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摘 要 针对桩基施工中的钻孔灌注桩的施工，结合工程以及笔者实践经验，对钻孔灌注桩的施工技术要点进行深入探讨，同时针对钻孔灌注桩施工的各个阶段所容易忽略的技术问题提出笔者的建议，旨在能为同类工程施工提供参考借鉴。
关键词 桩基础；钻孔灌注桩；施工技术；沉渣与沉淤
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0123-01
钻孔灌注桩采用长臂螺旋钻机钻孔，在钻杆纵向设有一个从上到下的高压灌注水泥浆系统，钻孔达到设计深度后，开动压浆泵使水泥浆从钻头底部喷出，借助水泥浆的压力，将钻杆慢慢提起，直至出地面后，移开钻杆，在孔内放置钢筋笼，再另外放入一根直通孔底的压力注浆塑料管或钢管，与高压浆管接通，同时向桩孔内投放粒径2cm~4cm碎石或卵石直至桩顶，再向孔内胶管进行二次补浆，把带浆的泥浆挤压干净，至浆液溢出孔口，不再下降，桩即告全部完成。
1施工技术要点
1）钻孔的垂直度控制。钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环，斜率超标，桩的受力状态被改变，桩头偏位，影响上部结构质量，严重影响钢筋笼的安置；在砂土类地层中孔壁极易塌孔，沉渣不宜清除。
为了有效地避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明，也是防止孔斜的简单有效的方法。终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力，且修孔常使桩的充盈系数增大，最大达1.6以上。
2）孔深。实际操作中笔者总结了把握孔深应注意的问题如下：①因测量有误而达不到设计深度。一般常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，有的收缩量可达1cm/lm左右，测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引起的，因此采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次终孔一定把测绳拿去核实。②钻孔入岩深度达不到设计要求。如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别，对于反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。
3）沉渣与沉淤。一般把沉渣与沉淤混为一谈，凡是孔底的沉积物统称沉渣，实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩士，主要是砂、砾石和碎岩硝等，而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物，沉淤的厚度往往大于沉渣，沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层，能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果速度能达到2m/s~3m/s。是正循环的40倍以上，故携渣能力强。为此，可采用正循环成孔，气举反循环清孔的工艺。实践证明，应用得当，桩的承载力能大幅度提高。
无论采用反循环还是正循环成孔工艺，都应重视砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分钟左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短时间内不会沉淀。此时灌注砼，砼坠落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉淤，可基本上将孔底沉渣清除干净。
4）砼灌注。砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。其常见问题是：砂石的含泥量偏大；配料的计量不准确；水泥保管不善受潮。在保证砼质量合格的前提下，导管法水下灌注砼质量难以控制的主要原因是：不能象上部结构施工那样逐层振捣；由于导管埋在泥浆和砼中，砼的灌入阻力是相当大的。要克服很大的灌入阻力保证砼桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成每一斗砼灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成砼粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩的抗压强度。
2主要问题及其解决措施
对于灌注桩的水下砼灌注法来说，最常见的主要问题如下：
