正循环成孔钻孔灌注桩技术的运用探讨

正循环成孔钻孔灌注桩技术的运用探讨

胡海芬

上海基强建设工程有限公司

摘要：钻孔灌注桩施工技术因其在工程建设中的广泛应用而备受关注，其特点包括高承载力、强适用性、设备简便以及良好的经济效益。然而，该技术的施工周期长、工艺繁琐以及施工质量控制难度大，这些因素均要求我们对钻孔灌注桩施工技术进行深入的研究与分析，以优化其施工质量。本文以正循环成孔钻孔灌注桩施工为研究对象，通过对护筒埋设、钻进成孔、钢筋笼吊装、钢格构柱吊装以及灌注水下混凝土等关键施工环节的分析，详细探讨了正循环成孔钻孔灌注桩施工工艺的核心流程，旨在提高工程施工效率。

关键词：钻孔灌注桩；护筒埋设；灌注水下混凝土；成孔

0引言

钻孔灌注桩技术作为一种基础工程施工技术，在建筑领域中发挥着重要作用。其具有适应性强、承载能力高、施工噪声小等优点，被广泛应用于桥梁、高层建筑、港口码头等工程建设中。正循环成孔是钻孔灌注桩施工中的一种常见方法，本文将对正循环成孔钻孔灌注桩技术的运用进行详细探讨。

1钻孔灌注桩技术在建筑工程中的作用

1.1有效提升土体稳定性

在建筑工程实施过程中，钻孔灌注桩技术以其独特的优势，能够有效减少外部因素对施工进程的干扰，从而显著增强地基的稳定性。这种技术对各种施工条件均展现出良好的适应性。具体来说，压浆压力的大小与土体的渗透率紧密相关，而钻孔灌注桩技术的应用，可以极大地提高土体结构的稳定性。在实际施工中，必须高度关注土体的渗透性和压密性。值得一提的是，地质地貌的多样性对施工中的压降效应构成影响，这也是施工过程中不可忽视的关键因素。

1.2节约成本

相较于传统的施工方法，钻孔灌注桩技术展现出明显的成本优势。它不仅能够适应各种地质背景，还能根据实际情况进行灵活调整和优化。此外，由于该技术的操作相对简单，使得人力和物力的投入大大减少，从而有效降低了施工成本。

1.3提升建筑安全性

上海地区特殊的地质条件，如由长江冲积形成的土壤、密布的河网以及众多的暗浜，使得沉降问题成为影响建筑稳定性的关键因素。地质沉降不仅会降低建筑的稳定性，还可能对居民的生命安全构成威胁。在这种情况下，钻孔灌注桩技术的应用显得尤为重要。它能够确保混凝土与土体之间的紧密结合，同时，施工中使用的灌注浆所产生的压力，也为地基的稳定和安全提供了有力保障。因此，只要严格按照施工操作和工艺要求执行，钻孔灌注桩技术就能够显著降低地基沉陷的风险，从而确保建筑工程的安全性。

2正循环成孔钻孔灌注桩桩施工技术

2.1工程概况

竹园第一、第二污水处理厂提标改造（升级补量）工程中的粗格栅及进水泵房基坑围护工程属于竹园第一、第二污水处理厂提标改造（升级补量）工程的一部分。工程地点位于浦东新区高东镇，具体位置东临沿塘路、北至东电路、西邻外环线A20，南至航津路。其粗格栅及进水泵房的开挖深度约12.6m，基坑周长约210m，基坑面积约2700m²。基坑围护采用钻孔灌注桩+止水帷幕的方式。其中，围护桩为1000@1200钻孔灌注桩，有效桩长25.2m；止水帷幕是单排3Φ850@1200三轴搅拌桩，有效桩长20.0m。立柱则采用Φ800钻孔灌注桩。钻孔灌注桩采用的是正循环钻孔工艺。

2.2正循环钻孔灌注桩施工注意事项

围护桩正式施工前要充分了解土层情况、施工特性及进行孔壁稳定性测试，应进行试成孔，数量不宜少于2个，以确定适合本地层特点的钻孔灌注桩施工参数，另外，在钻孔灌注桩桩成孔过程中应根据实际的地质情况在护壁泥浆应掺入一定量的膨润土。

2.3正循环成孔钻孔灌注桩施工流程

正循环钻孔灌注桩施工流程如下：

图1正循环钻孔灌注桩施工流程

2.4护筒埋设

根据桩位放样结果，护筒的埋设需通过人工开挖完成。为确保准确性，桩位中心和护筒中心的偏差应控制在2厘米以内。在确认位置无误后，需对周边进行均匀的粘土回填，并确保每一层都经过压实处理。护筒应采用厚度为4毫米至8毫米的钢板制作，其内径应比桩径大100毫米。此外，护筒口应开设一个溢浆孔。在埋设护筒时，应采取成行挖埋的方法，确保护筒下口能够稳固地埋入原土中。这是为了确保护筒的稳定性和牢固性，以满足工程正循环成孔的要求。根据要求，孔内水位与地面的间高差不得超过30厘米，以维持孔内水位的稳定，并确保孔壁的稳固性。完成护筒埋设后，需进行道轨和枕木等设备的架设工作，以便钻机能够准确就位，为开孔施工做好准备。在施工操作前，应使用水准仪对钻机转盘面、护筒口与地面的标高进行精确测量，以便及时掌握钻进成孔的深度。

