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浅谈大直径钻孔灌注桩在施工中应注意的问题工学论文
摘要：文章结合砂土地区钻孔灌注桩成孔、成桩施工中，因施工操作不当可能发生孔、桩的质量问题进行分析和探讨。
关键词：钻孔灌注桩；导管；成桩；成孔
随着国民经济的飞速发展，高层建筑如雨后春笋般迅速拔起，大直径钻孔灌注桩在我国桩基础的应用中已十分广泛。它与预制桩相对优点较多，如造价低、节省钢材，承载力可高达40000kN。大直径钻孔灌注桩在亚砂土地区工程中应用较多。其施工工艺也日趋完善，它由钻探成孔及灌注成桩两部分组成，其施工程序如下：放线定位；护筒埋设；设备安装及泥浆系统；成孔；清孔；钢筋制作、人孔定位；砼材料、制作；水下混凝土灌注、成桩。
前4个程序完成叫成孔，后4个程序完成叫成桩。以下就大直径钻孔灌注桩在施工中成孔、成桩应注意的问题，谈谈个人的观点。
1 成孔
大直径钻孔灌注桩施工中，成孔是首先要考虑的问题。成孔施工中对桩的影响主要有孔径(桩径)、孔位偏差、孔的垂直度及冲洗液(泥浆)。
(1)钻孔桩的孔径可按设计桩径选择钻头直径、孔径偏差允许为设计桩径的正偏差。其允许正偏差在30 mm～50 mm。施工前应对孔位进行测量定位。孔位确定后应进场地平整，使机具(主动钻杆)、钻头中心与孔位重合，方可开钻施工。孔位偏差应达到桩的设计要求。
(2)为保证钻孔垂直度，钻孔不发生倾斜，施工时钻机要求摆放平稳。开钻时不抖动。开孔时应轻压慢转，人护桶以下2 m后，采用正常钻速及钻压，钻孔速度宜控制在小于2 h。钻杆要求垂直，当连接钻杆后，应检查连接后钻杆的垂直度，保证弯曲在规定的范围之内。若发现钻孔倾斜，应立即起钻，找出孔斜原因。采取相应措施，由已开孔处重新扫孔纠斜直至正常钻孔。钻孔垂直度允许偏差为0.5％。
(3)钻孔中，冲洗液性能的好坏尤为重要。它起着冷却钻头、护壁及携带泥砂岩屑作用，并保证孔内干净、顺畅。黏性土地层可以利用其自身造浆，砂性土则需要人工制浆。泥浆材料可选用泥浆土或黏性较高的高岭土。为保持泥浆性能和循环的要求，地面应设泥浆池、循环槽、沉淀池。泥浆池每隔40 m设1个，循环槽要求长度不小于15 m，循环槽每隔4 m～5 m再设沉淀池。施工时应时常清理沉淀池，排除残渣，减小冲洗液含砂量。对泥浆性能要求如下：其含砂率应小于8％，黏度应控制在18 s～22 s，胶体率大于85％。
(3)当钻至设计孔深(即满足桩的要求)应将钻具提离孔底少许，保持正常转速，将泵量开至最大进行清孔。清孔的目的是排除沉渣及孔壁较厚的泥皮，冲洗钻孔时间视泥浆性能参数而定。当孔底泥浆比重在1.15左右，含砂率≤10％，黏度小于25 s可视为冲洗完成。冲洗完成后，孔底沉渣应达到：端承桩不大于50mm；摩擦桩不大于200 mm。在下钢筋笼前必须复测沉渣厚度。如超过该值，必须重新清孔，直至满足沉渣的条件，方可进行下一步施工。
2 成桩
完成上述至钢筋笼到位，灌注成桩则是施工的关键。桩的质量问题主要表现为断桩、夹泥、蜂窝、少灌等，故选择好混凝土材料及性能参数、辅助设备、施工工艺就尤为重要。
(1)混凝土由水泥、砂、粗骨料组成，其配比应通过试验确定。最好配合比的强度比设计要求的强度高配一级。施工中混凝土应具备良好的和易性和流动性，1m3混凝土中水泥量不少于360kg。粗骨料宜选用卵石或碎石，其粒径不得大于40 mm，砂宜用中至粗砂，一般控制在40％～50％。混凝土的塌落度值为180±20 mm(气温高，桩深，取高值，反之取低值)。混凝土搅拌方法：水泥、骨料、砂倒人搅拌机加30％的水先搅拌均匀后，然后再加入60％的水搅拌，最后再加10％的水搅拌到出混凝土时间控制在60 s～90内。当灌注时间大于3 h(一般砼初凝时间仅为3 h～5 h)。混凝土中应加缓凝剂，它可使混凝土初凝时间大于8 h。
(2)灌注混凝土使用的导管应符合下列要求：宜选用无缝钢管，壁厚≥3 mm，直径250 m，导管每节长度可按施工工艺要求确定(长短可不一)，两管之间由法兰盘连接。导管使用前应进行试压，试压压力为0.4 MPa～0.8 MPa。保证连接处密封良好。
(3)灌注混凝土前应做好严密的施工组织计划及充分的准备工作。灌注应连续进行，不得中断，一旦发生机具故障及导管堵塞问题，应立即采取有效应急措施。对桩径大、桩深、灌桩量多应采用多台搅拌机同时工作，以减少混凝土离析现象。另外。提升动力应足够，避免出现起吊动力不足，造成其他意外事故。灌注中要求第一次灌注量保证导管底端埋入混凝土中不少于0.8 m。为此。灌注储料斗制作时其容积应满足这一要求，正常灌注时混凝土上升速度不得小于2 m/h，每根桩灌注施工时间不得超过下列规定：灌注量在10m3以内≤2h；灌注量在10m3～20m3内≤3h；灌注量在20m3～30 m3内≤4h；灌注量在30m3～40m3内≤5h；灌注量大于40一则应在8 h内完成。每根桩的混凝土试块不得少于一组。
(4)为保证灌注桩质量，防止出现断桩、夹泥、蜂窝、少灌等缺陷，灌注施工操作中还应注意：①第一次灌注时，导管底端与孔底距离应严格控制。其距离孔底30 cm～40 cm为宜；②在灌注施工的整个过程中，导管底端严禁提出混凝土面，导管底端埋人混凝土深度宜2 m左右。当遇导管堵管或混凝土下灌不畅时，可适当提拉或左右摆动导管，以增加其流动性、和易性及减小下灌阻力。但导管底端埋置深度不得小于1 m。当混凝土面上升至钢筋笼内2m～3m时，应及时提升导管，使导管底端高于钢筋笼底端，防止钢筋笼上浮。随着混凝土面不断上升及孔内压力减小，桩上部混凝土不如下部密实。这时应加大灌注料斗落差，同时上、下提拉及摆动导管。最后一次混凝土的灌入量要求掌握好，灌注混凝土的高度应控制在设计桩顶标高以上0.4 m。钢筋笼的制作、焊接、吊装应按设计要求及操作规程执行。在大直径钻孔灌注桩整个施工过程中，对成孔速度、人岩(土)深度、孔底标高、桩位偏差、沉渣厚度、桩孔垂直度、孔径、混凝土灌注量、灌注时间、桩顶及钢筋笼标高、导管的折卸情况和埋管深度等进行记录、登记、填写，并妥善保存该原始资料以备查询。
3 结束语
成孔和成桩在大直径钻孔灌注桩施工中举足轻重，它的施工好坏直接影响桩的质量。如何在大直径钻孔灌注桩施工中提高桩的质量，实践中笔者认为成孔是桩质量的前提，成桩是桩质量的关键。施工工艺方法是桩质量的保证。
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