饶博 RAO Bo
（湖南兴溢建设工程有限公司，长沙 410001）
（Hunan Xingyi Construction Co.，Ltd.，Changsha 410001，China）
摘要： 钻孔灌注桩可适用于砂土、砾卵石、黏性土、碎石土、岩石等各类土层，桩长可以根据持力土层的起伏变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量小，便利施工，故应用较为普遍，其中冲击钻钻孔灌注桩是我们桩基施工中非常常见的一种施工方法，其20世纪40年代初起源于美国后被广泛运用于高层、超高层、桥梁等各种构筑物中。
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关键词 ： 桩基工程；冲击钻钻孔灌注桩；施工技术
中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0077-03
作者简介：饶博（1982-），男，湖南长沙人，中级职称，本科，研究方向为路桥工程。
0 引言
钻孔桩按照施工方法目前主要有正反循环钻机、冲击钻、冲抓钻、旋挖钻机。其中泥浆护壁形式的冲击钻钻孔灌注桩最为常见。由于该工艺属于隐蔽工程，受地址、有无水、埋置深浅及桩的承载形式、截面面积等因素影响，施工时极易出现坍孔、缩孔、斜孔、漏浆、卡钻、埋钻、浮笼、卡管、断桩、夹泥等问题，严重破坏施工质量。如何真正把握其各道施工工序的关键点，切实保证施工的质量，是每个桩基施工技术人员应当掌握的。
笔者将结合多年工程施工经验，针对冲击钻钻孔灌注桩施工阶段极易出现的问题，通过加强施工管理，进一步明确钻机安装、护筒埋设、泥浆制备、钻孔、成孔检查与清孔等关键技术措施来规避上述问题，以确保成桩质量达到设计要求。
1 冲击钻钻孔灌注桩施工技术
1.1 钻机安装
钻孔前应先清理场地，更换软土，整平压实后铺设横向枕木，如有必要可在枕木上铺设钢轨或型钢。钻机定位后，底座必须平整，稳固，确保在钻进中不发生倾斜和位移，保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。钻机起落钢丝绳中心应对准桩中心。
1.2 护筒埋设
护筒有隔离地表水、稳定孔壁、防止坍孔、固定桩孔位置和给钻头导向的作用，一般采用坚固耐用的钢护筒，内径一般大于钻孔直径30-40 cm，在旱地施工时可采用挖坑埋设法实测定位，护筒外侧应回填夯实。护筒顶面位置偏差不大于5cm，护筒在竖直方向的倾斜度应小于1%。
1.3 泥浆备制
泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。一般选用塑性指数大于25的黏土和水拌制而成，必要时可以掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂保证泥浆性能稳定。通常情况相关指标如下：相对密度在黏土地质中为1.03～1.15、在砂层和砾石层相对密度为1.3～1.5；粘度（Pa·S）18～22；含砂率（％）≤4%；PH值：8～10；胶体率（％）≥96；失水率（ml/30min）15～20。泥浆一般进行循环处理后重复使用，钻孔过程中应随时对孔内泥浆的性能进行检测，不符合要求是及时调整。
1.4 钻孔
起初开钻时先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。起初用冲击锥以小冲程反复冲击造浆，使孔壁坚实、竖直、圆顺，待钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击。如表面不平整，应先投入粘土加小片石等将表面垫平后再进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故，如岩层强度不均，易发生偏孔，亦可采用上述方法回填再钻。
冲程应根据土层情况分别规定：一般在通过坚硬密实的基岩砂卵石层之类的土层中采用大冲程（2.5-3.5m）；在通过粉砂或中粗砂土层中时采用中冲程（1.5-2.5m）；在通过黏土或粉质黏土层中采用中小冲程（1.0-1.5.m）；在易坍塌或软弱地层采用小冲程（0.4-1.0m），并应提高泥浆的粘度和相对密度。为正确提升钻头的冲程，应在钢丝绳上做好标记。每钻进3-5m应当进行一次验孔并做好相应的记录。
钻孔作业应连续进行，因故停钻时，必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。整个钻进过程中，应始终保持孔内泥浆面高度和泥浆比重、粘度符合要求。
1.5 成孔检查与清孔
钻孔完成后应该对孔的，孔径、孔深、孔形、竖直度等进行检查，符合设计要求后方能进行清孔。清孔的目的主要为清除孔底沉渣，减小孔内泥浆密度，目前常用的清孔方法主要有抽浆法、换浆法、气举法等。
抽浆法清孔较为彻底，适用于各种钻孔方法的灌注桩；换浆法设备简单工序较少，但清孔时间比较长，时常会有清孔不彻底的情况发生；气举法清孔快速有效施但施工机具比较多，施工工序比较多。施工中应当根据项目的实际情况选择合适的清孔方法，如果条件允许也可采用两种方法配合使用。不管选用哪种施工方法都必须保证孔内的水头高度，细心谨慎防止塌孔。