2.5配制泥浆

在钻孔施工中，为确保钻孔过程的稳固性和安全性，采用泥浆护壁方式至关重要。泥浆配制采用淡水，且泥浆池要有充足容量满足施工需求。泥浆材料选用膨润土和高塑性黏土，经精确配比，使泥浆比重控制在1.15至1.2之间，粘度维持在18至22秒之间，同时根据施工实际情况适时调整指标以保成孔稳定安全。为防污染，规划了沉淀池与泥浆池，清孔产生的泥浆导入沉淀池，泥渣沉淀留存，泥浆循环使用以减浪费。对于泥浆处置，配置泥浆废储池（专用移动箱）、泥浆沉淀池及循环池，循环池容积为同时施工钻孔桩体积两倍确保循环空间，废储池体积依泥浆外排和运输能力确定以妥善处理。为避泥浆影响周边土路质量，用泥浆泵循环替换施工，泥浆管全新防漏浆，还保持施工现场整洁干净，保障施工顺利进行。

2.6钻机就位和成孔

钻机就位需要吊车的协助将钻机准确地放置在预定的桩位上。在操作过程中，要确保钻机的转盘中心、桩位中心以及天车滑槽缘三点严格保持在同一铅垂线上，且与桩位中心点的误差不得超过2厘米。完成初步就位后，还需对钻机转盘进行精细调平，以保证钻机的垂直度符合施工要求。在正式开钻之前，必须全面检查钻机的各个组成部分，包括钻杆、钻头、泥浆管等，确保其连接紧密无松动，并且通过试运行来验证钻机的性能是否正常，只有在一切准备就绪的情况下方可开始钻进施工。

2.7成孔

成孔质量直接关系到灌注桩的承载能力和稳定性。在钻进过程中，需要根据地层的变化适时调整钻进参数，如钻压、转速和泥浆比重等。初始钻进时，应采用轻压、慢进和低转速的方式，待钻进状态稳定后再逐渐增加钻进速度。同时，要密切关注孔内的泥浆液面高度，保持孔内水位高于地下水位，以防止孔壁坍塌。对于不同地层的钻进，如遇到砂层或卵石层等复杂地质条件，应适当降低钻进速度，增加泥浆比重，以加强护壁效果。成孔完成后，需对孔深、孔径、孔斜度等指标进行检测，确保符合设计要求。若发现偏差超标，应及时采取相应的补救措施。

2.8制作与吊装钢筋笼

2.8.1制作钢筋笼

首先，根据设计图纸精确计算主筋、箍筋的长度和数量，并按照规范要求进行切割和加工。主筋之间的连接应采用焊接或机械连接方式，确保连接部位的强度不低于主筋本身的强度。箍筋应按照设计间距均匀分布，并与主筋牢固焊接或绑扎。为增强钢筋笼的整体刚度，在适当位置设置加强筋。同时，为保证钢筋笼在桩孔内的保护层厚度符合设计要求，应在钢筋笼外侧每隔一定距离设置混凝土垫块。制作过程中，严格控制钢筋笼的尺寸偏差，确保其符合设计和规范要求。

2.8.2钢筋笼吊装

在吊装钢筋笼的过程中，务必确保迅速且准确地将其放入孔内，严格避免与孔壁发生碰撞，并严禁强行冲放。推荐使用“垂吊对中法”进行对接，以确保两段笼体的中心线精确重合，实现平稳且直线的对接。在孔口对接阶段，每段笼体需额外焊接两组直径为140毫米的混凝土保护块（每组至少包含4块），如图2所示，且焊接需均匀且稳固，以确保笼体稳定位于钻孔中央，从而保障成桩后主筋保护区的厚度达到规定的40毫米。在钢筋笼下放过程中，若遇到无法顺利下放的情况，应立即采取吊出措施，重新进行扫孔处理，以确保顺利下放。在焊接钢筋笼的每一节后，需由专业监理进行严格的复检工作，以确保焊接质量符合标准。当钢筋笼整体安装完毕后，需选择适当的钢筋作为吊筋，并确保其居中固定，以有效防止在灌注过程中钢筋笼上浮或下沉，确保施工质量与安全。

