溶岩地质钻孔灌注桩施工工艺探讨

1.工程概况

云浮市某医院工程桩基础采用的是钻（冲）孔灌注桩，泥浆护壁。桩径有Φ800， Φ1000， Φ1200，桩长为7.9m~10.3m，需钻桩37根（桩位布置见图1），设计桩端持力层为结晶灰岩层。

2.钻（冲）孔桩施工

2.1排除障碍物

根据超前钻探资料显示，本项工程的地下1.5m~3.5m深度范围内有的回填障碍物：如旧建筑物拆除时留下的砖块、砼块、建筑垃圾、旧地板、垫层、砖基础、地梁及块石基础还有排水管、院内主排水渠等；地上有砼路面、砖墙、污水处理站旁边的旧建筑拆除物等。不排除这些障碍物，钻（冲）桩很难施工。因此在钻（冲）孔桩施工前，必须xx这层回填障碍物。经过相关单位共同商议，决定采用人工排除孔内障碍物，1.5~3.5米深度采用钢筋砼护壁的方法施工，护壁深度均必须达到原土为止。护壁材料采用C20砼，壁厚150mm，内配钢筋Φ8@150×150。

2.2钻（冲）孔桩的施工

根据工期的需要，配置三台桩机进入工地施工。一台桩机钻冲从ZK5、ZK8、ZK4桩；一台桩机钻冲ZK1、ZK6、 ZK2、 ZK3桩；一台桩机钻冲ZK7、ZK19、 ZK31、 ZK35桩，然后三台桩机根据实际情况由B轴向F轴推进。另外还应注意ZK1~ ZK6桩距建筑物（两层儿科楼）很近，只有1.2m，所以在施工中一定要特别注意这6根桩施工，施工时不能影响邻近建筑物的结构安全，要求这6根桩只能钻孔，不能冲孔，并且做好对邻近建筑物的沉降观测工作。在施工时，{zh0}隔桩施工，以防止桩孔连通而塌方。

2.3工艺流程：桩位校正→钻孔机桩就位→安放钢护筒→钻（冲）孔→注泥浆→排碴→清孔→吊放钢筋→下砼导管→浇筑→拨出导管。

2.4钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上作出控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。

2.5钻孔：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进、出土，达到控制深度后停钻、提钻。

2.6清孔排碴

2.6.1钻（冲）到设计深度后，可采用空钻（冲）方法循环排碴，清孔后距孔底0.2m-1m处的泥浆比重控制在1.1左右；对于土质较差，容易塌孔的土层，泥浆比重宜控制在1.15~1.25左右。

2.6.2清孔后的孔底沉渣厚度不大于50mm。

2.7钢筋笼制安

2.7.1钢筋笼主筋的焊接接头应互相错开，35倍钢筋直径范围内的接头数不得超过钢筋总数的50%；

2.7.2钢筋笼外径应比钻（冲）孔设计值小140mm，其内径应比导管接头处的外径大100mm以上；钢筋笼的主筋保护层不小于70mm。

2.7.3分段制作的钢筋笼，其长度控制在5~8m，两段钢筋笼连接时可用单面搭接焊或绑扎加点焊。

2.7.4筋笼不到孔底时，为防止浇灌砼时上浮，可将钢筋笼与孔口扩筒临时焊接。

2.7.5保证钢筋的保护层厚度，设置砼垫块定位。

3.主要技术质量保证措施

3.1施工前，对每条钻（冲）孔桩先进行超前钻探，目的了解岩层溶洞的发育情况，避免施工中的盲目性；

3.2钻（冲）孔桩施工时，先对临近建筑物的边桩进行施工，之后施工远离建筑物的桩。这样与前期施工的方桩周边桩总体构成一道“幕墙”，不会对邻近楼房造成太大的影响；

3.3施工时多用磨岩钻进，不用冲孔钻进，避免因冲孔震动对邻近楼房的干扰影响；

3.4孔桩施工过程中若发生斜孔、塌孔等问题时，应立即停止钻进并报告甲方，经采取有效措施后，方可施工；

3.5为保证造孔的垂直度，钻机应设置导向环等导向装置；

3.6对邻近楼房设置沉降观测点，定期分时观测，并对建筑的外观进行检查，发现沉裂等问题应及时向建设单位反映处理。

4.浇筑砼的施工

4.1浇筑砼工艺流程：

4.1.1移盖板测孔深、垂直度→放钢筋笼→通过导管或溜筒放砼→浇筑砼（随浇随振→）插桩顶钢筋

4.2检查成孔质量：

4.2.1钻深测定。用测深绳（锤）或手提灯测量孔深及虚土或泥浆厚度。虚土厚度等于钻孔深的差值。虚土厚度一般不应超过10cm。

4.2.2孔径控制。钻进遇有含石块较多的土层，或含水量较大的软塑粘土层时，必须防止钻杆晃动引起孔径扩大，致使孔壁附着扰动土和孔底增加回落土。

4.2.3孔底土清理。钻到预定的深度后，必须在孔底处进行空转清土，然后停止转动；提钻杆，不得曲转钻杆。孔底的虚土厚度超过质量标准时，要分析原因，采取措施进行处理。进钻过程中散落在地面上的土，必须随时xx运走。

