土木工程中灌注桩施工技术分析探讨

方鹏

摘 要：灌注桩施工技术作为土木工程的基础结构的关键，直接影响着建筑业的质量水平和发展进度。文章就土木工程中灌注桩施工技术进行分析，探讨常见问题及解决方法。

关键词：土木工程；灌注桩；施工技术

引 言：根基结构对于建筑工程来说是最为关键的施工部分，土木工程在整个建筑工程建设中至关重要，是整座建筑质量之根本。作为灌注桩施工技术，在土木工程中更是决定整个基础承重台质量安全的关键因素。

1 灌注桩施工技术

1.1 干作业成孔灌注桩施工技术

干作业成孔灌注桩是利用成孔机具，在地下水位以上的土层中成桩的工艺，适用于黏土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等土质。目前常采用螺旋钻机成孔，它是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土体，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。钻头是钻进取土的关键装置，有多种类型，常用的有锥式钻头、平底钻头、耙式钻头等，锥式钻头适用于黏性土；平底钻头适用于松散土层；耙式钻头适用于杂填土，其钻头边镶有硬质合金刀头，能将碎砖等硬块削成小颗粒，螺旋钻机成孔直径一般为300 ～ 600mm。干作业成孔灌注桩的工艺流程为：测定桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇注混凝土。钻孔操作时要求钻杆垂直稳固、位置正确。如发现钻杆摇晃或难以钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机，检查排除。钻孔时应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。当螺旋钻机钻至设计标高后，应在原位空转清土，以清除孔底回落虚土。钢筋笼应一次扎好，小心放人孔内，防止孔壁塌土。混凝土应连续浇筑，每次浇筑高度控制在1.5m 以内。

1.2 泥浆护壁成孔灌注桩施工技术

泥浆护壁成孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆护壁，并通过泥浆循环将被切削的土渣排除而成孔，再吊放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩，它不论在地下水位高或低的土层皆适用。

1.3泥浆护壁成孔灌注桩施工要点

（1）埋设护筒

钻孔前需在桩位处埋设钢护筒，护筒的作用有固定桩位、钻头导向、保护孔口、维持泥浆水头及防止地面水流入等。护筒一般用4 ～ 8mm 厚钢板制成，内径应比钻头直径大20cm以上。

（2）护壁泥浆

泥浆在桩孔内会吸附在孔壁上，甚至渗透进周同土孔隙中，避免内壁漏水。它具有保持孔内水压稳定、保护孔壁以防止塌孔、携带土渣排出孔外以及冷却与润滑钻头的作用。在砂土中钻孔，需在现场专门制备泥浆注入，泥浆是由高塑性黏土或膨润土和水拌和的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增黏剂及堵漏剂等。在黏土中钻孔，也可采用输入清水，钻进原土自造泥浆的方法，注入的泥浆相对密度应控制在1.1kg/m3左右，排出泥浆的相对密度宜为1.2 ～ 1.4kg/m3。

（3）成孔

成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等，其中以回转钻机应用最多。

①回转钻机成孔

该钻机由动力装置传动，带动带有钻头的钻杆强制旋转，钻头切削土体成孔，切削形成的土渣通过泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机和反循环同转钻机。泥浆或高压水由空心钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，沉渣后的泥浆循环使用。该法是依靠泥浆向上的流动排渣，其提升力较小，孔底沉渣较多。泥浆带渣流动的方向与正循环工艺相反，它须启动砂石泵在钻杆内形成真空，土渣被吸出流入沉淀池。反循环工艺由于泵吸作用，泥浆上升的速度较快，排渣能力大，但土质较差或易塌孔的土层应谨慎使用。回转钻机设备性能可靠，噪声和振动较小，钻进效率高，钻孔质量好。它适用于松散土层、黏土层、砂砾层、软质岩层等多种地质条件，应用比较广泛。

②潜水钻机成孔

潜水钻机是一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头连在一起，并加以密封，可下放至孔内地下水中切土成孔，采用正循环工艺注浆、护壁和排渣。潜水钻孔适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、砂土及强风化岩层，不宜用于碎石土。