图2砼垫块结构图

2.9清孔

为确保孔洞的清洁度，清孔过程需进行两次。在初次成孔之后，应直接利用钻具展开清孔工作。在进行清孔时，钻头应被调整至距离孔底10厘米至20厘米之间，并保持缓慢且空转的状态。同时，应采用比重在1.15至1.25之间的浓泥浆进行循环清孔。在特定情况下，需适时移动钻具，对孔底进行缓慢搅动，以确保孔内泥块得到充分碎裂，并尽量多地将其排出孔外。当灌浆导管安装完毕后，将进行第二次清孔，此次清孔将利用灌浆导管进行。在此过程中，输入的泥浆比重应控制在1.15以下。通常情况下，清孔所需时间应超过30分钟。在此期间，需对孔底沉渣情况进行一次检测，只有当桩底沉渣厚度不超过10厘米，并得到现场监理的确认后，方可视为清孔工作完成。

2.10水下混凝土灌注

水下导管由管厚10mm、内径250mm的无缝钢管加工而成，底节长3m，其他标准节长2.5m，还配有0.5m-1.0m的辅助管。为避免浇筑混凝土时损坏，导管需以1.5倍孔底水压进行气密性测试。水下混凝土制作时，初凝时间控制在4-6h，坍落度在180-220mm，初凝后检测坍落度、均匀性、温度、含水率等，无误后投入漏斗。浇筑时，紧闭导管和漏斗间阀门，将导管提高，底距孔底约50cm，在漏斗内填充混凝土后开启阀门。施工中跟踪测量混凝土面高度，保持导管没入混凝土3-6m，至少2m，钻孔桩初灌量约2.5m³，且施工连续。控制浇筑时间，禁止将导管提出，若堵塞可垂直移动导管解决。土面接近钢筋笼时减缓灌注速度，记录灌注流程。保障混凝土质量，制作时做好计量，按设计标准配备成分及含量，检测坍落度，防止灌注桩身缩颈，混凝土充盈系数在1.05-1.30范围。

3质量保证措施

3.1防坍方措施

孔壁坍方是工程施工中必须大力预防的情况。有多种原因可能造成塌陷，包括施工位置的地质条件、泥浆质量以及钻进速度等。本工区作业地层以淤泥质粉质粘土和砂为主，为增加孔壁稳定性，避免坍方，需按照土体情况确定相应的泥浆参数，如比重、粘度、含砂率、胶体率等。进行清孔时，为维持液体的稳定，也需以足量的泥浆进行循环。钻孔速度不宜过快，需结合泥浆供应量调整。

3.2孔壁垂直度控制措施

钻架滑轮组、钻机盘心以及灌注桩中点应处于相同铅垂线上，以控制孔壁垂直度，此外，钻杆需精准定位垂直安放，误差不超过20mm。若钻孔时出现倾斜现象，必须立即停钻，通过升降钻杆扫孔进行偏斜校正。若倾斜过大，先以碎石、粘土填孔，超出偏孔顶0.5m，等压实后继续垂直钻进。

3.3保持注浆质量的稳定

钻孔灌注桩施工过程中，应选用科学合理的手段，保持注浆质量。注浆质量对工程施工质量有很大作用，一旦注浆质量不足，必然导致整体不稳定。合适的浇筑时间对于注浆质量的稳定有积极影响。此外，应避免注浆因暴露在空气中而提前凝固。综上，为保持工程质量稳定，需尽量减少时间对施工过程的约束。在施工中，钻机应及时就位，并以钢丝绳捆绑护筒。钻机的使用位置应靠近钻杆，钻杆与钻头重量相近，便于护筒保持垂直向下钻进状态，由钻头出发直到钻至井底。

3.4科学配置注浆

建筑建造施工中，施工质量受注浆成分选配的影响十分巨大，并且高质量的注浆是后续土木和电气工程的前提。因此，为确保工程整体质量，获得高质量的注浆，应先做好科学合理的注浆成分配置工作。在制作注浆时，水与水泥之比尤为关键。合理设计并完成注浆配比后，如需连续浇筑，需通过封浆的手段将配置好的注浆封存，避免其暴露在空气中，处理过的注浆保留压缩性，能加速浇筑的凝固过程。同时，为进一步增强混凝土的强度，应在注浆中适当加入合理的添加剂。浇筑时，应控制水泥含量低于水含量，来保持注浆的流动性。

4结束语

钻孔灌注桩技术在建筑行业发展迅速且应用广泛，但其施工质量控制仍需重视。本文详述了施工过程中如成孔、钢筋笼制作与吊装、清孔、水下混凝土灌注等环节的质量控制要点。科学合理的措施能有效提升施工质量，保障工程安全稳定。未来施工，需不断探索创新，用更先进技术设备提高质量。同时，加强施工人员培训管理，提升专业技能素质也至关重要。唯有如此，才能确保该技术广泛应用，为我国建筑事业贡献更多力量。

参考文献：

[1]赵夏炎.工民建施工中钻孔灌注桩施工工艺解析[J].四川水泥,2020(08):121+132.

[2]索俊明.建筑施工中的钻孔灌注桩技术探究[J].陶瓷,2020(07):89-91.

[3]钻孔灌注桩施工技术在房建中实例分析[J].王军.房地产世界.2021-02-05