4.2.4移动钻机到下一桩位。经过成孔检查后，应填好桩孔施工记录。然后盖孔口盖板，并要防止在盖板上行车或走人。{zh1}再移走钻机到下一桩位。

4.3浇筑C25砼：

4.3.1移走钻孔盖板，再次复查孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底虚土厚度。有不符合质量标准要求时，应处理合格后，再进入下道工序。

4.3.2吊放钢筋笼：钢筋笼放入前应先绑好砂浆块（或塑料卡）：吊放钢筋笼时，要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。钢筋笼放到设计位置时，应立即固定。遇有两段钢筋笼连接时，就采取焊接，以确保钢筋的位置正确，保护层厚度符合要求。

4.3.3浇筑砼。浇筑砼时应连续进行，分层振捣密实，分层高度以捣固的工具而定。一般不得大于1.5m。

4.3.4砼浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在凿除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。

4.3.5撤导管或溜筒和桩顶插钢筋。砼浇到距桩顶1.5m时，可拨出导管或溜筒，直接浇灌砼。桩顶上的钢筋插铁一定要保持垂直插入，有足够的保护层和锚固长度，防止插偏和插斜。

4.3.6砼的坍落度一般宜为8~10cm；为保证其和易性及坍落度，应注意调整砂率和掺入减水剂、粉煤灰等。

4.3.7同一配合比的砼试块，每班不得少于一组。

4.4灌注砼操作技术

4.4.1首批砼灌注

砼灌注量与泥浆到砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关。

孔径越大，首批灌注的砼量越多，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔度，下灌后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。

4.4.2后续砼灌注

后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼，牵动导管的作用如下：

4.4.2.1有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间磨擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。

4.4.2.2牵动导管增强砼向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。

4.4.3后期砼的灌注

在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不知下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。

4.4.4砼灌注速度

在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这时提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作。

4.5灌注砼浇筑方法

4.5.1水下砼的浇筑主要有导管法、泵送法、容器（吊罐、料斗）开底法、溜槽法、袋装法、自流灌浆法等，本工程采用导管法和溜槽法相结合进行水下砼的浇筑。

4.5.2.水下砼导管法施工与普通砼导管法施工要求基本相同。由于水下砼的自流平性的抗分散性，很少出现水下流动带来的砼质量下降，其流动直径可达4~6m，所以在导管配置时，应考虑到水下砼的特性。浇筑时除要求能连续将砼供给料斗处，并应尽可能将料斗的容积加大，以保证砼连续浇筑。在保证砼能连续浇筑的条件下，也可将尽管下端从砼中拨出0.5m以内，使砼在水中自由下落，也能保证砼的质量。导管法施工一般水流速度要求小于3m/s。

4.5.3溜槽法。将水下砼沿溜槽直接滑入浇筑的水下构筑物中，其溜槽长度一般为5~30m。溜槽法要求水下砼易于流动，溜槽与水平夹角一般应不小于60°。

4.5.4在浇筑前应充分考虑运输与浇筑机具的配套与衔接，应对其机具进行认真检查，以防止出现故障。

4.6灌注砼的步骤

4.6.1砼导管壁厚不小于3mm，直径宜为200~250mm，底管长度不小于4m，下管前应试拼试压，球胆隔水件能顺利排出。导管底距离孔底为0.3m~0.5m。

4.6.2砼浇灌前储料斗内必须有足以将导管底端一次性埋入水下砼中0.8m以上深度的储存量；

4.6.3砼浇灌注的上升速度不得小于2m/h，每根桩的灌注时间不得超过下列规定：

1灌注量在10m3以内：≤2h；  2灌注量在10~20 m3：≤3h  3灌注量20~30 m3：≤4h  4灌注量30~40 m3：≤5h

4.6.4砼浇注过程中，导管底端埋入混凝土面以下宜保持2~4m，不得小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面：

4.6.5砼浇少应连续进行，不得中断。

4.6.6{zh1}一次混凝土灌注量应控制在设计桩顶标高以上约0.8m。

4.6.7每根桩留置试块不得少于一组。

4.7灌注砼的注意事项

4.7.1为探明持力层是否有不利溶洞，每根桩钻到岩层时应进行超前钻，钻孔深度为3m。

4.7.2基础施工前确认邻近建筑物基础和市政地下排水渠实际位置并采取有效的安全保护措施，确保邻近建筑物及管线的安全和正常使用。

4.7.3施工时应根据桩顶设计标高掌握好砼的灌注量，使之既保证凿除桩顶浮浆层后砼的质量，又不至于凿去太多而造成浪费，本工程中灌注砼完成面要比桩设计标高高出0.5m。

4.7.4桩孔成型后必须xx孔底沉渣，清孔后沉渣厚度要小于50cm，并应立即灌注水下砼。

5.结语

5.1采用多次冲击钻进成孔的施工方法施工有利于保证斜孔、断钻等质量通病的发生，对于容易造成斜孔和桩偏位的处理方法是及时往孔回填一定数量的片石和粘土。

5.2对于溶洞发育的土层，可先往孔底投放一定数量的袋装水泥，并在水泥上方回填一定数量的片石和粘土，然后用冲击钻将其搅烂并拌制均匀，并提出钻头后再回填粘土，待水泥初凝形成孔壁后再进行钻孔进入。

5.3为了确保钻进成孔的施工质量，必须严格控制钻进的冲击时间间隔，并综合考虑地质岩土情况、冲击次数和钻进深度。

5.4上述施工工艺为溶岩地质钻孔灌注成桩积累了一定的施工经验。