③冲击钻机成孔

冲击钻机成孔是用动力将冲锥式钻头提升到一定高度后，靠自由下落的冲击力来掘削硬质土和岩层，然后用淘渣筒排除渣浆。它可用于黏性土、粉质黏土，特别适用于坚硬土层和砂砾石、卵漂石及岩层。

（4）清孔

钻孔达设计标高后，应测量沉渣厚度，立即进行清孔。以原土造浆的钻孔，清孔可采用射水法，此时钻头只转不进，待泥浆相对密度降到1.1kg/m3左右即可；注入制备泥浆的钻孔，采用换浆法清孔，即用稀泥浆置换出浓泥浆，待泥浆的相对密度降到1.15 ～ 1.25kg/m3 即认为清孔合格。在清孔过程中通过置换泥浆，使得孔底沉渣排出。剩余沉渣厚度的控制是：对端承桩不大于50mm，对摩擦端承桩及端承摩擦桩不大于100mm，对摩擦桩不大于300m。

1.4 锤击沉管灌注桩施工技术

在锤击沉管灌注桩施工时，用桩架吊起钢套管，关闭桩尖活瓣或安放到预先设在桩位处的钢筋混凝土预制桩靴上。套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳等，以防地下水渗入管内。然后缓缓放下套管，压进土中。套管顶端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否在同一垂直线上，其偏斜不大于0.5%时，即可起锤沉套管。先用低锤轻击，若无偏移，才正常施打，直至符合设计要求的贯入度或标高。在检查管内无泥浆或水进入后，即可灌注混凝土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管时应保持连续低锤密击不停。拔管中要随时探测混凝土落下的扩散情况，注意使管内的混凝土保持略高于地面，直到全管拔出为止。桩的中心距小于5倍桩管外径或小于2m 时，均应采取跳打的方式，且中间空出的桩需待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后方可施打，防止因挤土而使前面的桩发生桩身断裂。

2 常见问题及解决方法

2.1 钻孔坍塌

①最主要的问题是因为护筒埋得不深，引起护筒底进水。进行解决的方法：马上把护筒拆下，再进行第二次安装，然后再进行钻孔。

②由于地质原因形成坍孔，比如遇到比较松软的沙土层。如果出现这种情况，应及时向孔内注入石块、速凝水泥等，用这种方法形成坚固的筒壁。

③因为泥浆浓度达不到质量要求，所以引起护壁松软，遇到这种情况可以增加粘土的数量，从而使泥浆浓度达到标准。

2.2 卡住钻锤

①如果探头出现卡钻现象，可以运用打捞钩来制约钻锤，从而使其左右摆动，上下移動。

②如果钻孔形状是梅花形，也很容易出现卡钻现象，可以通过摆动钢丝绳，从而把钻锤转变为其它角度提拉。

2.3 钻孔减小

①在实际操作当中遇有松软土，自身吸水能够胀大，从而引起钻孔减小，这时可以运用钻锤多次打磨孔壁，保持钻孔直径不变。

②有的情况是由于钻头使用时间过长，自身变形，导致钻孔过小，这时要马上对钻头进行维修。

2.4 钻孔位置不精确。

①在钻孔时遇有坚硬石块，容易使钻头发生歪斜，这时应对钻头进行重新调整，在钻头工作当中要经常进行观察。

②因为钻孔的底座没有固定好，发生自身位置移动现象。这时应该加固底座，打实四周土壤，最好能使钻头匀速运转。

3 结语

灌注桩的施工是一个综合性很强的施工技术，需要抓好施工过程中每一个环节，在实践中不断创新和完善。总而言之，灌注桩施工技术是土木工程施工中的重要组成部分，因此要熟练的掌握施工技术，才能保证施工质量，提高施工水平。

参考文献：

[1] 丁红霞. 关于土木工程施工技术的探讨[J]. 江西建材，2013（01）.

[2] 曾令枢. 关于土木工程中灌注桩施工技术的探讨[J]. 科学之友，2013（04）.