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摘 要：近十年来，随着大型工业、民用建筑、高层建筑等工程的涌现，使得钻孔灌注桩日益成为大型工程上经常采用的一种深基础形式。本文结合工作经验和工程实例阐述了大直径钻孔灌注浆施工的过程,并对施工过程中常出现的问题谈了自己的处理意见。
关键词：深基坑；钻孔；施工；灌注浆；问题处理
1.工程概况
(1)某大厦层高20层，地下室一层，结构体系为框筒结构，总建筑面积2．36万㎡ ，桩基型式选用钻孔灌注桩，直径1000mm，设计总根数215根，桩长32～36m。单桩承载力为3400kN，桩端持力层为含泥砂砾卵石，桩身材料采用C30砼，设计要求桩端进入持力层≥3m。
(2)场地工程地质条件自上而下划分为9个工程地质层，依次为杂填土，厚1．00～2．10m；粉质粘土，厚1．5～2．40m；淤泥，厚2．2～4．80m，；含泥砂夹淤泥，厚3．25～10．80m；中砂，厚8．00～12．00m；淤泥质土，厚6．50～13．20m；饱和粉土，厚1．00～3．50m；中砂，厚0．9～6．90m；含泥砂卵石，厚10m左右，稍中密状，骨架颗粒以3～5cm为主，最大超过10cm，含泥量约为10％。
2. 施工过程
2．1 钻成孔施工
(1)钻进操作要点。桩机就位后，对准护筒中心，待桩机平衡后，桩机开孔。首先起动砂石泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头到底。开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵水。其次控制好泥浆比重，保持孔口稳定。钻进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，防止因循环液比重太大而中断反循环。在淤泥和淤泥质土中，应根据泥浆的补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜大于1m／min，同时每钻进3m，应回尺2～3次，以使护壁充分稳定。进入粘土层时，此层可硬塑，含砂少，钻孔时应注意控制泥浆比重，出现堵水口现象应停机处理后，加碎砖块钻进。在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m／h，同时应注意控制泥浆比重在1．3～1．5之间。在硬土层中的钻进速度，以钻机不发生跳动为准，并改换四翼钻头，在砂砾卵石层中钻进时，为防止钻渣过多，卵砾石堵塞管路，可采用间断钻进，并以此来控制钻进速度。加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底8～lOcm，维持冲洗液循环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。
2．2 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。a.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：
其中V f一砼的初灌量(m 3)
d一桩孔直径(m)
d1一导管内径(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0．25m3。
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。
c．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。
d.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。
3. 以往施工中常见问题原因分析、预防措施与处理方法
3．1 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。
3．2 桩孔偏斜
原因分析及处理。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。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筒中心 三者在同一轴线上，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。
3．3 断桩
(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。
4.结束语
静载试验结果表明，单桩承载力均符合设计要求；动测检验结果合格率达100％ ，其中一类桩43根占9l％ ，二类桩4根占9％ 。通过本桩基施工实践，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，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的，并且可以取得良好的社會及经济效益。
关键词：深基坑；钻孔；施工；灌注浆；问题处理
1.工程概况
(1)某大厦层高20层，地下室一层，结构体系为框筒结构，总建筑面积2．36万㎡ ，桩基型式选用钻孔灌注桩，直径1000mm，设计总根数215根，桩长32～36m。单桩承载力为3400kN，桩端持力层为含泥砂砾卵石，桩身材料采用C30砼，设计要求桩端进入持力层≥3m。
(2)场地工程地质条件自上而下划分为9个工程地质层，依次为杂填土，厚1．00～2．10m；粉质粘土，厚1．5～2．40m；淤泥，厚2．2～4．80m，；含泥砂夹淤泥，厚3．25～10．80m；中砂，厚8．00～12．00m；淤泥质土，厚6．50～13．20m；饱和粉土，厚1．00～3．50m；中砂，厚0．9～6．90m；含泥砂卵石，厚10m左右，稍中密状，骨架颗粒以3～5cm为主，最大超过10cm，含泥量约为10％。
2. 施工过程
2．1 钻成孔施工
(1)钻进操作要点。桩机就位后，对准护筒中心，待桩机平衡后，桩机开孔。首先起动砂石泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头到底。开始钻进时，应先轻压慢转，待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵水。其次控制好泥浆比重，保持孔口稳定。钻进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，防止因循环液比重太大而中断反循环。在淤泥和淤泥质土中，应根据泥浆的补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜大于1m／min，同时每钻进3m，应回尺2～3次，以使护壁充分稳定。进入粘土层时，此层可硬塑，含砂少，钻孔时应注意控制泥浆比重，出现堵水口现象应停机处理后，加碎砖块钻进。在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m／h，同时应注意控制泥浆比重在1．3～1．5之间。在硬土层中的钻进速度，以钻机不发生跳动为准，并改换四翼钻头，在砂砾卵石层中钻进时，为防止钻渣过多，卵砾石堵塞管路，可采用间断钻进，并以此来控制钻进速度。加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底8～lOcm，维持冲洗液循环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。
2．2 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。a.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：
其中V f一砼的初灌量(m 3)
d一桩孔直径(m)
d1一导管内径(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0．25m3。
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。
c．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。
d.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。
3. 以往施工中常见问题原因分析、预防措施与处理方法
3．1 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。
3．2 桩孔偏斜
原因分析及处理。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。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筒中心 三者在同一轴线上，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。
3．3 断桩
(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。
4.结束语
静载试验结果表明，单桩承载力均符合设计要求；动测检验结果合格率达100％ ，其中一类桩43根占9l％ ，二类桩4根占9％ 。通过本桩基施工实践，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，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的，并且可以取得良好的社會及经济效益。