桩稍小的钻头，在　进行桩静载试验和动测检验。静载试验结果表明，单桩承载　原桩位钻孔至断桩部位以下适当深度时（可由验算确定）重　力均符合设计要求；动测检验结果合格率达１００％，其中一类　新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻孔中，　桩４３根占９ｌ％，二类桩４根占９％。通过本桩基施工实践，　然后继续浇注砼；如果导管接头法兰挂住钢筋笼，钢筋笼埋入　笔者深深体会到，只要严格按规范和设计要求精心组织施工，　砼又不深，则可提起钢筋笼，转动导管，使导管与钢筋笼脱离。　加强现场施工管理监督力度，严格建立现场技术管理体系以　４．４　吊脚桩　及质量保证体系，大直径钻孔灌注桩的施工质量是可以保证　（１）原因分析。清孔后泥浆比重过小，孔壁塌落或孔底　的，并且可以取得良好的社会及经济效益。　（上接第１１６页）　灾现场情况：消防联动设备的运行状态、消防疏散通道情况等　三、防灾报警联动系统　等。随着隧道消防的作用逐渐被人们所重视，以及隧道消防　我国规范要求火灾自动报警系统应为一个的系统，　理论的的健全，防灾报警控制系统的监视和控制的功能将会　为了确保火灾报警的可靠且无误报，火灾的探测系统，应适应　地更广泛应用。　隧道的特点，合理选配产品，做到安全适用、技术先进、经济合　消防控制室可单独设置，但为了实现整个隧道弱电系统　理。火灾探测器有：感烟的线型红外光束型和激光型，感温的　的信息共享和集中统一管理，沿线整个集成系统采取合用控　线性光纤感温探测器。火灾探测系统用总线方式传递至消控　制室设计，有利于集中统一地进行监控和管理，即可节省大量　中心。同时还要考虑沿线变配电间的消防安全设计，纳入防　人力，又可提高管理水平。采用合用控制室，消防设备在室内　灾报警联动系统。　的设计，应当满足《报警规范》的有关要求，占有的区域，　火灾自动报警控制器是火灾自动报警系统的中枢，它接　且相互间不会产生干扰。　受信号并做出分析判断，一旦发生火灾，它立即发出火警信号　借鉴相关的防火设计规范，隧道的消防用电负荷要保证　并启动相应的消防设备。消防控制室接到火警信息后应能够　达到一、二级荷载，应设置应急照明和指示标志　自动或手动启动相应的消防联动控制设备，并对各设备运行　结束语　状态进行监控。在自动情况下，火灾自动报警系统按照预先　文中提及的内容，有的已应用在高速公路，有的是介绍在　编制的联动逻辑关系，在火灾报警确认后，输出自动控制指　高速公路可以运用的技术以及本人总结经验教训后提出的改　令，启动相关设备动作，同时向其他系统及时传输、显示火灾　进意见；有的只是对未来的展望，是今后的规范和技术值得进　报警信息，并能接收必要的其它信息，这样也能更好地监控火　一步研究探讨的问题。