清孔后应达到以下标准：孔内排出的泥浆无2～3mm颗粒，泥浆比重降至1.1-1.2，含砂率≤2%，粘度17～20s，孔底沉渣厚度：端承桩≤5cm、摩擦桩≤30cm，在砼浇筑前应复测孔内沉渣厚、泥浆密度等指标，如不能满足设计要求必须进行二次清孔。
1.6 钢筋笼安装
钢筋笼起吊和运输时极易发生变形，应设十字内撑钢筋或内撑架，在钢筋笼入孔前应割除。钢筋笼就位后，在混凝土灌注之前应对钢筋笼顶面进行加固，防止钢筋笼受到混凝土冲击后上浮，加固时应对称以防止钢筋骨架倾斜、移动和偏位。钢筋笼安装好以后应当尽早浇筑以防坍孔发生。
1.7 混凝土灌注
施工中通常采用导管灌注法连续施工，在施工前应当要对导管的质量进行相关检测，保证其刚度、强度、气密性等能满足施工需要。
导管的埋深对混凝土的的灌注施工质量有直接的影响，埋深过大管口压力小，管内混凝土流动性差，容易产生赌管；埋深小管外混凝土面上的浮浆沉渣混入混凝土内形成夹层。因此在施工前应该精确测算好导管入孔的深度，导管底口距离孔底的一般保持在0.4-0.6m之间。首批混凝土的方量应能满足导管首次埋置深度1.0m以上的需要，可按下式计算：
Ｈc——灌注首皮混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底的高度（m），
ＨW——桩孔内混凝土面以上水或泥浆深度（m）；
h1——桩孔内混凝土达到埋置深度h2时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需要的高度（m）；
h2——导管埋入混凝土深度（m）；
h3——导管底端至钻孔底间隙（m）；
h3=ＨWγw/γc
γc——混凝土拌和物的重度，一般取24kN/m3
γw——桩孔内水或泥浆的重度（KN/m3）
混凝土灌注过程应连续不间断，导管应始终埋置在混凝土中，导管埋入混凝土的深度一般为2-6m，并根据混凝土面的位置及时调整导管埋深，为保证桩顶混凝土的质量，灌注混凝土的实际标高应当比桩顶的设计标高高出0.5m以上。
2 施工中常见的问题及处理措施
在钻孔灌注桩施工中可能出现问题非常多比如：坍孔、钢筋笼上浮、断桩、导管进水、埋管、卡管、缩孔、浇短桩头等，此文只就前三种主要情况做简要叙述。
2.1 坍孔
①原因。
泥浆比重不当、桩孔内水头不够、护筒漏水、外界震动、溶洞、钻头冲程过大、桩基成孔后未能及时灌注混凝土等原因都可能造成坍孔，施工中应当根据实际情况查明原因对症下药。
②处理措施。
如果在桩基成孔过程中发生坍孔，可向桩孔内投入黏土、片石、卵石等再用小冲程使黏土。片卵石挤入孔壁中以增强其强度和稳定性，如果坍孔严重则应当回填，等回填物密实后再重新开钻。
如果在桩基灌注过程中发生坍孔，应查明原因，采取相应措施，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土，如不继续坍孔，可恢复正常灌注。
如坍孔陆续不停或坍孔面积较大，坍塌部位较深，宜将导管拔出，保存孔位，以粘土回填，待坍塌稳定后，掏出或吸出回填土，重新下导管灌注，但这种桩也应按断桩采取补强处理。
2.2 钢筋笼上浮
①原因。
钢筋笼未采取固定措施，混凝土在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快。
②预防措施。
在混凝土灌注前可以先将钢筋笼固定在护筒上，在首批混凝土灌注时应当慢速进行，等钢筋笼被埋入混凝土中有一定深度时再提升导管。
2.3 断桩、夹泥
2.3.1 原因
①由于导管距离桩孔底部过远，首批混凝土灌注时不能埋住导管，致使桩中夹杂泥浆；
②灌注混凝土时导管提升过多，使导管高处混凝土面形成分割层；
③导管接头处渗漏，泥浆进入管内混入混凝土中；
④混凝土供应中断，不能连续浇筑造成堵管疏通再浇筑时而引起断桩；
⑤由于坍孔没及时发现处理而引起的断桩等。
2.3.2 处理措施
对已发生或估计可能发生断桩、夹泥的桩，应采用地质钻机钻芯取样，作深入的探查，判明情况。对于一般的桩身之间夹泥量较大、或局部混凝土松散、取芯率小于95%伴有蜂窝、松散、裹浆等问题可以采取压浆补强方法处理；如果断桩情况比较严重，经检测后可以与相关单位商定在原桩外侧进行补桩处理。
3 结语
基础施工是每个建设工程的重点难点和关键工作。在针对冲击钻钻孔灌注桩施工中，通过上述技术措施加强施工控制，不仅有效规避了施工中常见的坍孔、缩孔、斜孔、漏浆、卡钻、埋钻、浮笼、卡管、断桩、夹泥等问题，同时也提高了成桩质量，为同类型的施工项目提供了有价值的参考依据。另外，我们在施工中应保持高度责任感严格把好质量关，为工程建设奉献自身的力量。
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参考文献：
[1]雷建刚.浅谈钻孔灌注桩泥浆配制[M].浙江亚都建设有限公司，2006.
[2]DG/TJ08-202-2207，钻孔灌注桩施工规范[S].
[3]JTG/TF50——2011，公路桥涵施工技术规范[S].