1）砼的绝大多数势能在撞击大斗壁的碰撞中损耗掉，砼料落人导管中不连续，形不成较大的冲击能量，使砼没有足够的力量向四周挤压、扩散，桩的摩阻力严重降低。
2）砼料绝大多数要经过反弹再落入导管，容易造成砼离析和堵管。
3）吊臂上下移动速度慢，产生不了大的加速度，因此砼料的下落没有足够的超压，造成砼料在导管附近堆积成钟形断面。 在钟形断面塌落时容易裹入泥浆，造成夹泥芯。
4）由于导管上下移动次数过于频繁，使得泥浆不断沿导管壁渗入砼中，影响桩身砼质量。
鉴于以上缺点，采用大体积砼冲击灌注法，出料口直接插入导管，然后打开活门一次连续冲击下去，这种解决措施的优势在于：
1）功能大，冲击力强。假设大斗方量为2.5m3，砼容重为22kN/m3，则m约为5.5t，假设h=30m，t=1.0s，求得F=1872.679kN。平均冲力是砼自重的34倍，在巨大冲力的作用下，砼的向上顶升力和侧向挤压力得到保证，桩的摩阻力和桩身砼密实性都得以提高。
2）首斗砼灌注沖力大，沉渣、沉淤被溅开，桩端与持力层能较好地结合，有效地确保了端承力的发挥。
3）灌注时间短，桩身段骨料分布均匀，桩身段强度能得到保证。
在采用大体积砼冲击灌入法应注意以下几个问题：
1）必须注意排气技术，防止形成气堵，使砼料灌不下去。大斗出料口与导管不可用螺扣联接成一体，会形成气堵。应改为插入式联接方式，大斗出料口外径比导管内径小2cm~3cm。另外，还要在出料管活门的下方焊上比导管外径大2cm~3cm的法兰盘。
2）砼料最好通过网筛（网眼8cm~10cm左右）进入料斗，防止夹杂大直径块石、水泥块等造成卡管。
3）砼和易性要好，如砼离析，则容易在料斗下部和出料口处形成堆积，导致出料困难，同时也容易堵塞导管。
4）砼灌注时，吊车司机的配合也至关重要。当打开活门砼料下落时，必须随砼料的下落不断向上提动导管，提动量要小，注意掌握时机。实践证明，有经验的吊车司机对缩短砼的灌注时间，防止卡管、堵管事故，起相当大的作用。
5）当砼灌注到桩顶部位时，为了保持足够的冲力，必须注意导管要留有一定的长度，一般为10m左右，灌注时及时上拨，保证高度产生冲力，使桩头部分的砼质量不至降低。此外，不可忽视大斗和导管的保养，内壁光滑可大大减小摩擦阻力，同时也减少堵管的发生率。
3结语
本文对钻孔灌注桩的施工技术要点进行深入探讨，同时针对钻孔灌注桩施工的各个阶段所容易忽略的技术问题提出笔者的建议，提出不同的施工方法其效率和质量有很大差异，应从施工方法着手进行预先控制。
参考文献
[1]江正荣.简明施工工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]黄忠.钻孔灌注桩在基础工程中的应用施工探讨[J].科技创新导报,2008,13,
关键词 桩基础；钻孔灌注桩；施工技术；沉渣与沉淤
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)082-0123-01
钻孔灌注桩采用长臂螺旋钻机钻孔，在钻杆纵向设有一个从上到下的高压灌注水泥浆系统，钻孔达到设计深度后，开动压浆泵使水泥浆从钻头底部喷出，借助水泥浆的压力，将钻杆慢慢提起，直至出地面后，移开钻杆，在孔内放置钢筋笼，再另外放入一根直通孔底的压力注浆塑料管或钢管，与高压浆管接通，同时向桩孔内投放粒径2cm~4cm碎石或卵石直至桩顶，再向孔内胶管进行二次补浆，把带浆的泥浆挤压干净，至浆液溢出孔口，不再下降，桩即告全部完成。
1施工技术要点
1）钻孔的垂直度控制。钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环，斜率超标，桩的受力状态被改变，桩头偏位，影响上部结构质量，严重影响钢筋笼的安置；在砂土类地层中孔壁极易塌孔，沉渣不宜清除。
为了有效地避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。导正装置经工程实践表明，也是防止孔斜的简单有效的方法。终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力，且修孔常使桩的充盈系数增大，最大达1.6以上。
2）孔深。实际操作中笔者总结了把握孔深应注意的问题如下：①因测量有误而达不到设计深度。一般常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，有的收缩量可达1cm/lm左右，测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。更大的测量误差是由于测绳易断引起的，因此采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次终孔一定把测绳拿去核实。②钻孔入岩深度达不到设计要求。如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别，对于反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。
3）沉渣与沉淤。一般把沉渣与沉淤混为一谈，凡是孔底的沉积物统称沉渣，实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩士，主要是砂、砾石和碎岩硝等，而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物，沉淤的厚度往往大于沉渣，沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层，能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果速度能达到2m/s~3m/s。是正循环的40倍以上，故携渣能力强。为此，可采用正循环成孔，气举反循环清孔的工艺。实践证明，应用得当，桩的承载力能大幅度提高。
无论采用反循环还是正循环成孔工艺，都应重视砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分钟左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短时间内不会沉淀。此时灌注砼，砼坠落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉淤，可基本上将孔底沉渣清除干净。
4）砼灌注。砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。其常见问题是：砂石的含泥量偏大；配料的计量不准确；水泥保管不善受潮。在保证砼质量合格的前提下，导管法水下灌注砼质量难以控制的主要原因是：不能象上部结构施工那样逐层振捣；由于导管埋在泥浆和砼中，砼的灌入阻力是相当大的。要克服很大的灌入阻力保证砼桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成每一斗砼灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成砼粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩的抗压强度。
2主要问题及其解决措施
对于灌注桩的水下砼灌注法来说，最常见的主要问题如下：
1）砼的绝大多数势能在撞击大斗壁的碰撞中损耗掉，砼料落人导管中不连续，形不成较大的冲击能量，使砼没有足够的力量向四周挤压、扩散，桩的摩阻力严重降低。
2）砼料绝大多数要经过反弹再落入导管，容易造成砼离析和堵管。
3）吊臂上下移动速度慢，产生不了大的加速度，因此砼料的下落没有足够的超压，造成砼料在导管附近堆积成钟形断面。 在钟形断面塌落时容易裹入泥浆，造成夹泥芯。
4）由于导管上下移动次数过于频繁，使得泥浆不断沿导管壁渗入砼中，影响桩身砼质量。
鉴于以上缺点，采用大体积砼冲击灌注法，出料口直接插入导管，然后打开活门一次连续冲击下去，这种解决措施的优势在于：
1）功能大，冲击力强。假设大斗方量为2.5m3，砼容重为22kN/m3，则m约为5.5t，假设h=30m，t=1.0s，求得F=1872.679kN。平均冲力是砼自重的34倍，在巨大冲力的作用下，砼的向上顶升力和侧向挤压力得到保证，桩的摩阻力和桩身砼密实性都得以提高。
2）首斗砼灌注沖力大，沉渣、沉淤被溅开，桩端与持力层能较好地结合，有效地确保了端承力的发挥。
3）灌注时间短，桩身段骨料分布均匀，桩身段强度能得到保证。
在采用大体积砼冲击灌入法应注意以下几个问题：
1）必须注意排气技术，防止形成气堵，使砼料灌不下去。大斗出料口与导管不可用螺扣联接成一体，会形成气堵。应改为插入式联接方式，大斗出料口外径比导管内径小2cm~3cm。另外，还要在出料管活门的下方焊上比导管外径大2cm~3cm的法兰盘。
2）砼料最好通过网筛（网眼8cm~10cm左右）进入料斗，防止夹杂大直径块石、水泥块等造成卡管。
3）砼和易性要好，如砼离析，则容易在料斗下部和出料口处形成堆积，导致出料困难，同时也容易堵塞导管。
4）砼灌注时，吊车司机的配合也至关重要。当打开活门砼料下落时，必须随砼料的下落不断向上提动导管，提动量要小，注意掌握时机。实践证明，有经验的吊车司机对缩短砼的灌注时间，防止卡管、堵管事故，起相当大的作用。
5）当砼灌注到桩顶部位时，为了保持足够的冲力，必须注意导管要留有一定的长度，一般为10m左右，灌注时及时上拨，保证高度产生冲力，使桩头部分的砼质量不至降低。此外，不可忽视大斗和导管的保养，内壁光滑可大大减小摩擦阻力，同时也减少堵管的发生率。
3结语
本文对钻孔灌注桩的施工技术要点进行深入探讨，同时针对钻孔灌注桩施工的各个阶段所容易忽略的技术问题提出笔者的建议，提出不同的施工方法其效率和质量有很大差异，应从施工方法着手进行预先控制。
参考文献
[1]江正荣.简明施工工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2004.
[2]黄忠.钻孔灌注桩在基础工程中的应用施工探讨[J].科技创新导报,2008,13,